賽默飛新品二合一質(zhì)譜儀Stellar助力靶向代謝組學
穿越星際，鎖定目標——定量代謝組學新篇章
在今年的美國質(zhì)譜年會（ASMS）上，賽默飛世爾科技隆重推出了全新的四極桿-線性離子阱二合一質(zhì)譜儀Stellar。本儀器將四極桿與線性離子阱的應(yīng)用優(yōu)勢相結(jié)合，在實現(xiàn)了肽段以及小分子物質(zhì)的快速、高靈敏度定量的同時，還為目標物質(zhì)的深度定性提供了有效信息，進一步提高了定量分析的選擇性和準確性。在多組學領(lǐng)域定量分析、臨床轉(zhuǎn)化、毒物篩查、新污染物分析等等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用前景。
本篇文章我們將聚焦于Stellar在靶向代謝組學以及擬靶向代謝組學研究中的應(yīng)用優(yōu)勢。
Stellar采用PRM（平行反應(yīng)監(jiān)測，Parallel Reaction Monitoring）模式進行分析時，可通過一個掃描監(jiān)測到該物質(zhì)的所有子離子，有效提高分析效率。PRM掃描不僅大大加速了質(zhì)譜方法建立和優(yōu)化的流程，同時結(jié)合自身最高可達140 Hz的超高掃描速度，可在短時間內(nèi)實現(xiàn)代謝物的大規(guī)模、高通量定量分析。
圖1展示了使用Stellar在3分鐘內(nèi)快速完成104種氨基酸和�；鈮A（內(nèi)源性代謝物+穩(wěn)定同位素內(nèi)標）的定量分析。每個物質(zhì)的色譜峰寬小于1.5s，平均5~6個掃描點。所有目標化合物定量范圍內(nèi)線性良好。”
圖1. Stellar在3分鐘內(nèi)分析104種氨基酸和酰基肉堿
超快的質(zhì)譜掃描速度使得我們可以在一個儀器方法中同時設(shè)置正、負離子模式下的多種碰撞模式和碰撞能量條件，通過一針進樣完成大批量化合物的參數(shù)優(yōu)化。
圖2. Stellar通過一針測試即可完成質(zhì)譜方法優(yōu)化
Stella質(zhì)譜儀通過提高離子傳輸效率，有效檢測低壓線性離子阱發(fā)射的離子，并擴展檢測器的定量范圍從而提高靈敏度。在氨基酸測試中，苯丙氨酸的最低定量限（LOQ）低至柱上樣量5 fmol，定量動態(tài)范圍達到5次方。（圖3）在靶向脂質(zhì)組學分析中，TG 41:0-d5的最低檢出限（LOD）和最低定量限（LOQ）分別為0.1 pg和0.3 pg（柱上樣量），定量上限為10000 pg。（圖4）
圖3. Stellar分析苯丙氨酸定量曲線
圖4. Stellar分析TG (41:0)-D5定量曲線
Stellar中配置了全新的雙分壓線性離子阱，可對目標化合物實現(xiàn)多級分析，不僅顯著提高定量分析的選擇性，使測試結(jié)果更加準確，還降低了色譜優(yōu)化的難度，幫助用戶更加輕松地區(qū)別結(jié)構(gòu)相近的同分異構(gòu)體化合物。
Stellar中配置了全新的雙分壓線性離子阱，可對目標化合物實現(xiàn)多級分析，不在傳統(tǒng)的膽汁酸分析中，為了有效區(qū)分同分異構(gòu)體膽汁酸，通常需要更長的液相色譜梯度洗脫時間甚至需要向流動相中加入離子對試劑以提高色譜分離度，否則相關(guān)分子量相同的膽汁酸會以共流出的形式進入檢測器，無法進行準確定量（圖5-A、5-B、5-C）。以膽汁酸GCDCA與GDCA為例，兩種膽汁酸為同分異構(gòu)體，且二級質(zhì)譜碎片基本相似（圖5-D），因此在使用傳統(tǒng)三重四極桿質(zhì)譜進行定量分析時，必須向流動相中加入離子對時間，使得二者的色譜峰上完全分離，才能實現(xiàn)準確定量。當我們對GCDCA和GDCA的主要碎片m/z 386.6進行進一步的三級質(zhì)譜分析（圖5-E、5-F），可以發(fā)現(xiàn)兩種膽汁酸的三級質(zhì)譜碎片有著明顯差異，因此通過三級碎片分析，我們可以在不借助離子對試劑的情況，對膽汁酸實現(xiàn)準確的短梯度快速定量分析。僅顯著提高定量分析的選擇性，使測試結(jié)果更加準確，還降低了色譜優(yōu)化的難度，幫助用戶更加輕松地區(qū)別結(jié)構(gòu)相近的同分異構(gòu)體化合物。
圖5. Stellar通過MS3識別同分異構(gòu)體膽汁酸
甘油三酯（TG）作為人體內(nèi)含量最多的脂類，是重要的代謝疾病和心血管疾病的臨床生物標志物。甘油三酯由甘油骨架連接三個脂肪酸長烴鏈形成，同分異構(gòu)體甘油三酯色譜同流出的現(xiàn)象同樣常見。以TG (50:4)為例，該脂質(zhì)共有48種可能的同分異構(gòu)體，如果使用傳統(tǒng)三重四級桿質(zhì)譜進行檢測，二級質(zhì)譜碎片離子無法有效區(qū)別這樣復雜的同分異構(gòu)體。如圖6所示，在二級碎片m/z 547.7的離子流峰是由兩個同分異構(gòu)體組成，在進行三級質(zhì)譜分析后，可通過三級碎片離子m/z 263.1和m/z 219.2將TG (14:0_18:2_18:2)和TG (16:1_16:1_18:2)實現(xiàn)有效區(qū)別，從而準確檢出、定量。
圖6. Stellar通過MS3識別同分異構(gòu)體甘油三酯
Stellar質(zhì)譜儀搭配Vanquish系列液相色譜儀可為大規(guī)模靶向組學分析提供長期穩(wěn)健的測試結(jié)果。內(nèi)置自動就緒離子源（auto-ready ion source for calibration），無需額外連接校正液管路，通過軟件設(shè)置實現(xiàn)儀器定期自動校正，提高實驗室運行效率，使儀器在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定、卓越的性能表現(xiàn)。自適應(yīng)保留時間功能（Adaptive RT）可以實時比較實測譜圖與參考原始數(shù)據(jù)中的化合物譜圖，對當前化合物掃描時間窗口進行調(diào)整，力求在較窄的時間窗口內(nèi)完成目標化合物的檢測。
小結(jié)
Stellar液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)兼?zhèn)淞俗吭降拇笠?guī)模靶向定量和化合物結(jié)構(gòu)深度解析功能，方便用戶將高分辨質(zhì)譜的非靶向分析結(jié)果快速轉(zhuǎn)化為大規(guī)模、高通量靶向定量分析方法，幫助用戶以前所未有的效率完成生物標志物從發(fā)現(xiàn)到驗證的轉(zhuǎn)換。
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