混合線性離子阱質(zhì)譜儀

質(zhì)譜分析手段在過去的十年中飛速發(fā)展，目前這種分析手段的應(yīng)用幾乎遍及每個(gè)角落。尤其是在生命科學(xué)領(lǐng)域中，質(zhì)譜分析已經(jīng)成為蛋白質(zhì)以及小分子應(yīng)用中必不可少的一種分析手段。

從技術(shù)的角度來說，大部分的質(zhì)譜儀都無法獲得所需要的所有信息，因此必須同時(shí)應(yīng)用兩種或更多的檢測手段來達(dá)到最大的靈敏度和生產(chǎn)能力。例如四極和離子阱分析都是如此。對于某些應(yīng)用來說，由于產(chǎn)物離子的靈敏性通常情況下不是很強(qiáng)，因此想要通過三倍的四極矩設(shè)備來獲得高質(zhì)量的譜圖是非常困難的。這種靈敏性上的欠缺可以通過QqTOF技術(shù)來克服，這種技術(shù)能夠提供附加的質(zhì)譜信息，但是真實(shí)的前體和中性損失掃描實(shí)驗(yàn)以及可信賴的定量分析就很難實(shí)現(xiàn)了。盡管離子阱質(zhì)譜儀（MS）可以實(shí)現(xiàn)多次敏感的質(zhì)譜（MSn）實(shí)驗(yàn)，從而弄清楚反應(yīng)機(jī)理，簡化光譜的干擾。但是前面的問題對于三維離子阱技術(shù)來說同樣無法避免。盡管如此，三維離子阱很容易發(fā)生過載現(xiàn)象（空間充電效應(yīng)），這種現(xiàn)象可能導(dǎo)致質(zhì)量漂移，分解損失以及光譜和校準(zhǔn)曲線的非線性。因此，三維離子阱不適用于較大量的分析。所有這些在第一代混合線性離子阱/三倍四極質(zhì)譜儀開發(fā)出以后都得到了改變，來自Applied Biosystems 和MDS SCIEX公司的Q TRAP LC/MS/MS系統(tǒng)，是在API 2000 LC/MS/MS平臺的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，產(chǎn)品已經(jīng)投放市場，馬上受到蛋白質(zhì)以及藥物開發(fā)質(zhì)譜儀領(lǐng)域的廣泛歡迎。

API 2000液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀

這套設(shè)備比傳統(tǒng)的三維離子阱質(zhì)譜儀在技術(shù)上有著更多的優(yōu)勢，由于線性離子阱對離子的儲存能力比傳統(tǒng)的設(shè)備高出大約45倍，因此對于空間充電效應(yīng)不是很敏感。同時(shí)，由于有了增強(qiáng)產(chǎn)物離子（EPI）檢測系統(tǒng)，分子量較低的部分不會被忽略，由傳統(tǒng)的多重反應(yīng)調(diào)節(jié)（MRM）達(dá)到的靈敏度現(xiàn)在可以通過EPI掃描達(dá)到。由于在同一臺設(shè)備上可以同時(shí)達(dá)到高靈敏性的數(shù)量和質(zhì)量上的統(tǒng)一使得下面的工作成為可能：a）將原來必須在兩臺不同的質(zhì)譜技術(shù)平臺上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來；b）輕而易舉地獲得原來不太容易得到的數(shù)據(jù)。

4000 Q TRAP LC/MS/MS

4000 Q TRAP LC/MS/MS系統(tǒng)的開發(fā)成功將這項(xiàng)技術(shù)更進(jìn)了一步，對原有產(chǎn)品的數(shù)量要求不變，而根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，靈敏度又提高了10～50倍，這套設(shè)備可以提供快速、自動化的、定性和定量的分析，應(yīng)用的領(lǐng)域遍及制藥、食品、環(huán)境、臨床研究、法醫(yī)學(xué)、毒物學(xué)以及代謝工業(yè)。系統(tǒng)的檢測質(zhì)量范圍也更寬（質(zhì)荷比達(dá)到2800），這使系統(tǒng)能夠勝任移動修正之后（PTMs）的自動分析以及蛋白質(zhì)認(rèn)證和肽鍵的定量檢測等工作。4000 Q TRAP系統(tǒng)有4種不同的離子源可供選擇：TurboV離子源；DuoSpray離子源，這是TurboIonSpray和APCI在同一個(gè)離子源的結(jié)合，可以在兩種離子化技術(shù)中實(shí)現(xiàn)快速切換（100ms）；用于大氣壓光離子化的Photospray源以及用于生產(chǎn)線上和線下肽鍵和蛋白質(zhì)分析的Nanospray源。同時(shí)還配有幾種附加的軟件包可供選擇，例如用于自動檢定和代謝特性檢測的Metabolite ID，生物分析軟件和用于蛋白質(zhì)應(yīng)用的ProID軟件。

