AxION iQT GC-QTOF：新型串联GC-MS/MS，定量与定性完美结合
——珀金埃尔默全球副总裁 Silverio Iacono先生采访记
【导语】近年来，单级四极杆的气质联用已经越来越大众化，但随着食品安全、环境安全等领域面临更多的挑战，科技工作者们发现了更多新问题无法用传统的单四极GC-MS解决，他们激励着各大质谱公司推出更多新型的串联GC-MS/MS，并愿意积极尝试各种新的仪器，推动其在各个领域的应用。PerkinElmer也不例外，近年来广罗天下优秀质谱人才，在多年Clarus系列单四极杆GC-MS之上，于今年ASMS推出创新的AxION iQT GC-QTOF。近日，分析测试百科网小编有幸采访到珀金埃尔默全球副总裁、质谱业务总经理SilverioIacono先生和珀金埃尔默亚太区质谱业务高级经理谢永明博士，他们对新产品AxION iQT GC/MS/MS的由来、优势、应用和发展进行了详解，希望能够对关注新型气质联用技术的朋友们有帮助……
珀金埃尔默全球副总裁、质谱业务总经理 Silverio Iacono先生(左)珀金埃尔默亚太区质谱业务高级经理谢永明博士(右)
AxION iQT：鉴定、定量、技术创新之作
名字代表寓意，好产品必有好名字。谢永明博士首先解析了新仪器名字的由来：i代表Identification(鉴定)、Q代表Quantitation(定量)、T代表Technovation(技术创新)。以iQT命名，就是希望打造一款既能定性又能定量的技术创新产品，既有三重四极杆的定量性能，又拥有TOF的高速度和高精度定性能力。传统的Q-TOF体积庞大，PerkinElmer的这台定性定量兼备的新仪器却非常小巧精致，闪亮的TOF外壳更引人注目，原来这是一种特殊的玻璃材料制成，膨胀系数极低，内部还有一层，TOF飞行管被包在其中。
AxION iQT GC/MS/MS
收购+广募群雄+数十年技术积淀AxION iQT GC-QTOF横空出世
PerkinElmer在2011年收购了由John Fenn教授和他的学生Craig Whitehouse博士一起创立的Analytica of Branford(简称AOB)公司，John Fenn教授获得2002年Nobel化学奖大名鼎鼎，AOB公司在离子源设计、TOF仪器设计方面ZL等身，到了PerkinElmer首先发力做出AxIon 2 LC-TOF和独创的DSA直接进样离子源。
继对AOB的收购之后，PerkinElmer又“挖”到了质谱界高手UrsStiner。UrsStiner在质谱研发界享誉数十年，他于上世纪80年代在Finnigan公司(赛默飞世尔科技质谱部前身)设计出了TSQ，后来在瓦里安设计出180度弯曲碰撞池的三重四极杆(该技术现在被众多质谱公司采用)。
推广团队方面，Silverio Iacono先生本人原在Waters，谢永明博士在多家质谱商业公司工作时，均广受客户好评。
PerkinElmer原有色谱和质谱的技术积淀、用户基础也相当好，比如，PerkinElmer早在1955年就推出了世界首台商品化的气相色谱仪，Clarus系列新型气相色谱和Clarus SQ8单四极杆GC-MS一直深受好评。收购AOB后，PerkinElmer于2010、2011年先后推出Flexar SQ 300型单四极杆LC-MS和AxION 2 LC-TOF，快速进入LC-MS市场。
谈到新产品为什么要做GC-QTOF，Iacono先生表示：“我们要研发具有自己特色的产品，而不是重复别人的工作，这是我们一直坚持的研发理念。以前单四极杆一种品类的GC-MS打天下，现在正需要用创新性的技术推动GC-MS的发展。实现更快速的定量、更准确的定性、更简便的操控体验是客户和市场的需求，正是为响应新的市场需求，并坚持PerkinElmer的创新精神，我们推出了这款AxION iQT GC-QTOF串联复合质谱。”
AxION iQT的优势
AxION® iQT™ 不仅具有和三重四极杆GC-MS/MS同样优异的定量能力，同时还具备Q-TOF的高速、高准确度定性特性。
产品亮点
- 灵活的进样系统的选择—可以与各种气相色谱仪相兼容，包括PerkinElmer®Clarus® 580/680系列和Agilent®7890气相色谱仪。
- 冷EI源—可高效生成分子离子峰，用于对化合物进行准确定性和最优定量。有助于分析更多不同种类的化合物。
