高靈敏度的串聯(lián)四極桿線性離子阱大氣壓電離質(zhì)譜系統(tǒng)

新的應(yīng)用領(lǐng)域

4000 QTRAP®系統(tǒng)將可靠的定性功能和高靈敏度的定量分析結(jié)合在一起。此系統(tǒng)可應(yīng)用于多個領(lǐng)域如蛋白質(zhì)組學(xué)，新藥發(fā)現(xiàn),藥物開發(fā)，食品安全，環(huán)境分析等方面。一次LC/MS/MS運(yùn)行，就可真正實現(xiàn)串聯(lián)四極桿的掃描與線性離子阱掃描同時進(jìn)行，從而同時獲得定量和定性數(shù)據(jù)。這是傳統(tǒng)串聯(lián)四極桿質(zhì)譜系統(tǒng)難以實現(xiàn)的。

整體解決方案

抗污染能力強(qiáng)的4000 QTRAP®系統(tǒng)為高通量實驗室建立了實驗數(shù)據(jù)可靠性的新標(biāo)準(zhǔn)。此系統(tǒng)由于具有完整的自動化分析特征，它可適應(yīng)于客戶實驗室的工作流程，并能更大地提高客戶的工作效率；此系統(tǒng)配套的軟件符合美國FDA 21CFR Part 11的法規(guī)要求，美國AB SCIEX公司可向客戶提供系統(tǒng)認(rèn)證服務(wù)。

能力超群的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及軟件

4000 QTRAP®系統(tǒng)配置了功能超群的軟件Analyst®和BioAnalyst™，簡化了分析方法的建立，數(shù)據(jù)采集方式更加完善，數(shù)據(jù)處理更加合理。軟件的自動化處理能力使獲得的數(shù)據(jù)更加可靠，軟件的視窗設(shè)計使的操作更簡化，并可控制多種廠家的液相色譜儀。

藥物發(fā)現(xiàn)和研發(fā)的方案

4000 QTRAP®系統(tǒng)所具有的超高靈敏度的定量分析能力（MRM）和線性離子阱技術(shù)的超高靈敏度的全掃描能力以及軟件Analyst®可為新藥開發(fā)的客戶實驗室提供總體解決方案。此系統(tǒng)可將Metabolite ID,Pro ID, Pro ICAT功能與Celera的Discovery系統(tǒng)（CDS）有機(jī)地結(jié)合起來，再利用4000 QTRAP®提供的高靈敏度數(shù)據(jù)，可為客戶提供有用的信息，這是任何其它儀器所不能企及的。

4000 QTRAP®系統(tǒng)不只能做所有的事，而且能做的更好

串聯(lián)四極桿和線性離子阱靈敏度

串聯(lián)四極桿性能，高壓聚焦碰撞室和線性離子阱技術(shù)集于一體的4000 QTRAP®系統(tǒng)極大地提高了全掃描和MS/MS掃描的靈敏度，才能確認(rèn)更低豐度的代謝物，蛋白質(zhì)以及后翻譯修飾。

更高靈敏度的MRM

4000 QTRAP®系統(tǒng)在MRM掃描方式下，有更高的定量靈敏度，更寬的動態(tài)范圍，可確保對小分子和小肽的濃度的定量檢出限。

MS3掃描功能

三級質(zhì)譜掃描功能再結(jié)合串聯(lián)四極桿的質(zhì)譜碎片掃描功能，一次進(jìn)樣可提供更多有用的信息包括詳細(xì)的結(jié)構(gòu)信息和藥物代謝途徑。

高選擇性的母離子掃描和中性丟失掃描能提煉出非常有意義的信息

掃描功能

高靈敏度中性丟失掃描、母離子掃描和增強(qiáng)多電荷掃描聯(lián)合使用，可極大提高化合物結(jié)構(gòu)分析的速度。在LC/MS/MS方法中建立信息關(guān)聯(lián)采集（IDA）邏輯掃描方式，可提供大量目標(biāo)化合物的質(zhì)譜碎片結(jié)構(gòu)信息；在4000 QTRAP®中，其IDA功能可將串聯(lián)四極桿的掃描方式與線性離子阱的掃描方式有機(jī)地結(jié)合在一起，獲得目標(biāo)化合物的大量質(zhì)譜碎片信息。

