使蛋白质检测更容易
图1. Q Exactive质谱仪器内部结构。
Q Exactive是赛默飞世尔科技在2011年ASMS上推出的新型四极杆和轨道阱杂交高分辨质谱仪，将高选择性四极杆的离子过滤与Orbitrap高分辨准确质量数（HR/AM）测量技术相结合，在分辨率、扫描速度和灵敏度性能上进一步提升，并提供各种高分辨扫描功能，适应不同的应用需要。
Q Exactive系统光路设计
Q Exactive质谱仪由大气压离子源、离子导入S透镜组、弯曲四极杆离子传输、双曲面四极杆质量过滤器、C-Trap离子聚焦和发射四极透镜、高能碰撞池HCD及轨道阱Orbitrap所组成，内部光路结构见图1。
Q Exactive质谱的四极杆离子选择部分不采用RF only模式，可在一个较宽的质量范围内实现离子选择（0.4 amu全扫描），且降低了基质干扰的进入。在C-Trap中可进行离子聚焦和发射，并能多次注入离子，在所有离子累加后再进入到Orbitrap质量分析器中。C-Trap后是独立的HCD碰撞池，从而获得和三重四极杆类似的碎裂谱图。
Q Exactive质谱系统在提高FT质谱的扫描速度方面作了多项创新设计，采用了如下技术：
先进信号处理技术，通过新的算法对FT信号进行解析并改进检测系统的硬件，在同样时间长度的信号流采集可提高2倍分辨率。
通过平行离子注入和检测技术，即在Orbitrap进行高分辨扫描时，同时进行离子的注入和碎裂，为下一个MS/MS扫描做准备，因此可在1s内获得1张全扫描MS谱图和10张高分辨精确质量数的（HRAM）MS/MS全扫谱图。
预测的自动增益控制（pAGC），用于快速数据关联扫描分析。
谱图叠加功能（Spectrum Multiplexing）：在选择离子并多次累加或选择并保存多达10种母离子，然后一起送入Orbitrap扫描。在目标物SIM（单离子监测）实验中，可在C-Trap中富集多个SIM离子，然后一起送入到Orbitrap做高分辨扫描，适用于多成分的快速检测，可在1s内同时检测48种成分，并改善了信噪比。多重检测提高了整体系统工作周期的效率，能够更好地与UHPLC兼容。
图2. Thermo Scientific Q-Exactive蛋白组学工作流程。
蛋白质组学研究的综合平台
与其他领域相比，蛋白质组学从Orbitrap技术中受益良多。Q Exactive质谱仪为蛋白质组学定性和定量分析应用提供了强大的，易于使用的高分辨率精确质量（HR/ AM）功能。它非常适用希望在一个质谱平台上完成蛋白组学研究从发现（Discovery）、差异比较/相对定量（Discovery Quan）到目标蛋白质定量验证(Target Quan)这3个阶段。由于采集速度的提高和宽的动态范围，Q-Eaxctive在蛋白组表达谱分析中表现出杰出性能，不论是在鉴定覆盖率还是对于复杂背景中低含量蛋白质的检测。对目标蛋白质定量，用HR/AM模式大大简化了方法开发，并缩短了样品分析时间，提高了数据的可信度。
与碰撞诱导解离（CID）相比，能量更高的碰撞诱导解离（HCD）往往能产生较好的碎片和更高质量的MS/MS谱图。
更高质量的谱图和宽动态范围有助于更加深入地探索蛋白质组，鉴定更多的蛋白质并定量分析其他仪器所无法找到的蛋白质。
与Q-TOF技术不同，Orbitrap技术不需要在高灵敏度和高分辨率之间做权衡。
Q Exactive仪器的定性/定量分析功能使从蛋白质组发现到目标蛋白质的定量分析和确认工作变得更加容易。
Q Exactive LC-MS/MS通过一系列应用软件来支持蛋白质组学研究。其中Thermo Scientific Proteome Discoverer软件用于蛋白质鉴定、修饰和各种标记差异分析，SIEVE软件用于非标记的差异比较分析，Pinpoint软件用于目标蛋白定量方法建立、样品分析和验证。
结语
Q Excative 将四极杆离子选择和Orbitrap高分辨扫描结合，提供高质量的全扫描和MS/MS数据，是可靠确证定量的分析工具，和其它类型的串联杂交质谱比较，在性能和可操作性上具有领先优势。通过单次分析能够对复杂基质中成百上千种痕量组分进行鉴定、定量和确认。
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