- 高达1,000,000 u/sec的扫描速度—每秒可以分析500个化合物，比市场上其它的GC/MS或三重四极杆GC-MS/MS快50倍。
- 108线性动态范围—允许在单次实验中同时检测高浓度和低浓度化合物，无需稀释样品或多次进样。
- 节约空间的设计(400mm×700mm)—在一个紧凑的系统中整合了两台截然不同的质量分析器方可提供的检测能力，对实验室空间及配置的要求极低。
- 自动识别、自动同步的智能化模块设计—方便仪器性能优化，简化维护过程，最大化仪器有效运行时间。
ZL技术：冷EI源——高效生成分子离子峰
冷EI源是AxION® iQT的“独门绝技”，该技术源于SMB公司的设计，具有PerkinElmer独家ZL权，可高效生成真正的分子离子峰，显著提升定量和定性能力。
革新性的低能量冷EI离子源
冷EI源设计紧凑，能够即插即用；相比于传统的EI方法，减少碎片；低能量(18eV)离子源，促使稳定的分子离子峰的产生。
冷EI源分析类异戊二烯C18H38(左)标准EI源(70eV)分析类异戊二烯C18H38(右)
以类异戊二烯C18H38的分析为例，对比标准EI源，冷EI源能够提供真实的分子离子峰，其优势为：
更优化的定量—可用分子离子峰直接定量，而不是用EI源得到的碎片峰定量，避免干扰；还可选择用QTOF模式打碎分子离子峰后用碎片进行定量，即真正的MRM模式定量。
提高信噪比—可高效得到完整的分子离子峰；不论是用分子离子峰直接定量，亦或用QTOF模式打碎分子离子峰后用碎片进行MRM定量，均可显著降低背景干扰，得到更高的信噪比和灵敏度；
可用于定性鉴定—既有分子离子峰，也有EI碎片，还可以通过QTOF得到碎片，且均为高分辨率精确质量测定，结果更准确。
冷EI源的工作原理
冷EI源的工作原理为：先采用超音速扩张方式冷却、再用低能量(18eV)轰击离子化。分子束随载气进入采样锥(Skimmer)，通过超音速扩张过程，离子的振动能量被降低，从而被有效冷却，然后在18eV的电子束轰击下离子化，高效产生分子离子峰。
冷EI源可增强大多数分子的分子离子峰(M+离子)，特别适用于在CI源中分子离子峰响应很小、EI源中主要是碎片的化合物，如：类固醇、长链碳氢化合物、半挥发性有机物和脂类化合物等，尤其是省去了脂类化合物衍生化的过程。
系统完全模块化设计易于快速维护
Q-TOF复合串联质谱设计(登陆后点击图片,查看大图)
AXION iQT采用弯曲的离子传输系统，将中性粒子干扰降到最低，显著提高灵敏度信噪比；AXION IQT具有TOF速度的数据采集，无与伦比的MS/MS母离子选择速度。
AXION IQT—Software软件
AxION iQT系统软件
AxION iQT的系统软件第一次在质谱仪设计中引入了“以应用为中心(Application Centric)”的软件操作界面，使其成为当前最方便使用的质谱系统。用户可以快速完成从方法开发到样品分析(使用可选配的AxION样品管理系统)的全过程，全自动、快速地获得准确的结果。在过去，一个质谱的方法开发往往需要数天时间；如今只要短短几秒钟的时间就可以完成，只需在AxION iQT方法编辑器中输入化合物的名称即可。
AxION iQT系统软件灵活且易于使用，集成了对气相色谱仪的控制功能，可以实现与PerkinElmer和Agilent的气相色谱仪的无缝连接和完全控制。该软件可以快速启动，并具备A3特性：自动调谐(Autotune)、自动校正(Autocalibrate)、自动生成棒状质谱峰(Autocentroid)，其生成的数据文件小，提高了运行速度并节约了硬盘空间。
AxION样品管理系统智能集成各种在线样品制备
AxION样品管理系统(AxION Sample Manager)是PerkinElmer和CTC Analytics合作开发的产品，赋予了AxION iQT新的能力。以前的CTC样品管理系统只能一次实验进行一种方式(如液体进样、顶空进样、SPME进样等)，很繁琐并且需要手动去切换。而现在的AxION样品管理系统(AxION Sample Manager)样品制备和进样可同时进行，可在液体进样、顶空进样及多种样品前处理模式之间自动切换，大小只有原CTC样品管理系统的三分之一，能够带来优异的生产效率。
AxION样品管理系统：
- 可方便切换顶空和液体进样模式；
- 重叠准备时间模式；
- 可在线进行SPME(固相微萃取)、MEPS(填充吸附微量萃取)及其它样品准备；
