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賽默飛推出創新全能型Orbitrap Eclipse三合一質譜儀
點擊次數:2959 發布日期:2019-6-25  來源:本站 本站原創,轉載請注明出處
ASMS 2019,賽默飛重磅推出三合一系列的創新巔峰之作——Thermo Scientific™ Orbitrap Eclipse™ 質譜儀,旨在解決生物學研究中的分析難題,輕松應對蛋白質組學,生物制藥與蛋白質高級結構分析研究中的各項挑戰。正可謂是高手過招,招招精彩。

 

在2019年的ASMS會議上,賽默飛推出了兩款超高分辨質譜儀,分別是:

Orbitrap Exploris™480質譜儀

Orbitrap Eclipse™三合一質譜儀

 

從這期開始繼續Orbitrap的創新之旅,重磅推出三合一超高分辨質譜儀的創新巔峰之作——全能型Orbitrap Eclipse™ 三合一質譜儀

自2013年推出第一代三合一Orbitrap Fusion質譜儀開始,該系列完美整合了四極桿、離子阱和Orbitrap質量分析器的多功能性和可用性,具有超高分辨率、靈敏度、穩定的高質量精度,以及多項可延展性。圖1展示了Orbitrap三合一質譜不斷革新的進化史。

圖1 Orbitrap三合一系列質譜的進化史

 

三合一質譜儀Orbitrap Eclipse™ 平臺帶來了多項創新,顯著改善了質譜數據的深度和質量,特別適用于蛋白組學中對全蛋白質組定量的準確度、高通量需求,生物制藥中復雜蛋白或小分子結合的生物藥表征,解析蛋白質高級結構等應用難題,真正做到性能比尖,通用萬間實驗室。

Orbitrap Eclipse™ 三合一質譜儀

核心功能升級

Core function upgrade

為了應對蛋白質組學、生物制藥以及蛋白質高級結構分析中不斷出現的新的挑戰,Orbitrap Eclipse™的核心功能進行了升級(圖2),包括新的QR5分段四極桿質量過濾器帶來的主動離子管控技術(AIM+),實時檢索(Real-time search),深度真空技術(Ultra-high vacuum manifold),選配的質子轉移電荷減少(PTCR)技術和選配的高質量范圍MSⁿ(HMRⁿ)模式等,助力研究工作持續升級。

圖2 Orbitrap Eclipse™三合一質譜儀結構示意圖

 

Orbitrap Eclipse™性能指標

無與倫比的分析性能及通用性

●QR5分段式四極桿:出色的母離子選擇性和靈敏度

●實時檢索:為TMT分析提供前所未有的深度和準確度

●高質量范圍MS(HMR),選配:滿足復雜天然蛋白復合體的全面分析

●質子轉移電荷減少(PTCR)技術,選配:簡化復雜的自上而下(top-down)譜圖數據

●多種可選功能:帶來前所未有的多功能,滿足不同應用需求 IC| ETD | UVPD |1M | HMRⁿ | PTCR | FAIMS Pro interface

●通用型接口與界面:與Orbitrap Exploris 480以及TSQ質譜通用,帶來良好的易用性

 

全能型Orbitrap Eclipse™三合一質譜儀輕松應對生物學研究中的各項挑戰

圖3 生物學研究中的各種挑戰

 

面對復雜的生物學研究,全能型Orbitrap Eclipse™通過自身的各種武功秘笈,均能幫助科研人員輕松過招。

 

挑戰1

蛋白組學—復雜樣品中蛋白質動態范圍寬

 

Solution QR5分段式雙曲面四極桿,提升靈敏度和特異性

圖4 QR5分段式雙曲面四極桿可有效提升蛋白和肽段鑒定數目

在0.4m/z隔離窗口時,MS/MS譜圖有更高的特異性,可提高鑒定數目。使用QR5分段式雙曲面四極桿,可在0.4m/z隔離窗口時提升傳輸效率和靈敏度(圖4)。

 

挑戰2

蛋白組學——高通量下的精準定量

 

