讓質譜改變人們的生活QTRAP的過去、現在和未來

——訪SCIEX QTRAP首席科學家Jim Hager和YvesLe Blanc

　　分析測試百科網訊 2002年，SCIEX公司首創四極桿與線性離子阱結合的技術，推出了新一代串聯四極桿質譜QTRAP LC/MS/MS，該系列高分辨質譜在全球質譜市場上獲得了巨大成功。在QTRAP推出十五周年之際，分析測試百科網采訪了SCIEX公司QTRAP首席科學家Jim Hager和YvesLe Blanc。

SCIEX公司QTRAP首席科學家Jim Hager

SCIEX公司QTRAP首席科學家 YvesLe Blanc

SCIEX QTRAP研發：將Q3作為線性離子阱

　　QTRAP是以組合的RF/DC（射頻/直流電壓）三重四極桿質譜儀（Q1Q2Q3）的離子路徑為基礎，將第三個四極桿（Q3） 改為線性離子阱（LIT） 設計而成。

　　在20世紀90年代后期，QTRAP作為純研究工作的一部分進行開發，“看看質譜儀的邊際”。這項技術最初的思路是把三重四極桿的碰撞池（Q2）作為線性離子阱，從而獲得離子阱牽引力。但是，該方法存在一些技術問題，因此SCIEX使用Q3作為線性離子阱進行研究。雖然Q3的壓力很低，并不能達到最佳的預期，但是Q2的碰撞冷卻很好，Q3能很有效地捕獲離子，使得線性離子阱效果表現得很好。

SCIEX QTRAP的構造

　　以客戶為中心 不斷提升QTRAP性能

　　在進行了幾項關鍵技術的ZL申請以后，SCIEX開始將產品商業化。QTRAP是一個獨特的技術，因為它將所基于的三重四極桿平臺的所有功能與混合四極線性離子阱儀器相結合，提供了在不到一毫秒內兩種模式之間切換的可能性。這一點很重要，因此可以做一臺同時具有兩個平臺功能的儀器。現在，可以在同一臺儀器上執行兩個工作流程。

　　SCIEX負責人介紹：最初，這個項目被認為風險很高，因此獲得商業化批準經歷了一些時間。幸運的是，SCIEX的高級管理人員非常愿意為將產品推向現實的發展而努力，所以有了QTRAP產品的商業化。

　　在QTRAP的發展過程中，SCIEX開發了實時檢測的其他方面以及提高MSMS數據質量的方法。為了改善實時候選而提出的動態背景減法的概念，以及碰撞能量的傳播（在積累期間變化的CE）最初都是使用QTRAP開發的，并已移植到其他儀器。

　　SCIEX專注于以客戶為中心，也通過各種方式收集客戶對硬件和軟件性能的快速反饋，比如參觀選定科學家的實驗室、將儀器放在關鍵應用領域工作的科學家處等。SCIEX在不同的合作地點部署6個系統，重點是新陳代謝和蛋白質組2個應用領域，以確保向軟件團隊進行儀器控制和數據處理的快速反饋，從而讓儀器得到不斷提升。

7款獨立QTRAP質譜 助力科學家進行更深層次的研究

　　QTRAP儀器在市場上是獨一無二的，將三重四極桿的功能與非常強大的混合四極線性離子阱儀器結合在一個平臺上，在SCIEX產品線中非常重要。

　　最初的儀器就叫“QTRAP^?”，是基于API 2000?平臺，隨后基于其他三重四極平臺命名了4000 QTRAP^?、3200 QTRAP^?，之后命名規則發生變化，有了QTRAP^? 5500（基于TripleQuad 5500）、QTRAP^? 6500、QTRAP^? 6500+和QTRAP^? 4500。這樣，SCIEX總共有7款獨立的QTRAP質譜。

　　總體來說，QTRAP質譜是一款“完美結合三重四極桿技術與線性加速離子阱技術”、“同時滿足定量與定性分析需求”的質譜儀。QTRAP一臺儀器可以實現兩臺質譜的功能，一個平臺一次進樣同時進行定性和定量分析。QTRAP獨特的MRM³掃描功能可以提高定量限，可以用于靶向蛋白質分析的MIDAS技術流程，這種獨特的復合型質譜發表文章的潛力很大。

　　“在SCIEX所有的QTRAP大家庭中，我最難忘的是QTRAP 5500系統。”Jim Hager說。

　　QTRAP^?5500 提供更好的線性離子阱性能

　　 QTRAP 5500首次使用了彎曲離子路徑幾何形狀，并且首先在線性離子阱中使用一些附加特征，以提供更好的線性離子阱性能。彎曲離子路徑是新型QTRAP和TripleQuad質譜平臺的重大改變，這使得它的占地面積比以前小得多。QTRAP 5500還從工程角度提出了一些獨特的挑戰，包括如何使離子跟隨非線性離子導向器，以及如何施加有效的軸向磁場來減少噪聲。線性離子阱性能的改進是通過調整提取區域中的軸向DC場和徑向RF場，來使線性離子阱掃描獲得更好的離子強度和更高的分辨能力。通過對萃取區的軸向直流電場和徑向射頻場進行剪裁，得到了線性離子阱掃描的改進，從而獲得了較好的離子強度和更高的分辨力。

SCIEX QTRAP^? 5500 LC-MS/MS系統

　　這樣一種高性能的儀器，其中的線性離子阱掃描的靈敏度與MRM測量的靈敏度相符。這使得QTRAP 5500非常適合MRM觸發的線性離子阱實驗，用于有針對性的分析。

　　QTRAP用于多種研究

　　QTRAP有能力以與通常用于定量的MRM相當的水平收集高靈敏度MSMS數據。由于系統可以在這2種操作模式之間以毫秒為單位進行切換，因此可以在復雜矩陣中以選擇性方式（MRM）篩選感興趣的化合物，并獲得MSMS確認（trap掃描）以進行庫確認或結構表征。

