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及能力對醫藥、食品、環境及科研等相關領域具有重要的意義。
小分子化合物數量龐大,ChemSpider網站就綜合了274個數據庫來源,收錄了超億數量的化合物,其中大部分即為小分子化合物。此外小分子化合物的結構類型多樣,異構體眾多,且存在大量未報道的新化合物,現有的儀器分析手段及技術在小分子定性領域面臨諸多的挑戰。
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譜的產品線,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域面臨的各種分析挑戰。
當利用質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。在使用高分辨質譜儀器進行樣品數據采集之前,分析人員往往需要對質譜儀進行校正以獲得高質量精度的質譜圖,這必然增加了分析人員的工作量。
全新一代三合一質譜Orbitrap IQ-X ™ 在內部配備了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譜儀完成自動校正的過程。通過預先設置好的系統檢查和校準周期,Auto-Ready 集成校準源可實現自動化、遠程化、解放雙手的儀器校正過程。此源可在Orbitrap超長穩定性的基礎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據分析。
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的質量精度、以及*穩定性著稱。當亞ppm質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構解析。
在未知物定性分析中,一級高分辨質譜獲得的分子式信息仍然無法幫助我們得到準確的結構信息,研究人員需要通過質譜采集得到的二級或多級碎片信息進一步進行結構解析。HCD 和 CID的碎裂模式可幫助我們獲得豐富的二級碎片信息,然而對于一些結構不穩定的化合物或不含雜元素的官能團部位(如脂質雙鍵)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分析時,通過HCD獲得的碎片信息解析了大部分的雜質結構。然后對于一些衍生化結構,HCD的碎裂方式僅提供了衍生化片段的碎片離子,而UVPD 可提供更多有關母核結構信息的碎片離子,可幫助研究人員進行深度結構解析。
在做未知代謝物、雜質/降解產物、天然產物、脂質等小分子定性分析時,研究人員往往需要對一些具有結構相似性的成分進行深度分析。而對于這些結構類似物,MS2有時不足以幫助研究人員進行準確結構定性,往往需要借助MSn提供更多的結構信息,此時如何自動化的獲得這些結構類似物的多級質譜就顯得尤為重要。
全新一代三合一質譜Orbitrap IQ-X™提供實時譜圖庫搜索的智能 MS3 觸發功能,助力結構類似物的深度分析。在儀器進行數據采集的時候,可為zhi定的目標母體化合物創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,此后對具有匹配結果的未知物的MS2進行下一步的MS3 自動觸發。由于未知物MS3觸發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構片段信息。
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,發現基于實時譜圖庫搜索的智能 MS3 觸發功能 的 DDA 方法中, 17 個代謝物的峰觸發了 MS3 ,而傳統 DDA 的采集方法只觸發了 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 DDA 相比,此模式提高了 MS2 有效掃描速率和 MS3 掃描的選擇性。
結語
“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。”小分子定性領域雖然仍然面臨著諸多的分析挑戰,但全新一代 Orbitrap IQ-X Tribrid™ 三合一質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多級質譜功能,搭配Acquire X智能化數據采集模式,以及實時譜圖庫搜索的智能 MS3 觸發功能,必將為醫藥、食品、環境、科研等領域用戶提供小分子定性的新思路、新辦法、新技術。
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