TSQ8000三重四极杆GCMS／MS世界里的Smart

高性能、永不停歇、简便易用

——访赛默飞世尔科技GC/GCMS市场经理芦苓博士

　　【导语】第32届中国质谱学会学术年会的开幕式晚宴上，赛默飞在中国发布两款最新质谱TSQ 8000 GC-MS/MS及Exactive Plus台式Orbitrap液质联用仪。发布会后，本网记者有幸采访到赛默飞世尔科技GC/GCMS市场经理、资深的质谱应用专家、很多中国客户都熟知的芦苓博士，她将带我们深入了解TSQ 8000新品，希望对您将要进行的工作有帮助；而如果您正在从事质谱方面的研发工作，也希望芦博士的讲解带您一窥国外质谱产业研发的新动向……

赛默飞世尔科技色谱质谱市场部经理 王勇为博士（左）与赛默飞世尔科技GC/GCMS市场经理 芦苓博士（右）

TSQ 8000的前世今生

　　TSQ就是Triple Stage Quadruple，即三重四极杆，看到这个名字就知道：赛默飞在三重四极杆质谱上花了多少年功夫。早在1981年，赛默飞就推出了业界第一台商品化的三重四极杆气质联用系统TSQ 45；随后TSQ三重四极杆主要应用于液质市场并屡屡创新；2007年在大连参加全国色谱会的学者们一定还记得，赛默飞在全球同步推出了TSQ Quantum GC-MS/MS，一度开创了近代三重四极杆的新时代；而2012年 ASMS上推出的TSQ 8000 GC-MS/MS带给我们的是另一种惊喜，它小巧精致，体积只有一台单四极杆GC-MS的大小，同时也把赛默飞单四极杆ISQ的独家本领“信手拈来”——成为世界上第一台也是唯一一台在真空下便可切换离子源的三重四极杆GC-MS/MS。接下来，让我们看看TSQ 8000这台“小钢炮”到底有哪些“绝活儿”吧。

TSQ 8000 GC-MS/MS

三大核心价值

　　芦博士总结得非常简单，TSQ 8000 GC-MS/MS系统的核心价值体现在三点：（1）高性能；（2）永不停歇的效率；（3）MS/MS简便性。

　　核心价值一：高性能

　　灵敏度和检测下限： 领先于所有其它供应商

　　TSQ 8000 GC-MS/MS的灵敏度为：100 fg 八氟萘信噪比>5000:1，检测下限< 6 fg八氟萘。小编查阅资料，TSQ 8000的灵敏度仅低于市场上赛默飞自己的TSQ Quantum XLS Ultra（该指标是：100 fg八氟萘信噪比>12000:1，检测下限< 6 fg八氟萘）。体积上更为小巧的TSQ 8000，却具有超高的灵敏度，领先于市场上其它产品。

　　其它领先的技术指标

　　TSQ 8000 GC-MS/MS涵盖了所有GC-MS的m/z范围，为1.2-1100 u，一次进样可以采集上万对母-子反应通道 (>11000 SRM)。

　　芦博士表示，TSQ 8000的高性能给用户带来的好处是：

　　（1）不管是对现有的、还是未来的法规，日常可轻松达到法规检测限，使结果更可靠；

　　（2）强大的MS/MS提供新的检测能力；

　　（3）不仅仅有MS/MS高性能，同时具备全扫描/SIM的高灵敏度功能。TSQ 8000 GC-MS/MS不仅具有超高的MS/MS分析性能，还可作为单四极杆质谱，直接使用现有的标准方法，且全扫描/SIM模式下的灵敏度也位居行业领先地位，1pg八氟萘EI全扫描灵敏度信噪比优于600:1。

　　高灵敏度高性能保证：S型离子光学通道 降噪最有效

TSQ 8000上创新的S型离子光学通道

　　TSQ 8000 GC-MS/MS质谱采用创新的S型离子光学通道，该装置置于离子源和主四极杆之间，这样，离子源中产生的离子在进入四极杆之前，S型离子光学通道可过滤掉其中的中性噪音，进一步降低仪器的化学噪音和检测下限。