　　QTRAP把三重四極的能力與一個非常強有力的混合四極線性離子阱儀器結合在一個平臺，可以使用MRM觸發線性離子阱掃描與庫匹配進行有針對性的分析與確認。

　　QTRAP提供了一個獨特的平臺，通過MRM進行高靈敏度定量，并在trap模式中增加了高靈敏度MSMS分析的好處。在某種程度上，QTRAP是第一個將定量和定性分析結合在一起的系統。在QTRAP之前，發現復雜基質中的相關化合物是（現在仍然是）一個挑戰。通過依賴MRM，在某些情況下預測MRM組合，用戶可以量化并確認感興趣的分析物的存在。QTRAP質譜儀提供了專注于在復雜基質中檢測低水平代謝物的能力，這種方法可用于法醫應用以及肽酶的定量分析（MRM治療方法）。科學家們使用SCIEX的QTRAP產品進行了多種研究，并發表了多篇研究成果，如：

　　1.用于定量性狀分析的酵母蛋白質組的完整質譜圖譜：P.Picottietal.，Nature，2013（264）266-270“Acomplete mass-spectrometric map of the yeast proteome applied to quantitative trait analysis”；

　　2.用于法醫和興奮劑中多種藥物的基于頭發的快速分析：Shahetal.，ChemCent.J.，2014（8）73“Hair-based rapid analyses for multiple drugs in for ensics and doping : application of dynamic multiple reaction monitoring with LC-MS/MS”；

　　3.克服生物流體蛋白質復雜性，通過MRM³進行靶向質譜檢測和定量蛋白質生物標志物：[J.Jeudyetal.，AnalBioanal.Chem.，2014（406）1193-1200，“Over coming biofluid protein complexity during targeted masss pectrometry detection and quantification of protein biomarkers by MRM cubed（MRM³）”。

QTRAP：讓質譜改變每個人的生活

　　混合四極桿系統在本質上提供了最佳的靈敏度和檢測極限，因此繼續開發QTRAP，提供相同的MSMS靈敏度以確認物種的檢測是關鍵。QTRAP另一個已經被證明成功的方面，即能夠執行MRM³，以便超越傳統的MRM，進一步提高選擇性。這結合了兩個階段的MSMS碎片以提高選擇性和靈敏度，已成功地用于消化的血漿中等多肽的分析。

　　Jim Hager和YvesLe Blanc表示，未來QTRAP儀的主要推動力是靈敏度、速度和動態范圍的提高。SCIEX已發表文章證明能減少一個數量級以上的空間電荷的影響。這意味著可以實現線性離子阱掃描的更大動態范圍。速度的改善可以通過縮短線性離子阱掃描的時間或縮短線性離子阱不掃描時的周期來消除，SCIEX正在積極地努力提高這些速度，并且一直在努力提高線性離子阱掃描的靈敏度，利用輔助電場來“促使”離子從線性離子阱中流向探測器。

　　SCIEX中國在QTRAP誕生十五周年之際，也舉辦了一系列紀念活動，比如5月8日舉辦的QTRAP在藥物代謝研究中的應用高級培訓班（詳見：助力藥物代謝研究應用 SCIEX舉辦QTRAP應用高級培訓班）就是其中重要一環，后期還有盛大的三地慶典活動。SCIEX希望通過這些活動，幫助用戶更好地使用QTRAP系列質譜產品，一起“讓質譜改變每個人的生活”。

　　James W. Hager簡介

　　Jim于1987年從多倫多大學物理化學系獲得博士學位，之后加入SCIEX擔任研究科學家。他除了在研究部門工作外，還從事產品開發和產品定義。 他目前的研究領域是線性離子阱質譜法。 由于與QTRAP技術有關的工作，Jim在加拿大獲得2014年Fred P. Lossing質譜杰出貢獻獎。 他的工作包括50個參考出版物和已經獲得的24項美國ZL。

　　YvesLe Blanc簡介

　　Yves Le Blanc博士是SCIEX應用研究小組的高級研究科學家。他的主要興趣領域是基于混合MS技術在各個領域定性和定量分析中的應用。Le Blanc做過2年鳳凰國際LC-MSMS實驗室經理，也因此對定量分析有強烈的興趣。Le Blanc在SCIEX擔任應用化學家、實驗室經理、技術營銷主管多個角色。 自1995年加入SCIEX以來，他一直直接參與API 3000、API 4000、QTRAP系統以及TripleTOF 5600和SelexION的開發和營銷工作。近年來，他的研究領域主要集中在通過擴展現有系統的能力，在肽分析中獲得選擇性的手段。

　　SCIEX 簡介

　　SCIEX 幫助科學家和實驗室分析人員尋找解決方案來戰勝他們面臨的復雜分析挑戰，從而改善我們生存的世界。憑借在毛細管電泳色譜和液相色譜-質譜行業的領先地位和專業的服務與支持，公司成為全球數以萬計的科學家和實驗室分析人員值得信賴的合作伙伴，這些人員主要從事基礎研究、藥物發現和開發、食品和環境檢測、法醫學及臨床研究工作。

　　SCIEX 擁有 40 多年的創新歷史，擅長通過傾聽客戶心聲和理解客戶不斷變化的需求，開發可靠、靈敏且直觀的解決方案，不斷重新定義常規和復雜分析可以實現的成果。有關詳細信息，請訪問sciex.com.cn。