Solution 2Real-Time Search實時檢索

TMT標記定量中,如果使用MS²方法進行定量,由于共流出肽段的干擾存在比值壓縮效應,影響定量準確性。而使用MS³方法可以有效提高定量準確性,但即使是使用SPS-MS³方法,與MS²方法的定量肽段數目相比仍有些差距。

究其原因,一部分是因為OT MS³需要時間更長,另一部分是因為只有40-50%的MS²譜圖可得到鑒定。而無法得到鑒定的50-60% MS²譜圖對應的OT MS³譜圖其實是浪費了采集時間。

圖5 實時檢索 SPS MS³的原理示意圖及與SPS MS³的對比

實時檢索(Real-Time Search)通過在流程中加入實時數據庫快速檢索,確定哪些MS²譜圖可得到鑒定,并決定是否進行MS³采集(圖5)。Eclipse中內置方法模板(圖6),單擊即可設置,其采用Comet搜索引擎(與SEQUEST類似),可使用任意數據庫,最多3個任意修飾,并可調整pass/fail閾值。

圖6 實時檢索數據采集流程

實時檢索方法可顯著提高定量肽段數目和通量(圖7),并進一步提高SPS-MS³的定量準確性(圖8)。

 

圖7 實時檢索顯著提高TMT定量肽段數目和通量

 

 

 

圖8 實時檢索提高TMT SPS-MS³定量準確性

 

挑戰3

蛋白質高級結構分析

 

Solution 深度真空技術,選配的HMR(高質量范圍MS),選配的PTCR(質子轉移電荷減少)技術

 

01.深度真空技術

全新設計的真空裝置可提供深度真空,且擴大了IRM中氣壓可調范圍(0.5-20mTorr),可為完整蛋白的分析提供更高的靈敏度(圖9)。

 

圖9 深度真空可有效提高完整蛋白的靈敏度

 

 

02.HMR(高質量范圍MS),選配

Eclipse中選配的HMRⁿ將Orbitrap質量范圍擴展到8000m/z,成為第一臺既有MSⁿ又有高質量范圍的Orbitrap。

 

在蛋白高級結構分析中,尤其是蛋白質與小分子結合的分析,需要同時分析蛋白質與小分子,HMRⁿ結合多種碎裂方式可同時確定蛋白質結構以及與其結合的小分子(圖10)。

圖10 HMRⁿ與多種碎裂方式幫助非共價結合的膜蛋白與小分子脂質的同時解析

 

03.PTCR(質子轉移電荷減少)技術,選配

由于質譜得到的為m/z的值,如果要得到mass,就必須要確定電荷數,如何在不確定電荷的情況下計算mass呢?現在使用Eclipse中獨有的PTCR技術,可幫助測定電荷數目。

圖11 PTCR原理

PTCR技術中通過氣相的離子-離子相互作用,將蛋白質帶有的質子轉移給特定的化合物(C₁₄F₂₄)離子,從而造成蛋白質本身電荷減少(圖11),得到一系列的電荷減少離子。通過相鄰價態離子間的間距即可測定蛋白質的電荷數目。

 

在復雜蛋白質混合物中,由于共流出的存在,很難進行譜圖的解卷積以及確定DDA MS²的母離子。在使用PTCR技術后,質譜圖更容易解析,可從復雜混合物中解析到更多的蛋白質(圖12)。

圖12 PTCR技術幫助簡化復雜的蛋白質譜圖

此外,PTCR可通過降低母離子和/或子離子的價態,幫助解析復雜的MS及MSⁿ譜圖,可檢測到更多的母離子及碎片,對結構生物學以及生物制藥的應用大有助益。

Orbitrap Eclipse™整合了深度真空技術,HMRⁿ以及PTCR技術,使其成為完整蛋白或top-down分析的利器。

 

全能型Orbitrap Eclipse三合一質譜儀的創新得益于賽默飛與行業深度合作,不斷聆聽用戶的需求,完善自身,也得到了用戶的積極肯定。

 

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