- 衍生化和稀释功能；
- 智能化时间设定。
玻璃外壳的设计更稳定、更美观
AxION iQT采用特殊的高强度玻璃作为外壳，半透明的TOF使仪器看起来更美观；玻璃材料随温度变化而热胀冷缩的程度不像金属那么显著，得到的数据更稳定，受到温度的影响更小；特殊的高强度玻璃材料耐用性、抗撞击能力都很强。
AxION iQT让用户的分析更快速、更简便、更节省
冷EI源使类固醇检测不再衍生化
SilverioIacono先生表示，AxION iQT给客户带来的显著好处是：仪器操控快速简便，方法开发更容易。虽然三重四极杆灵敏度很高，但必须针对待分析化合物进行非常细致的优化，才能获得理想的灵敏度。iQT采用先进的QTOF技术，一次实验即可完成高分辨的检测，方法开发很容易。比如，在临床上检测激素类固醇，用传统GC/MS法必须要对样品衍生。衍生化是个很耗时的事情，而iQT有冷EI源就不需要衍生化，直接可以检测，而且灵敏度很高，这样给客户带来的好处就是不仅方法开发上简单，样品处理化简单得到的结果也快速准确。
Iacono先生说：“AxION iQT是要客户带给更好的性能、更优惠的价格、更快的速度，帮客户更好的解决问题，这也是我们打造IQT时候考虑的因素。”
模块化设计让客户学习使用更方便
为了方便客户使用，就像现在手机软件的应用越来越流行，PerkinElmer也吸取了这方面的经验，开发了模块化设计。Silverio Iacono先生讲解到：“模块的智能化设计能够很方便很直观让客户使用，同时PerkinElmer也有配备一个筛查专用软件，独有的高分辨筛查的功能；另外，PerkinElmer还希望打造一个软件包，尽量变成一个让客户能够很方便的学习使用，不仅是PerkinElmer的数据，包括其他公司的数据，如何定量、定性，都能够很好的理，这也是PerkinElmer一个参与的计划。PerkinElmer希望从客户角度去出发去帮助他们，让客户能够更好的把仪器用起来。”
小型化、模块化帮用户节省成本
AxION iQT短小、精悍，为客户节省了实验室空间成本；AxION iQT的模块化有很多好处，能够帮助用户降低安装和使用维护的成本；模块化的易用还帮助客户降低了培训成本；另外，AxION iQT还帮助客户降低了方法开发的成本，由于iQT是高分辨定量，和三重四级杆不一样的，在方法开发上很有优势的，有时要花一天以上的时间优化很多方面才能得到很好的灵敏度，iQT很快就能就能帮客户解决。
希望与法规部门合作开发新标准
Iacono先生表示，希望能够与法规部门合作开发新的标准。AxION iQT有独特的冷EI源，也能支持常规的EI/CI源，又具有高分辨的飞行质谱，所以下一步工作将会做一些化合物的鉴定，专门建立筛查库，结合高分辨数据和冷EI源，用分子离子峰质量数做快速筛查。
将在中国开发环境方面的应用标准
“AxION iQT很有技术优势，PerkinElmer在很多方面想开发各方面的应用，包括食品安全、农残、刑侦、药物、临床诊断、禁用药物的检测等，希望AxION iQT能够在全球得到很好应用的方面。” Silverio Iacono先生讲到，“在中国来讲，环境方面的应用很关注，我们在这几个重要的方面都找到了1-2个客户，给他们看了串联质谱的数据和单级的数据，他们觉得这个数据很棒，希望能够很好的合作开发这些应用，建立行业的、国家的标准。”
对于定量市场 PerkinElmer很有信心
我们了解到市场很多的需求都是定量，而且定量的要求很高的，比如南美70%的市场是用GCMS来做食品安全方面，PerkinElmer的强项也在于此，AxION iQT希望能够给市场带来快速的定量检测技术，赋予其新的能力，用这样创新性的技术占领定量市场，满足客户的需求。
谢博士说：“因为我是从做技术出身的，技术是基础，质谱是个高科技产品，PerkinElmer在这方面有很好的基础，有很多创新性的东西，在这个基础上我们希望针对客户的需求，针对客户关注的应用方向(食品、环境、临床、刑侦等)，希望有很好的技术针对客户的需求切和他的应用，跟着他们开发、成长，获得认可，帮助我们打开这样一个市场，虽然我们是一个后来者，但是我们有信心。PerkinElmer本身是一个好的品牌，具有强大的销售和技术团队，这也能够更好的进行推广，给客户带来更好的服务，未来提高我们的销售也是非常有帮助的。”
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