　　芦博士还特别指出，在三重四极杆GC-MS/MS上使用S型通道，比单四极杆上使用的效果更显著。因为单四极杆中离子传输时，同时存在化学噪音和中性噪音；而在三重四极杆中，串联MS/MS本身已大大降低了化学噪音，过滤掉中性噪音就显得尤为重要。如上图所示，由于S型离子光学通道过滤噪音的强大功能，TSQ 8000 GC-MS/MS的噪音水平甚至可降低到每秒仅有2个离子。

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　　核心价值二：永不停歇的效率

　　在现代的法规实验室和商业实验室应用中，用户更希望的仪器性能是：“吃苦耐劳”、“多产出”、“永葆高性能”、甚至是“永不停歇”。TSQ 8000 GC-MS/MS正是为满足这些用户的需求而设计的，其宣传口号就是——“永不停歇的效率”。在此，芦博士举例了德国一家第三方检测实验室，他们采用TSQ 8000进行了大量的农残分析工作（如下图所示），在1400针进样10 ppb的农残样品后，%RSD值仍低于欧盟对定量下限的规定，这一数据有力地表明：TSQ 8000可长时间维持高性能和高灵敏度，获得更多的结果报告，具有“永不停歇的效率”。

　　另外，在数据处理方面，TSQ 8000上有很多新颖的功能，也可以提高样品通量，大幅提高效率，比如：强大的 t-SRM 结合合适的前处理最大化的加快分析速度；组合多种方法、对更多的目标物一次进样快速检测。在下一节“核心价值三”中，芦博士将重点介绍简便高效的数据处理。

1400个样品前后10ppb农残%RSD低于欧盟对定量下限的规定

　　硬件第一大保证：ExtractBrite离子源

　　能够实现永不停歇的分析，硬件设计上要先归功于TSQ 8000ZL、无线、可拆卸的ExtractBrite离子源。

ExtractBrite离子源

　　首先，ExtractBrite离子源的三道防御抗污染设计保持了离子通道的长期清洁：（1）特有、双独立加热系统分别加热离子源和离子光学通道，保持系统长期的清洁；（2）ZLRF lens（离子光学通道保护鞘），保护了S型离子光学通道和主四极杆不受污染；（3）排斥极进一步延长了运行时间。

　　其次，在长期高基质的情况下工作，离子源总有“脏”的时候，大部分GC-MS更换离子源需要停真空，这样至少要耽搁大半天的时间；而TSQ 8000的ExtractBrite离子源采用无线设计和真空锁定装置，用户可在不放真空的情况下，2min内快速更换离子源，这在业界是独一无二的性能，使该仪器的工作效率得到更进一步的提升。

不停真空更换离子源

　　硬件第二大保证：新一代GC—Trace 1300系列

　　 今年3月Pittcon会议上，赛默飞推出新型气相色谱Trace 1300系列，小巧的TSQ 8000上即采用了Trace 1300。它最大的特点是：是世界上第一台采用模块化设计的气相色谱，用户完全可以自行组装和更换进样口和检测器，只需拧3个螺丝，花不到5分钟的时间。TSQ8000上采用Trace 1300为TSQ 8000带来了几大好处：（1）精细的模块化加工工艺，让结果变得更准确；（2）模块式理念，让分析变得更简单；（3）模块化设计，让维护变得更方便，恢复工作状态最快。TRACE 1300 GC模块化的进样口，使用户可以快速清洁维护任何进样口部件（如隔垫和衬管），数分钟内即可更换整个进样口模块；各模块均采用低热容设计，可实现更快地升温、降温，减少了进样间的时间，提高了样品分析通量。

　　Trace 1300可配置8位AI 1310/105位AS 1310液体自动进样器，以及功能更为强大的Triplus RSH液体自动进样器。

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　　核心价值三：MS/MS简便性

　　据芦博士介绍，在TSQ 8000 GC-MS/MS上，集成了多种SRM管理工具，可以从不同起点开始，简单快速地生成MS/MS方法。无论是从已知化合物的保留时间开始，还是从头建立一个全新化合物的分析，或是将单四极杆GC-MS的SIM方法转换到三重四极杆GC-MS/MS上，再或是采用其它串联质谱已有的MRM方法，TSQ 8000系统通过其集成的软件工具，可快速地建立方法得到高性能的SRM结果。这几种工具包括：AutoSRM技术，TSQ 8000仪器方法（Instrument method），TraceFinder软件。首先，软件工具（如AutoSRM）可快速简单地提供高性能MS/MS方法；其次，t-SRM 自动优化仪器方法可达到最高灵敏度；然后，同步仪器和数据处理方法，可加快工作流。