增強(qiáng)多電荷掃描能極大消除單電荷質(zhì)譜碎片而且能提高目標(biāo)肽離子的豐度

高分辨掃描—提高質(zhì)量準(zhǔn)確度

線性離子阱技術(shù)具有增強(qiáng)分辨掃描功能，能獲得可靠的多電荷質(zhì)譜圖以及準(zhǔn)確的同位素豐度比值和全掃描范圍內(nèi)質(zhì)譜碎片的質(zhì)量精度。

提高分辨和質(zhì)量準(zhǔn)確度能提高質(zhì)譜庫檢索速度和特異性，從而確保結(jié)果的可靠性

即插即用離子源

4000 QTRAP®系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置了抗污染能力強(qiáng)的Turbo V™離子源，它能適用液相色譜的不同流速，同時很方便地進(jìn)行ESI和APCI探頭互換，以滿足用戶的不同需求，此質(zhì)譜系統(tǒng)還可配置ESI/APCI復(fù)合源、NanoSpray®離子源。

動態(tài)填充時間（DFT）

4000 QTRAP®系統(tǒng)具有自動計算離子填充到線性離子阱的時間功能。當(dāng)離子強(qiáng)度大時，為了消除空間電荷效應(yīng)，系統(tǒng)會自動減少填充到離子阱內(nèi)的離子時間，而當(dāng)離子強(qiáng)度小時，系統(tǒng)會提高離子的填充時間，以提高信號強(qiáng)度。

動態(tài)填充時間確保在濃度范圍很寬的情況下，能產(chǎn)生高質(zhì)量的數(shù)據(jù)

線性離子阱技術(shù)將質(zhì)譜的性能和靈敏度提高到一新的高度

4000 QTRAP®系統(tǒng)是質(zhì)譜技術(shù)的又一劃時代技術(shù)升級，它將串聯(lián)四極桿質(zhì)譜的定量定性技術(shù)同時集合于一個系統(tǒng)上，特別是美國AB SCIEX公司的線性離阱子技術(shù)（LIT），具有離子捕獲功能，離子容量大等特點(diǎn)，使的此系統(tǒng)無論是定量分析還是定性分析，都具有高的靈敏度，從而適應(yīng)于所有的分析檢測領(lǐng)域。

自動進(jìn)行代謝物的鑒定與確認(rèn)

4000 QTRAP®系統(tǒng)具有的高定量靈敏度（MRM）和掃描功能，以及根據(jù)MRM方式進(jìn)行MS/MS和MS3掃描功能，可確保在一相和二相代謝物分析中能快速鑒定、描述和確認(rèn)相關(guān)的代謝物。

在復(fù)雜的生物基質(zhì)中，利用三重四極桿掃描功能的選擇性如母離子掃描（PI）、中性丟失掃描（NL）再結(jié)合藥理學(xué)和MS/MS譜圖就可以鑒定出已知的和未知的代謝物；高靈敏度的三重四極質(zhì)譜掃描方式PI和NL可確保能檢測出濃度很低的代謝物；而利用線性離子阱的高靈敏度掃描功能可以進(jìn)一步確認(rèn)代謝物。

母藥（m/z 631）的子離子掃描質(zhì)譜圖，有兩個豐度很離子質(zhì)譜碎片（m/z 404, m/z 376）

為了分析一相和二相已知的目標(biāo)代謝物，MRM掃描方式提供高靈敏和高選擇性的途徑。下面例子中，潛在的一相代謝物根據(jù)理論MRM掃描進(jìn)行自動篩選，其中有六個潛在的母藥共同生物轉(zhuǎn)化方式被鑒定，其中具有兩對質(zhì)譜碎片離子的代謝物是來自于母藥的MS/MS質(zhì)譜碎片。

4000 QTRAP®系統(tǒng)可同時監(jiān)控大于300對MRM離子對。為了降低根據(jù)MRM離子對鑒定出錯誤的代謝物，系統(tǒng)可根據(jù)觸發(fā)MS/MS和MS3掃描產(chǎn)生的質(zhì)譜圖來確認(rèn)代謝物的結(jié)構(gòu)。

