台式Orbitrap高分辨质谱QExactive的特性及功能

　　2011年9月20日，赛默飞世尔科技的质谱应用工程师马乐先生，通过分析测试百科网的网络讲座，为大家介绍了赛默飞世尔科技台式Orbitrap 高分辨质谱Q Exactive™ 的特性及功能。Q Exactive 是赛默飞世尔科技Orbitrap大家族中的一员，相对于其它常见的液相高分辨质谱联用仪而言，具有分辨率更高，质量稳定性更好，复杂基质中分析的灵敏度更高，速度快、能减少前处理等优势，适合食品安全，环境监测，药物研发，各种组学等诸多领域的应用。

　　目前，赛默飞世尔科技拥有最齐全的质谱产品线，包括无机质谱、有机质谱（气质、液质、四极杆、离子阱、轨道阱、傅里叶变换等），同时拥有质谱界最多的专利技术。

　　在本次讲座马工主要介绍了赛默飞世尔科技2011年6月在ASMS上发布的Q-Exactive高性能台式四极杆—轨道阱LC-MS/MS系统。相较于2010年发布的第一台台式高分辨质谱——Exactive，Q-Exactive在轨道阱前面又串联了一个四极杆，离子在液相色谱分离过来之后，可选择让离子直接进四极杆质量分析器进行筛选，筛选后母离子进入Exactive中进行高分辨研究。这款系统的核心价值之一是：非常适合于未知物的扫描和定量；最大的优势在于：不需要搜集很多的标准品、就可进行方法优化。

Q—Exactive结构原理

　　接下来，马工程师就Q—Exactive的性能特点、工作原理、应用实例等方面进行了详细的讲解。

　　Q Exactive用于环境中多残留分析的优势

　　硬件特点——混合型质谱

　　（1）高分辨静电场轨道FT Orbitrap质谱：可实现精确质量数测定；（2）四极杆质量分析器：可进行母离子选择。

　　功能特点——同时定性和定量

　　高分辨率下的MS全扫描，定性筛选和基于全扫描的定量分析；高分辨率下的MS/MS全扫描。

　　定性确证

　　针对复杂基质中痕量组分的高灵敏度定量分析。

　　Q Exactive™的特点

　　1、卓越的定量能力：特异性强，灵敏度高，线性范围较宽，快速正负切换，正负切换定量时仍能保证较高的分辨率。

　　2、通过高分辨率测定精确质量数进行化合物定性，超高分辨率 R=140,000@200Da，优异的质量稳定性。

　　3、体积小巧，为体积最小的高分辨质谱仪。

　　Q-Exactive系统秉承强大的Orbitrap技术，能够提供超高的分辨能力和卓越的质量精确度。

Orbitrap工作原理模型：在质谱分类中，Orbitrap属于FT-MS（傅立叶变换质谱）的一种。图中，左边是傅立叶工作原理的模型，右边是Orbitrap工作模型。

　　

　　Q-Exactive的分辨率

　　提高分辨率和质量准确度，能提高高分辨质谱的检出效率。分辨率越高，越能区分出更精细的干扰和目标物。

不同分辨率下两种化合物质谱峰

　　对于复杂基质中痕量组分的定性：分辨率是关键。精确质量数及同位素分布受共流出的其他化合物影响，如基质本身的干扰、同质异素化合物的干扰以及其他化合物同位素峰的干扰等。Orbitrap质谱的分辨率全面优于各级别的TOF类质谱。

　　Q-Exactive的灵敏度和线性范围

　　对于高分辨质谱的定性能力是可以肯定的，那这款Q-Exactive高分辨质谱的定量能力如何呢？马工程师通过实例向大家展示了Q-Exactive高分辨质谱的定量能力。如几分钟内完成了十九种β-agonist(激动剂)的分析。

十九种β-agonist全扫描图谱（5ppt）

　　Q-Exactive扫描速度

　　马工程师引用了一篇文献，Orbitrap质谱可以同目前比较常用的UHPLC联用。此外还列举了美国加州食品及农业部（CDFA）使用Q-Exactive与UHPLC联用系统做的60多种的农药残留分析：2min内出峰，4秒峰宽。分辨率70,000时，可做到2.4Hz；分辨率35,000时，可做到4.8Hz；最高可做到12Hz （1Hz代表每秒采集一张谱图）。下面是具体图谱：

