從化學的角度看小分子，它通常是指分子量小于1000道爾頓的成分；從生物學角度看小分子，它即是具有生物活性的小肽、寡糖、寡核苷酸、維生素、植物次生代謝產(chǎn)物如黃酮、生物堿、甾體類等化合物。小分子化合物的分析技術(shù)及能力對醫(yī)藥、食品、環(huán)境及科研等相關(guān)領(lǐng)域具有重要的意義。
小分子化合物數(shù)量龐大，ChemSpider網(wǎng)站就綜合了274個數(shù)據(jù)庫來源，收錄了超億數(shù)量的化合物，其中大部分即為小分子化合物。此外小分子化合物的結(jié)構(gòu)類型多樣，異構(gòu)體眾多，且存在大量未報道的新化合物，現(xiàn)有的儀器分析手段及技術(shù)在小分子定性領(lǐng)域面臨諸多的挑戰(zhàn)。
Orbitrap IQ-X™
北京時間6月17日，賽默飛中國在線上重磅推出了全新一代三合一質(zhì)譜Orbitrap IQ-X Tribrid™。這款新品的到來，進一步拓展了賽默飛超高分辨質(zhì)譜的產(chǎn)品線，同時也為小分子化合物定性帶來全新的ji致體驗，可幫助科學家們更好的應對小分子定性領(lǐng)域面臨的各種分析挑戰(zhàn)。
當利用質(zhì)譜對未知化合物進行定性分析時，高精度的m/z和高準確度的同位素豐度比可以極大的減少候選化合物的元素組成，幫助研究人員獲得更可靠的分子式信息。在使用高分辨質(zhì)譜儀器進行樣品數(shù)據(jù)采集之前，分析人員往往需要對質(zhì)譜儀進行校正以獲得高質(zhì)量精度的質(zhì)譜圖，這必然增加了分析人員的工作量。
全新一代三合一質(zhì)譜Orbitrap IQ-X ™ 在內(nèi)部配備了Auto-Ready 集成校準源，通過獨立的專用噴針和離子傳輸組件將校正液注入到質(zhì)譜儀完成自動校正的過程。通過預先設(shè)置好的系統(tǒng)檢查和校準周期，Auto-Ready 集成校準源可實現(xiàn)自動化、遠程化、解放雙手的儀器校正過程。此源可在Orbitrap超長穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上進一步降低分析人員維護儀器的周期，可讓科學家將更多精力專注于數(shù)據(jù)分析。
在小分子定性分析中，我們的研究對象往往涉及血液、細胞、組織等基質(zhì)非常復雜的樣本，儀器的分辨率是準確定性*的前提條件。
Orbitrap向以超高分辨率(R>100,000)、亞ppm的質(zhì)量精度、以及*穩(wěn)定性著稱。當亞ppm質(zhì)量精度及同位素豐度比的精度誤差<5%仍無法幫我們獲得可靠的元素組成時，Orbitrap IQ-X™ 高達1000,000(@200 m/z)的分辨率，不但可以讓我們的目標物和背景離子分離的更加*，同時可以獲得目標物的精細同位素分布信息，幫助我們從另一個維度獲得未知物準確的元素組成信息。
研究人員在進行包裝材料可提取物和浸出物（E&L）分析時，未知峰[M+NH4] m/z 547.2473無法獲得準確的分子式信息，存在C28H35NO7S 和 C30H32N3O4P的兩種可能性。在Orbitrap IQ-X™ 1000,000(@200 m/z)的分辨率模式下，將儀器采集得到的A2精細同位素分布與預測的元素組成模擬的同位素分布進行比較，其中含S的分子式 C28H35NO7S的理論元素組成分布與實測精細同位素分布相匹配，進一步通過選定的元素組成以及 MS/MS 碎片對這種未知的可提取物進行了準確結(jié)構(gòu)解析。
在未知物定性分析中，一級高分辨質(zhì)譜獲得的分子式信息仍然無法幫助我們得到準確的結(jié)構(gòu)信息，研究人員需要通過質(zhì)譜采集得到的二級或多級碎片信息進一步進行結(jié)構(gòu)解析。HCD 和 CID的碎裂模式可幫助我們獲得豐富的二級碎片信息，然而對于一些結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的化合物或不含雜元素的官能團部位（如脂質(zhì)雙鍵）此類碎裂方式采集的碎片信息比較有限，難以幫助我們獲得更多的未知物片段信息。
Genentech的研究人員在進行替米沙坦的雜質(zhì)分析時，通過HCD獲得的碎片信息解析了大部分的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)。然后對于一些衍生化結(jié)構(gòu)，HCD的碎裂方式僅提供了衍生化片段的碎片離子，而UVPD 可提供更多有關(guān)母核結(jié)構(gòu)信息的碎片離子，可幫助研究人員進行深度結(jié)構(gòu)解析。
在做未知代謝物、雜質(zhì)/降解產(chǎn)物、天然產(chǎn)物、脂質(zhì)等小分子定性分析時，研究人員往往需要對一些具有結(jié)構(gòu)相似性的成分進行深度分析。而對于這些結(jié)構(gòu)類似物，MS2有時不足以幫助研究人員進行準確結(jié)構(gòu)定性，往往需要借助MSn提供更多的結(jié)構(gòu)信息，此時如何自動化的獲得這些結(jié)構(gòu)類似物的多級質(zhì)譜就顯得尤為重要。
全新一代三合一質(zhì)譜Orbitrap IQ-X™提供實時譜圖庫搜索的智能 MS3 觸發(fā)功能，助力結(jié)構(gòu)類似物的深度分析。在儀器進行數(shù)據(jù)采集的時候，可為zhi定的目標母體化合物創(chuàng)建不同碰撞能量下的MS2譜圖庫，下一步將對未知物與母體化合物進行MS2實時譜圖庫鏡像比對檢索，此后對具有匹配結(jié)果的未知物的MS2進行下一步的MS3 自動觸發(fā)。由于未知物MS3觸發(fā)的前體離子選擇的是其MS2譜圖中與母體化合物不相同的碎片離子，此可為未知物提供更多有效的結(jié)構(gòu)片段信息。
Genentech的研究人員在對安普那韋肝微粒體孵育的代謝物進行定性分析，發(fā)現(xiàn)基于實時譜圖庫搜索的智能 MS3 觸發(fā)功能 的 DDA 方法中， 17 個代謝物的峰觸發(fā)了 MS3 ，而傳統(tǒng) DDA 的采集方法只觸發(fā)了 11 個。對于 MS3 最大注入時間為 100ms 的安普那韋代謝物的 LC-MS 分析，與傳統(tǒng) DDA 相比，此模式提高了 MS2 有效掃描速率和 MS3 掃描的選擇性。
結(jié)語
“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。”小分子定性領(lǐng)域雖然仍然面臨著諸多的分析挑戰(zhàn)，但全新一代 Orbitrap IQ-X Tribrid™ 三合一質(zhì)譜提供高達百萬的分辨率，40Hz的掃描速度， CID/HCD/UVPD不同碎裂方式的MSn多級質(zhì)譜功能，搭配Acquire X智能化數(shù)據(jù)采集模式，以及實時譜圖庫搜索的智能 MS3 觸發(fā)功能，必將為醫(yī)藥、食品、環(huán)境、科研等領(lǐng)域用戶提供小分子定性的新思路、新辦法、新技術(shù)。
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