通過子離子掃描確定相應(yīng)的母離子和子離子信息，通過設(shè)定六個生物轉(zhuǎn)化模式（用戶定義或代謝軟件）就可自動產(chǎn)生26個理論MRM離子對采集方法

用三重四極桿質(zhì)譜的掃描方式，根據(jù)理論設(shè)定的MRM離子對來鑒定代謝物，用IDA觸發(fā)MS/MS掃描方式可確證代謝物結(jié)構(gòu)。

快速、自動工作流程在復(fù)雜蛋白樣品分析中能快速鑒定PTMs

復(fù)合型4000 QTRAP®系統(tǒng)工作流程確保能進(jìn)行自動化研究后翻譯修飾（PTMs）。利用系統(tǒng)高靈敏的母離子掃描和中性丟掃描功能，以及其高靈敏的線性離子阱MS/MS掃描功能，在一次進(jìn)樣中就可快速獲得可靠的結(jié)果，如果用傳統(tǒng)的三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜分析，可能需要多次實驗才能獲得。

在4000 QTRAP®系統(tǒng)用自動化PTM發(fā)現(xiàn)工作流程分析還原和烷基化標(biāo)準(zhǔn)糖蛋白（胎球蛋白）的水解產(chǎn)物。負(fù)離子模式下的母離子掃描（PI）（紅色TIC圖）和正離子模式下的全掃描（蘭色TIC圖）的數(shù)據(jù)說明母離子掃描有很好的特異性，并且能很好地鑒定磷酸化肽。

大豐度的母離子掃描色譜峰將自動切換為增強(qiáng)分辨掃描，IDA能自動識別哪些離子進(jìn)行極性切換掃描，并能給出相應(yīng)的準(zhǔn)確同位素。左圖中，在負(fù)離子掃描模式下，用母離子掃描方式找到一質(zhì)荷比為1098.4的質(zhì)譜離子，然后切換至正離子模式下進(jìn)行增強(qiáng)分辨掃描，檢測出一組準(zhǔn)確質(zhì)量同位數(shù)的質(zhì)譜離子，從中可以知道質(zhì)荷比為1100.4的離子是一帶二個電荷的離子。

由母離子掃描確認(rèn)的每一個質(zhì)譜離子再進(jìn)行離靈敏的增強(qiáng)子離子掃描，就可獲得相對應(yīng)的質(zhì)譜碎片離子，這些碎片離子通過BioAnalyst™軟件和Pro ID軟件分析，就可確認(rèn)磷酸化肽的蛋白質(zhì)歸屬，同進(jìn)也就確認(rèn)了磷酸化位點(diǎn)。

用BioAnalyst™軟件進(jìn)行離子的匹配分析。實驗檢測的質(zhì)譜碎片離子與理論質(zhì)譜碎片離子進(jìn)行匹配分析比較，包括多肽從b端和y端丟失磷酸的具有磷酸化特征的信息。

生物標(biāo)志物驗證與確認(rèn)的新方法：MIDAS Workflow

生物標(biāo)志物（Biomarker）的發(fā)現(xiàn)是一個復(fù)雜而漫長的過程。在此研究過程中可能會面臨各種困難與挑戰(zhàn)。其一，蛋白質(zhì)類生物標(biāo)志物在體內(nèi)變化不大，難于檢測。通常不是有和無的變化，而僅是體內(nèi)濃度發(fā)生相應(yīng)改變，這種變化量基本上都小于10倍，通常在5倍變化量以內(nèi)；其二，個體之間，甚或于同一個體的不同批次樣本之間，存在本底差異，難于區(qū)分。實驗證明，臨床樣本之間的差別大于動物樣本，而動物樣本差異大于細(xì)胞培養(yǎng)樣本；其三，有效的標(biāo)志物通常濃度很低，而樣本量也有限，所以要求分析手段必須具備高靈敏度；最后，生物體內(nèi)變化復(fù)雜，即使獲得有很好靈敏度與特異性的單個標(biāo)志物，要想通過設(shè)定此單個標(biāo)志物的準(zhǔn)確閾值來標(biāo)定某一生理狀態(tài)仍然非常困難。所以，通常生物體某一生理狀態(tài)需由多個標(biāo)志物共同標(biāo)定，而非單一標(biāo)志物可完成。

