ASMS 2019，賽默飛重磅推出三合一系列的創新之作——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之作——型Orbitrap Eclipse™ 三合一質譜儀

自2013年推出代三合一Orbitrap Fusion質譜儀開始，該系列整合了四極桿、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MS?（HMR?）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

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：帶來的多功能，滿足不同應用需求 IC| ETD | UVPD |1M | HMR? | 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

 

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，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 2：Real-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HMR?將Orbitrap質量范圍擴展到8000m/z，成為臺既有MS?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，HMR?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 HMR?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（C??F??）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MS?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，HMR?以及PTCR技術，使其成為完整蛋白或top-down分析的利器。

 

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。

 

掃描下方二維碼即可獲取賽默飛全行業解決方案，或關注“賽默飛色譜與質譜中國"，了解更多資訊