SRM管理工具，从任何起点开始，均可简单快速生成MS/MS方法

　　AutoSRM：TSQ 8000的创新方法

　　AutoSRM又包含三个步骤，1）选母离子；2）选子离子；3）优化碰撞能量。对全新的化合物，可从头开始创建SRM，还可以从单四极杆的SIM方法开始，或者优化一个已知的SRM方法（比如换一种新的碰撞气体）。

　　AutoSRM软件工作流程

　　1）从全扫描谱中选择母离子

　　对于全新的化合物，可先命名这些化合物，并输入自动进样器上样品瓶的编号，然后选择“开始AutoSRM”功能，TSQ 8000系统即可自动运行全扫描分析，获得全扫描的色谱图。用户通过点击色谱图中的化合物峰，并检查其质谱图和提取离子流色谱图，来确认化合物的峰和保留时间。一旦确认了化合物的峰，AutoSRM显示化合物最强离子的列表，用户可从列表中点击选择母离子，或完全让AutoSRM自动选择。这一步，对于每个已命名的化合物，获得了它的保留时间和母离子。

　　2）选择子离子

　　从上一步选择好母离子后，或者已知单四极杆质谱的SIM方法，都可以开始选择子离子。AutoSRM给TSQ8000系统信号，在三个不同碰撞能量下自动获取母离子对应的子离子谱。同样，AutoSRM显示最强子离子的列表，用户可从列表中点击选择子离子，或完全让AutoSRM自动选择。

　　从这里，用户可直接输出母-子离子的反应通道到“仪器方法”（Instrument Method），也可以将通道发送给SRM优化器进行精细优化。

　　3）SRM优化

　　从前两步得到了每个化合物的母-子反应通道，或者是从其它的MS/MS系统中获得了这些通道，都可以开始运行SRM优化步骤。对于每一个反应通道，AutoSRM将会自动在10个不同的碰撞能量下运行SRM，用户可看到信号强度vs碰撞能的曲线。AutoSRM将为每个母-子离子通道选择最合适的碰撞能，获得最大的信号强度。用户可设定能量优化的范围，比如让系统优化的碰撞能范围是5－50eV，步进5eV来优化；也可以在目标能量范围附近（该目标范围在上一步选择子离子时可得到），以步进2eV来优化。一旦AutoSRM优化完所有通道后，SRM列表将被输入TSQ 8000的仪器方法（Instrument method）中，准备好进行日常分析。

　　在芦博士谈到的一个例子中，用户采用AutoSRM技术，几个小时即可优化建立60余种化合物的分析方法。

　　TSQ 8000仪器方法：t-SRM——自动优化仪器方法达到最高灵敏度

　　对于多残留分析，为了每个化合物获得足够的灵敏度，以前手工建立多残留MRM方法时，用户需将整个分析过程分成多个segment（分段），然后在每个segment中分配SRM，再去运行和优化多残留MRM分析的整个方法，过程极其繁琐。被测物的占空比（duty cycle）常常较低，有些被测物会刚好被划在采集窗的边缘，还有些基质干扰会导致保留时间位移从而使选择的通道缺失，这些都会导致灵敏度不够。这样就得调整segment再次优化，直到多残留中每个化合物的灵敏度都达到要求。但是一旦再加入新的化合物列表，又得重新优化。

　　TSQ 8000仪器方法的特色是，利用基于保留时间的SRM（t-SRM），让仪器完全自动优化。用户只需要输入化合物的保留时间和期望的峰采集时间，一切即可交给t-SRM自动运行。t-SRM会为每个通道设置采集窗口，使采集窗以化合物的保留时间为中心，被测物峰不会再出现处于采集窗口边缘或缺损的现象；并允许峰相互重叠，可大大提高每个化合物的占空比，有效增加在每一通道上的扫描时间（dwell time），提高了方法的灵敏度。