　　最后，马工程师还为大家展示了Q-Exactive在同分异构体的筛选以及510种农药分析中的应用实例。

Q&A

　　网友：Orbitrap的后期维护成本有哪些？对使用人员是否有非常高的要求？

　　马乐工程师：Orbitrap的流动相、用电量等方面的所有维护成本和三重四极杆是一样的。气体方面，Orbitrap在离子源的雾化器需要用到氮气，Thermo在离子源区的用电量是各家公司中最小的。碰撞池的用量都是很少的，Q-Exactive用氮气、三重四极杆一般用氩气、LTQ Orbitrap中的LTQ用氦气（一瓶气体都可用1-2年）。至于对使用人员的要求，取决于做哪方面的研究。

　　网友：Obit跟Q-TOF相比最大的优势和劣势是什么？

　　马乐工程师：Orbitrap的主要优势在分辨率高、质量精确度高、定性好、灵敏度高。劣势单从Hz上看，速度会比TOF慢一些；但是，由于Orbi的分辨率比所有TOF高出很多倍，因此在前处理和方法优化方面会大大减少时间。人们真正要实现的，是完成一个特定的实验方法。所以，在方法的速度和通量方面，Orbi不仅没有劣势，还有很强的优势——大大减少前处理时间，大大减少方法优化的时间。

　　网友：HCD裂解是在Obitrap里进行还是在C-Trap里进行？

　　马乐工程师：都不是，HCD裂解是在HCD碰撞池中进行。HCD裂解池在C-Trap之后。

　　网友：现在在中国大陆的销售价格：

　　马乐工程师：Obitrap是个大家族，如加不加HCD，软件的配置等都会有个很大的价格差别。大概价格是在几十万美金到上百万美金。

　　网友：Q-Exactive这款仪器和LTQ-Qrbitrap的区别在哪里？

　　马乐工程师：Q是指四极杆，LTQ指的是二维线性离子阱，二者进入Qrbitrap之前质量分析器是不同的。Q Exactive只能打到二级子离子（即只能实现MS/MS），LTQ可以获得十五级的子离子。

　　网友：Q-Obit灵敏度跟Thermo的哪一款串联四极杆比较相近？

　　马乐工程师：由于原理不同，两者的灵敏度比较和化合物有关系，不同的化合物结果是不一样的。只能说，Q-Obit灵敏度定性上看，要强于大多数串联四极杆；定量上看，不输给中高端的串联三重四极杆。

　　网友：Orbi 阱很小，那么对离子的总量是否有影响，会不会有空间电荷效应呢？

　　马乐工程师：会有空间电荷效应，但是赛默飞世尔科技的所有的离子阱都有一个AGC的功能，在每次样品扫描前的预扫描，会自动动态平衡离子注入的数量。

　　网友：本次讲座主要提及Orbitrap在小分子领域的应用，是否说明Orbitrap不适合于大分子的研究？

　　马乐工程师：在《Nature》、《Science》 等顶级杂志上发表的Orbitrap应用文章都是在大分子领域，Qrbitrap在国外主要是大分子领域居多。因此可以说明Qrbitrap还是很适合大分子领域的研究。

　　网友：Orbitrap是新兴的技术，是否经过市场的检验？

　　马乐工程师：同上面的问题一样，大量的关于Orbitrap的应用文章，可以说明了这一点，Orbitrap也并不是特别新的技术，只是在每年或每两年都会对技术有改进。

　　网友：LTQ-Obitrap，配置了ESI源、APCI源。如应用于大分子，还需什么配置？

　　马乐工程师：还是ESI比较多，如果有经费的话建议你可以配置ETD，要比再配置一个离子源更好一些。

讲座录制文件下载：https://antpedia.webex.com.cn/antpedia/k2/e.php?AT=RINF&recordingID=885797