分析测试百科网

搜索

喜欢作者

微信支付微信支付
×

第7种质量分析器诞生 赛默飞再次刷新质谱历史

2023.6.25
头像

小编

  2005年赛默飞发布Orbitrap,从此质谱的质量分析器扩展到6种,Orbitrap自身亦在不断进化,不断带给业界惊喜。18年后,赛默飞再度推出Orbitrap Astral,第7种新型质量分析器宣告问世,中国和世界各地的用户都为之欢呼,诺禾致源等用户更是立马下了订单来迎接TA。ASMS上,赛默飞中国赴美共庆新品诞生的几位经理非常激动地分享了新品的特点,并表达了喜悦之情。下面就请我们和关注质谱进展的网友们,一同走近Astral,一同解开TA如此让人激动的奥秘吧

  命名寓意深远 刷新性能和颜值

  让我们近距离领略Orbitrap Astral新品的特点。

  Orbitrap开创了一种全新的质谱品类,在过去十多年的发展历程中,赛默飞不断突破自我,从2005年第一款Orbitrap高分辨质谱仪LTQ Orbitrap发布以来,陆续发布Q Exactive备受业界好评的高分辨质谱平台,三合一超高分辨质谱平台等,不断突破高分辨质谱仪对不同类型物质分析的边界,近年来推出的Exploris高分辨平台更是将Orbitrap质谱推向了新的高度。

  今年赛默飞更是推出了革命性的高分辨质谱新品Orbitrap Astral,Astral的意思为“星辰大海”,比喻这款仪器就像群星中最亮的一颗星,光芒四射,为分析事业带来新的光明,带领科学家们遨游蛋白质分析的星际。Orbitrap Astral是Orbitrap产品阶梯中当前最高端的产品,以耀眼的星星媲美其在质谱中的显赫地位,非常贴切。

171857_202306251452571.jpg

赛默飞Orbitrap Astral质谱仪

  该款仪器运用了全新设计理念,不仅结合了赛默飞成熟的四极杆及Orbitrap技术内核,同时加入了新型的非对称轨道无损质量检测器(Asymmetric Ion Mirrors, Astral),让整个蛋白质分析到达新的历史高度。Astral分析仪是赛默飞15年的研发成果结晶,每个组件都经过优化,以更快的扫描速度和更高的灵敏度提供前所未有的性能水平,具有如下产品优势:

  创纪录的高通量性能,每年可以分析数以万计的样本,8分钟鉴定高达8000+的蛋白质

  实现蛋白组学更深层次覆盖率,1小时鉴定12000+蛋白质

  更高灵敏度,每天分析80个单细胞,每个单细胞超过3000个蛋白质鉴定

  更精准的定量,能够提供极高的可重复性测量,鉴定蛋白质的CV值在4%~5%之间

  赛默飞Orbitrap Astral全新一代高分辨质谱仪适用于:高灵敏度测量与Astral分析仪低样品上样,包括单细胞实验;准确和精确的定量非标定量(LFQ)和串联质量标签(TMT)分析;在更广泛的动态范围生物制药选择天然蛋白复合物的综合分析。

  硬件解密

  Orbitrap Astral发挥四极杆、Orbitrap和新型Astral质量分析器的协同作用,能够快速获取高质量、高分辨率、高灵敏度和宽动态范围的精确质量(HRAM)数据,使其在组学领域性能超群,适合从单细胞到批量样品的准确和精确的定量,同时达到前所未有的覆盖深度。

171857_202306251453001.jpg

Orbitrap Astral质谱仪的前端:离子源到四极杆质量分析器

  我们来看一下Orbitrap Astral质谱仪的前端,包括从离子源到第一个四极杆质量分析器,其特点为:

171857_202306251453021.jpg

Orbitrap质量分析器

  第二个分析器采用了分辨率达48万的Orbitrap质量分析器,可在超高分辨率水平上提供高质量精度,高动态范围的测量结果,Orbitrap分析器可以做获得一级MS或二级MS/MS的高分辨谱图。