TSQ 8000上的t-SRM，每个采集窗都以化合物的保留时间为中心，允许峰重叠

　　使用t-SRM，可在一次分析中测定几百种农残；用户还可以很方便地把几个仪器方法（Instrument method）合并为一个，比如TSQ 8000可将多个单四极杆方法组合在一起，一次进样即可完成所有分析，大大提高了实验室工作效率。据芦博士介绍，TSQ 8000一次进样可分析超过11,000对的SRM，可应对全球各种多农药残留分析的要求。

在单级四极杆上需要运行5次的多残留分析方法，可在TSQ 8000上一次运行，350种农药，700个SRM通道，运行时间40分钟

　　前文已谈到，TSQ 8000的单级性能很高，可作为单级四极杆GC-MS，直接使用所有单四极杆的法规方法。而且，TSQ 8000首次推出基于保留时间的SIM方法（t-SIM），也可以帮助用户快速优化SIM通道，减轻了用户方法开发的时间，并使方法具有更高的灵敏度。用户只需输入每个化合物的质量和保留时间，t-SIM即可自动帮助用户优化方法。

把TSQ 8000当作单级四极杆使用，左图为100 ppb的六氯环戊二烯的SIM图，可以做很好的定量；右图为五氯苯酚的全扫描图，和NIST的匹配非常好，因此可做很好的定性确认，在TSQ 8000上，也可以实现一次实验同时进行SIM定量和全扫描定性确认或者是同时进行SRM定量和全扫描未知物定性。

TSQ 8000首创的t-SIM方法：输入每个化合物的质量和保留时间，t-SIM即可自动优化方法

　　TraceFinder软件和CDS数据库：加速方法开发

　　从TSQ 8000的仪器方法中，可方便地输出采集列表到TraceFinder CDS（化合物数据存储数据库），CDS库中包含了化合物和其采集参数。用户可从CDS中，选择感兴趣的化合物来创建TraceFinder处理方法，并同步到仪器方法中。TSQ 8000再使用t-SRM来快速建立分析方法。目前在赛默飞的TSQ 8000和TSQ Quantum系列三重四极杆GC-MS/MS中，已存储了上千种农药的数据库，因此可帮助用户更快速地建立农药多残留分析的方法。

 

三重四极杆气质市场方兴未艾

　　谈到单四极杆GC-MS和三重四极杆GC-MS/MS的区别定位，芦博士表示：单四极杆GC-MS仍会是市场上主力的气质联用仪，但随着法规对检出限的要求越来越低，样品基质也更为复杂；同时不管是分析农残、环境污染物、还是毒品，需要监控样品的数量不断增加，从几十个增加到上百个；而三重四极杆气质是唯一能够一次进样满足上述要求的分析工具。这也正是三重四极杆气质市场近几年发展起来的主要原因。

　　提到用户，芦博士谈到，欧洲是最早使用TSQ 8000 GC-MS/MS的地区，现在已经得到了很多用户对该系统的反馈信息。例如上面提到的德国一家第三方检测实验室，主要采用TSQ 8000进行茶叶中农残含量的分析。该实验室数月的实验后的反馈是：TSQ 8000操作简便，能够轻松满足其检测需求，上千个样品分析后仪器依然能够维持很高的灵敏度，在分析通量方面明显提高，大大节省了方法开发的时间。

　　TSQ 8000 GC-MS/MS可被广泛应用于不用领域的检测部门，例如环境、食品安全、毒品筛查等。该系统保留了原先TSQ Quantum XLS Ultra气质的重要性能指标，具有更高的性价比，能够被更多的用户所接受，更加适合于常规检测部门进行高通量分析，该系统的推出将有助于进一步提高赛默飞在气质市场上的占有量。

　　芦博士最后表示，她和赛默飞的应用团队，都非常愿意与中国的用户一起合作开发建立基于三重四极杆气质的方法，推动三重四极杆气质在更多领域的应用。

　　本网收录相关产品：TSQ 8000三重四极杆气质质联用仪

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　　【结语】采访后小编有几点感悟与大家分享：1）国外先进的仪器研发企业，已经把仪器的易用性放在了更重要的地位上，这其中包括软件设计和硬件设计两大部分，而软件在其中的作用更是惊人的，好的软件可以大大解放人的劳动力，使工作效率成倍甚至几十倍的增长；2）这些设计先进的仪器，更加强调的都是简单，用户可以自己维护。3）仪器尺寸的不断减小是趋势。希望与中国的仪器研发者们共勉。