質(zhì)譜儀在法庭毒物學(xué)中的應(yīng)用

這套設(shè)備的威力可以從它在法庭毒物學(xué)的常規(guī)檢查中的應(yīng)用中體現(xiàn)出來，法庭毒物學(xué)的檢查主要的目標(biāo)如下：

■ 從血液、尿液以及唾液樣品中檢驗(yàn)和測定常規(guī)和非常規(guī)的藥物含量
■ 在相同的色譜分離的同時(shí)獲得藥物成分的重要的結(jié)構(gòu)信息，作為進(jìn)一步確定的證據(jù)
■ 對檢測到的任何藥物分析可能相關(guān)的提取物并給出積極的證據(jù)

在過去，這種類型的分析通常在MRM模式的三倍四極設(shè)備上進(jìn)行，對選定的大量目標(biāo)化合物進(jìn)行分析。同時(shí)，為了獲得結(jié)構(gòu)方面的信息，還需要應(yīng)用三維離子阱設(shè)備，因?yàn)檫@套設(shè)備檢測的靈敏性同時(shí)具有MS3的能力。盡管如此，有了4000 Q TRAP系統(tǒng)以后，所有的信息都可以通過這一套系統(tǒng)，在一次檢測過程中完成。檢測過程由信息獨(dú)立獲?。↖DA）軟件包控制，這套軟件包已經(jīng)集成到Analyst1.4軟件中。IDA軟件將掃描的曲線信息和工藝的選擇聯(lián)系起來，能夠充分發(fā)揮離子以及中性損失等特殊檢測的優(yōu)勢，并擴(kuò)大數(shù)據(jù)采集范圍。圖2就是IDA軟件處理的在LC分析完整周期過程中的多級實(shí)驗(yàn)，在所有IDA離子選擇的標(biāo)準(zhǔn)中，特殊的質(zhì)量和保留時(shí)間（SMART）過濾器可以應(yīng)用在感興趣的離子的包含和排除中。當(dāng)需要MS/MS確認(rèn)時(shí)，可以在具有相同原子量的情況下或者快速特殊分析中提供給用戶最大的靈活性?？梢约尤朐鰪?qiáng)的轟擊分離作為進(jìn)一步確定的掃描，這樣可以得到更高精確度的質(zhì)譜信息。這種信息對于檢測后的應(yīng)用（前體和中性損失）帶有1～5個(gè)電荷的離子測定和同位素比例測量尤其有效，因?yàn)檫@種情況下的普通檢測通常很難得到有用的信息。由于4000 Q TRAP系統(tǒng)具有搜集三維質(zhì)譜數(shù)據(jù)的能力，回路中有了兩級附屬物。由于有了LINAC碰撞單元，系統(tǒng)同樣可以進(jìn)行多重MRM轉(zhuǎn)換，這樣就可以對大量的化合物進(jìn)行同時(shí)檢測而不會損失靈敏度。在下面的例子中（見圖2和圖3），一份尿液樣品中被檢測出有九種常規(guī)的鎮(zhèn)靜劑。5分鐘的液相色譜（LC）梯度檢測以500μl/min的速度運(yùn)行，9種鎮(zhèn)靜劑都被顯示出來，對每一種都采用MRM轉(zhuǎn)移。當(dāng)在特定的MRM轉(zhuǎn)移過程中檢測到信號時(shí)，軟件就會自動獲取增強(qiáng)的產(chǎn)物離子MS/MS質(zhì)譜信息，能夠提供每種鎮(zhèn)靜劑的結(jié)構(gòu)信息。通過在一套系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以及采用類似IDA的自動化軟件工具在一次LC運(yùn)行中進(jìn)行分析，成功地壓縮了樣品分析時(shí)間，不同的質(zhì)譜分析平臺也不需要改變LC運(yùn)行的條件。

與此類似，成功地將靈敏的三倍四極矩和離子阱檢測結(jié)合到一次分析中在對后移動修正（PTM）進(jìn)行認(rèn)證和排序時(shí)有一定優(yōu)勢，尤其是在磷酸化作用中更是如此。對于磷酸化作用的分析，能夠檢測到一個(gè)質(zhì)荷比為79的負(fù)離子碎片，代表了從含磷的肽鍵中脫離了一個(gè)單獨(dú)的磷酸分子。這種前體離子掃描在自動化IDA中用于綜合檢測。在前體掃描中存在的離子隨后自動在帶有增強(qiáng)的分解掃描的正離子中自動分析，然后，采用高靈敏度的MS/MS掃描分析來確定含磷的肽鍵以及磷酸化的位置。Pro ID軟件用于檢測蛋白質(zhì)的形成來了解每個(gè)肽鍵以及確定肽鍵調(diào)整的位置。