171857_202306251453041.jpg

新型的Astral质量分析器

  Astral是一种全新的非对称轨道无损质量分析器,与Orbitrap质量分析器相辅相成。Astral是赛默飞15年的研发成果,每个组件都经过协同优化,以更快的扫描速度和更高的灵敏度提供前所未有的性能水平。

  离子首先从离子导向多极杆传输到离子处理器(Ion processor)中,该处理器以高达200 Hz的速度捕获并碎裂离子。然后,所得离子通过一系列注入透镜(injection optics)使其准确地对齐离子束并提高灵敏度。离子进入一个开放式的静电阱,并通过无网格的非对称离子镜(ion mirrors)和离子箔(ion foil)的组合进行非对称横向振荡,该离子镜可产生27米的非对称轨道,分辨率高达80,000(@ m/z 524),离子箔则能在三个维度上使离子束保持形态和聚焦,以提高分辨率和灵敏度。离子的检测是由一个新型的高动态范围检测器进行检测,该检测器能够实现超高灵敏度的单个离子检测以及超过1000:1的高动态范围检测,并且低噪音和长寿命。Astral质量分析器的传输效率非常高,超过90%的离子进入质量分析器后到达检测器,实现超高灵敏度的同时不损失扫描速度和高分辨率。

  在赛默飞的展台上,德国工厂的技术人员谈到了几个方面来说明Astral的独特性。Astral不是TOF,而是结合了TOF、离子阱和Orbitrap技术的一种新型分析器。首先,TA借鉴了Orbitrap的特性。考虑Astral应该从离子处理器(Ion processor)开始,就像考虑Orbitrap也需考虑前端的C-Trap一样,离子注入Astral时必须“发射”到某一个点上,才能继续地运动,它也不是直线飞行,而是沿着曲线轨道路径,从这点上来说,Astral借鉴了很多Orbitrap的设计。其次,离子处理器具有类离子阱的特性,因为它可以储存和富集离子,但同时它也是一个碰撞池,由它产生MS/MS的子离子。第三,分辨率和离子沿轨道飞行的时间长短有关,而且在离子处理器中,离子进行了空间聚焦,有点类似TOF的延迟提取技术,从这些方面来说,它和TOF类似。

  在会议前期宣传资料中,赛默飞今年的slogan是“颠覆认知,重塑可能。”范超经理阐释了其中深意。赛默飞作为全球分析仪器创新的引领者,每年投入约十亿美元研发费用,不断开发创新,将分析水平推向新高度。Orbitrap Astral作为赛默飞具有跨时代意义的创新产品,其在性能上达到了前所未有的高度,拿蛋白质鉴定来举例,该款仪器在8分钟的样品分析周期时间内鉴定超过8000的蛋白质,可以将蛋白质分析实验室从每天48个样本提升到惊人的180个样本鉴定数量,从而让一天的蛋白质鉴定量提升到百万级别。而在1个小时的分析时间内,对整个蛋白质组进行深度覆盖,涵盖12000种蛋白质,基本覆盖了基因表达的重点功能蛋白,其对科学研究的意义不言而喻。该研究真正推动蛋白质组学图谱在时间、空间等维度的绘制,真正在基因编码维度之上提供生命科学描绘的新画面。

  与客户一同庆祝新品诞生

  本届ASMS,赛默飞举办了多项重要的活动。6月4号隆重举办年度用户会,邀请多位行业大咖做精彩报告,整个用户会分为代谢小分子研究,转化医学,下一代生物治疗,功能蛋白质组学及空间组学等四个方面,为超过1000位来自世界各地的科学家带来一场质谱技术盛宴。充分展示赛默飞世尔在质谱界的领导地位。

  6月3号举办软件客户见面会,这是赛默飞在ASMS上举办的大型软件交流培训,更体现了赛默飞在大数据时代对于软件分析的重视。整个见面会分别对于Compound Discoverer 3.3, Proteome Discoverer 3.1, Xcalibur等经典软件进行深入剖析,让客户在纷繁复杂的质谱大数据中轻松搜索鉴定未知成分,定位到真正的有效信息。新版Ardia软件更是在质谱联用领域带来新的解决思路,为客户全面攻克化合物鉴定及定量难题。

