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创新巅峰之作全能型Orbitrap Eclipse三合一质谱仪
ASMS 2019，赛默飞重磅推出三合一系列的创新巅峰之作——Thermo Scientific™ Orbitrap Eclipse™ 质谱仪，旨在解决生物学研究中的分析难题，轻松应对蛋白质组学，生物制药与蛋白质高级结构分析研究中的各项挑战。正可谓是高手过招，招招精彩。
在2019年的ASMS会议上，赛默飞推出了两款超高分辨质谱仪，分别是：
Orbitrap Exploris™480质谱仪
Orbitrap Eclipse™三合一质谱仪
从这期开始继续Orbitrap的创新之旅，重磅推出三合一超高分辨质谱仪的创新巅峰之作——全能型Orbitrap Eclipse™ 三合一质谱仪
自2013年推出第一代三合一Orbitrap Fusion质谱仪开始，该系列完美整合了四极杆、离子阱和Orbitrap质量分析器的多功能性和可用性，具有超高分辨率、灵敏度、稳定的高质量精度，以及多项可延展性。图1展示了Orbitrap三合一质谱不断革新的进化史。
图1 Orbitrap三合一系列质谱的进化史
三合一质谱仪Orbitrap Eclipse™ 平台带来了多项创新，显著改善了质谱数据的深度和质量，特别适用于蛋白组学中对全蛋白质组定量的准确度、高通量需求，生物制药中复杂蛋白或小分子结合的生物药表征，解析蛋白质高级结构等应用难题，真正做到性能比尖，通用万间实验室。
Orbitrap Eclipse™ 三合一质谱仪
核心功能升级
Core function upgrade
为了应对蛋白质组学、生物制药以及蛋白质高级结构分析中不断出现的新的挑战，Orbitrap Eclipse™的核心功能进行了升级（图2），包括新的QR5分段四极杆质量过滤器带来的主动离子管控技术（AIM+），实时检索（Real-time search），深度真空技术（Ultra-high vacuum manifold），选配的质子转移电荷减少（PTCR）技术和选配的高质量范围MSⁿ（HMRⁿ）模式等，助力研究工作持续升级。
图2 Orbitrap Eclipse™三合一质谱仪结构示意图
Orbitrap Eclipse™性能指标
无与伦比的分析性能及通用性
●QR5分段式四极杆：出色的母离子选择性和灵敏度
●实时检索：为TMT分析提供前所未有的深度和准确度
●高质量范围MSⁿ(HMRⁿ)，选配：满足复杂天然蛋白复合体的全面分析
●质子转移电荷减少(PTCR)技术，选配：简化复杂的自上而下(top-down)谱图数据
●多种可选功能：带来前所未有的多功能，满足不同应用需求 IC| ETD | UVPD |1M | HMRⁿ | PTCR | FAIMS Pro interface
●通用型接口与界面：与Orbitrap Exploris 480以及TSQ质谱通用，带来良好的易用性
全能型Orbitrap Eclipse™三合一质谱仪轻松应对生物学研究中的各项挑战 |
图3 生物学研究中的各种挑战
面对复杂的生物学研究，全能型Orbitrap Eclipse™通过自身的各种武功秘笈，均能帮助科研人员轻松过招。
挑战1 | 蛋白组学—复杂样品中蛋白质动态范围宽 |
Solution ：QR5分段式双曲面四极杆，提升灵敏度和特异性
图4 QR5分段式双曲面四极杆可有效提升蛋白和肽段鉴定数目
在0.4m/z隔离窗口时，MS/MS谱图有更高的特异性，可提高鉴定数目。使用QR5分段式双曲面四极杆，可在0.4m/z隔离窗口时提升传输效率和灵敏度（图4）。
挑战2 | 蛋白组学——高通量下的精准定量 |
Solution 2：Real-Time Search实时检索
TMT标记定量中，如果使用MS²方法进行定量，由于共流出肽段的干扰存在比值压缩效应，影响定量准确性。而使用MS³方法可以有效提高定量准确性，但即使是使用SPS-MS³方法，与MS²方法的定量肽段数目相比仍有些差距。
究其原因，一部分是因为OT MS³需要时间更长，另一部分是因为只有40-50%的MS²谱图可得到鉴定。而无法得到鉴定的50-60% MS²谱图对应的OT MS³谱图其实是浪费了采集时间。
图5 实时检索 SPS MS³的原理示意图及与SPS MS³的对比
实时检索（Real-Time Search）通过在流程中加入实时数据库快速检索，确定哪些MS²谱图可得到鉴定，并决定是否进行MS³采集（图5）。Eclipse中内置方法模板（图6），单击即可设置，其采用Comet搜索引擎（与SEQUEST类似），可使用任意数据库，最多3个任意修饰，并可调整pass/fail阈值。
图6 实时检索数据采集流程
实时检索方法可显著提高定量肽段数目和通量（图7），并进一步提高SPS-MS³的定量准确性（图8）。
图7 实时检索显著提高TMT定量肽段数目和通量
图8 实时检索提高TMT SPS-MS³定量准确性
挑战3 | 蛋白质高级结构分析 |
Solution ：深度真空技术，选配的HMRⁿ（高质量范围MSⁿ），选配的PTCR（质子转移电荷减少）技术
01．深度真空技术
全新设计的真空装置可提供深度真空，且扩大了IRM中气压可调范围（0.5-20mTorr），可为完整蛋白的分析提供更高的灵敏度（图9）。
图9 深度真空可有效提高完整蛋白的灵敏度
02．HMRⁿ（高质量范围MSⁿ），选配
Eclipse中选配的HMRⁿ将Orbitrap质量范围扩展到8000m/z，成为第一台既有MSⁿ又有高质量范围的Orbitrap。
在蛋白高级结构分析中，尤其是蛋白质与小分子结合的分析，需要同时分析蛋白质与小分子，HMRⁿ结合多种碎裂方式可同时确定蛋白质结构以及与其结合的小分子（图10）。
图10 HMRⁿ与多种碎裂方式帮助非共价结合的膜蛋白与小分子脂质的同时解析
03．PTCR（质子转移电荷减少）技术，选配
由于质谱得到的为m/z的值，如果要得到mass，就必须要确定电荷数，如何在不确定电荷的情况下计算mass呢？现在使用Eclipse中独有的PTCR技术，可帮助测定电荷数目。
图11 PTCR原理
PTCR技术中通过气相的离子-离子相互作用，将蛋白质带有的质子转移给特定的化合物（C₁₄F₂₄）离子，从而造成蛋白质本身电荷减少（图11），得到一系列的电荷减少离子。通过相邻价态离子间的间距即可测定蛋白质的电荷数目。
在复杂蛋白质混合物中，由于共流出的存在，很难进行谱图的解卷积以及确定DDA MS²的母离子。在使用PTCR技术后，质谱图更容易解析，可从复杂混合物中解析到更多的蛋白质（图12）。
图12 PTCR技术帮助简化复杂的蛋白质谱图
此外，PTCR可通过降低母离子和/或子离子的价态，帮助解析复杂的MS及MSⁿ谱图，可检测到更多的母离子及碎片，对结构生物学以及生物制药的应用大有助益。
Orbitrap Eclipse™整合了深度真空技术，HMRⁿ以及PTCR技术，使其成为完整蛋白或top-down分析的利器。
全能型Orbitrap Eclipse三合一质谱仪的创新得益于赛默飞与行业深度合作，不断聆听用户的需求，完善自身，也得到了用户的积极肯定。
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