一般來說， 生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)包括鑒定（Discovery），驗證（Verification），確認(rèn)（Validation）三個步驟。而后，再進(jìn)入臨床檢驗等更深入的階段。鑒定步驟可以通過生物質(zhì)譜儀與蛋白質(zhì)差異表達(dá)定量等相關(guān)技術(shù)完成。但由于Biomarker必須具備廣泛的代表性與標(biāo)志性，所以驗證與確認(rèn)步驟的樣本量通常是鑒定階段的數(shù)十至數(shù)百倍，因此，驗證與確認(rèn)Biomarker的技術(shù)方法需滿足四個要點(diǎn)（4S要點(diǎn)）：速度快（Speed），特異性高（Specification），靈敏度高（Sensitivity），具有統(tǒng)計學(xué)意義（Statistics）。而目前常規(guī)Western Blot或ELISA方法，由于成本高，速度慢，特異性抗體制備難度大等技術(shù)難題，很難在進(jìn)行大批量樣本驗證與確認(rèn)階段中發(fā)揮主要作用。因而需要有新的技術(shù)完成此項工作。

美國AB SCIEX公司充分認(rèn)識到生物體標(biāo)志物驗證與確認(rèn)工作的重要性，復(fù)雜性和廣大研究人員的迫切需求，在此一領(lǐng)域投入巨大資源，結(jié)合QTRAP®系列質(zhì)譜系統(tǒng)的功能與掃描模式，開發(fā)出MIDAS（MRM Initiated Detection And Sequencing）技術(shù)方案，在滿足4S要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確，快速，簡便的完成大樣本量的生物標(biāo)志物驗證與確認(rèn)工作。

其它各類技術(shù)方法（包括蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)，基因組學(xué)相關(guān)技術(shù)，各類已發(fā)表文獻(xiàn)等）鑒定的具有潛在生物體標(biāo)志物性質(zhì)的蛋白質(zhì)或基因，只需知道該分子的基因序列或氨基酸序列，就可應(yīng)用MIDAS方法進(jìn)行大批量樣本的分子驗證與確認(rèn)工作。其主要工作模式如下：將分子的基因或氨基酸序列輸入MIDAS Designer軟件的序列框，設(shè)定相關(guān)參數(shù)后，軟件自動構(gòu)建MRM掃描模式所需要的母/子離子對的排列。而后，4000 QTRAP®質(zhì)譜儀通過MRM掃描模式對大批量的樣本監(jiān)測是否有此母/子離子對排列的出現(xiàn)。如若信號出現(xiàn)，證明此分子在樣本中存在，儀器將自動切換至MS/MS掃描模式，確定此母離子的碎片離子信息，并再次鑒定并確認(rèn)該分子的結(jié)構(gòu)。如若在MRM掃描工作中，未發(fā)現(xiàn)預(yù)期的母/子離子對出現(xiàn)，說明該分子在此樣本中不存在。

使用NanoSpray®離子源配合4000 QTRAP® LC/MS/MS進(jìn)行MIDAS檢測。MIDAS技術(shù)流程如下圖所示。

MRM引導(dǎo)的MIDAS工作流程圖，所有預(yù)期的酶切蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的多肽通過MRM掃描模式監(jiān)測，驗證其是否存在，一旦信號被檢測到，儀器會立刻自動切換到高靈敏度MS/MS采集，從而確認(rèn)蛋白質(zhì)的真實性

食品安全分析實例

結(jié)論：通過線性離子阱的增強(qiáng)子離子掃描數(shù)據(jù)就可確認(rèn)鮮姜樣品中的色譜峰不是吡螨胺，雖然其色譜峰的保留時間和MRM離子對比率非常相似；這也說明當(dāng)樣品基質(zhì)非常復(fù)雜時，即使用串聯(lián)質(zhì)譜的MRM方式進(jìn)行分析，也會帶來嚴(yán)重的干擾。

“可立快”（Cliquid™） 特點(diǎn)：專用于食品安全和環(huán)保領(lǐng)域的質(zhì)譜中文軟件