  助力多领域前沿科学进展

  在年度质谱用户会上,赛默飞分享了在小分子研究、转化医学研究、生物治疗和功能蛋白质组学及空间组学4个领域的贡献。范超表示,无论在科学研究领域,还是在应用检测市场,赛默飞质谱始终以客户为核心,不断推出新的技术及解决方案为客户更好地服务。

  在小分子研究领域,赛默飞在代谢组学上不断突破自我,发布例如Orbitrap IQ-X三合一超高分辨质谱的小分子分析高端平台;在食品、环境、司法等领域,赛默飞不仅能够提供满足日常分析的方案,同时为更广阔的前沿研究领域带来前沿分析方法,通过TSQ三重四极杆液质/气质,ICPMS,Orbitrap等多平台进行全面赋能。

  多组学一直是科学的研究热点,近期被广泛关注的细分领域如功能蛋白组学、空间组学、单细胞组学等,但多组学的复杂性对质谱技术提出巨大的挑战。赛默飞专利的Orbitrap超高分辨质谱技术,具有超高分辨率、超高灵敏度及超强稳定性,能够轻松面对多组学最复杂的分析挑战。虽然Orbitrap这一技术商业化只有短短十几年年的时间,但已成为多组学的金标准,今年的新品Orbitrap Astral更是树立了蛋白质组学研究的新标杆。赛默飞基于Orbitrap技术,推出了完善的蛋白组学、代谢组学、脂质组学等解决方案,帮助客户攻克了不同研究领域的难题,同时还拥有多款组学软件支持海量数据挖掘,实现多组学从数据采集到信息深度挖掘的完整流程。

  在制药和生物制药领域,赛默飞不断推出新的解决方案,简化客户工作流程,提高生产率。赛默飞不仅在传统的化学药领域的杂质谱鉴定、生物抗体药表征方面拥有全面的解决方案,更是在近几年新兴的mRNA, Oligo及ADC药物表征上提供全套分析解决方案,帮助客户成功。在中药研究领域,响应助力中药现代化的国家大方针,赛默飞也不断完善自我,提出基于赛默飞中药现代化整体解决方案,不仅在传统中药饮片及配方颗粒上助力客户提升中药质量,更是在中药药理研究的层面上引入高分辨解决方案,加速中药国际化进程。

  在临床研究领域,赛默飞在精准医学领域保持领先地位,精准医学的核心就是组学+大数据,蛋白质组、代谢组、脂质组的主流技术平台是质谱,因此质谱技术在精准医学大有可为,也是赛默飞色谱质谱业务的整体战略方向。在中国,赛默飞已和多个领域的医疗机构开展了大量合作,帮助无数家科研机构、医院、独立医学实验室等建立了最强大、最完整的解决方案。比如赛默飞与五大国家级转化医学中心合作,支持其质谱平台建设;与北医合作,打造国家级的精准医学研究院;与安贞医院等临床医院合作,建立质谱临床检测方案等。

  赛默飞在中国

  对于中国的用户和应用市场的特点,赛默飞表示:中国的用户和应用市场非常多样化,从食品安全、环境检测等应用市场,到高端的研究市场,每类用户都有自己不同的需求。赛默飞是科学服务领域的世界领导者,其使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。赛默飞在中国秉持“扎根中国,服务中国”的本土化战略,致力于产品本土化生产,通过专业的产品和服务帮助客户加速分析领域的研究,解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进行业发展、提高实验室生产力。赛默飞拥有全面的产品线,既能为检测应用客户提供完整易用的方法包,帮助客户轻松快速完成日常检测工作;也为研究客户提供更为高端的仪器软件及解决方案,帮助客户解决在复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。

  赛默飞中国市场一直是全球市场非常重要的部分,近年来一直保持着双位数的增长。赛默飞是一个立足于技术创新的公司,将不断推动技术的极限,创造出更为先进的仪器设备;未来也将不断丰富优化在学术、精准医疗等各个领域的解决方案。

文章提到的专题

本文中所提到的厂商

文章提到仪器

分析测试百科网
仪器推荐
文章推荐