賽默飛新品二合一質(zhì)譜儀Stellar助力靶向代謝組學(xué)
穿越星際，鎖定目標(biāo)——定量代謝組學(xué)新篇章
在今年的美國(guó)質(zhì)譜年會(huì)（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(shì)相結(jié)合，在實(shí)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(shí)，還為目標(biāo)物質(zhì)的深度定性提供了有效信息，進(jìn)一步提高了定量分析的選擇性和準(zhǔn)確性。在多組學(xué)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(xué)以及擬靶向代謝組學(xué)研究中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
Stellar采用PRM（平行反應(yīng)監(jiān)測(cè)，Parallel Reaction Monitoring）模式進(jìn)行分析時(shí)，可通過(guò)一個(gè)掃描監(jiān)測(cè)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(shí)結(jié)合自身最高可達(dá)140 Hz的超高掃描速度，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)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(biāo)）的定量分析。每個(gè)物質(zhì)的色譜峰寬小于1.5s，平均5~6個(gè)掃描點(diǎn)。所有目標(biāo)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�；鈮A
超快的質(zhì)譜掃描速度使得我們可以在一個(gè)儀器方法中同時(shí)設(shè)置正、負(fù)離子模式下的多種碰撞模式和碰撞能量條件，通過(guò)一針進(jìn)樣完成大批量化合物的參數(shù)優(yōu)化。
圖2. Stellar通過(guò)一針測(cè)試即可完成質(zhì)譜方法優(yōu)化
Stella質(zhì)譜儀通過(guò)提高離子傳輸效率，有效檢測(cè)低壓線性離子阱發(fā)射的離子，并擴(kuò)展檢測(cè)器的定量范圍從而提高靈敏度。在氨基酸測(cè)試中，苯丙氨酸的最低定量限（LOQ）低至柱上樣量5 fmol，定量動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到5次方。（圖3）在靶向脂質(zhì)組學(xué)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(duì)目標(biāo)化合物實(shí)現(xiàn)多級(jí)分析，不僅顯著提高定量分析的選擇性，使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確，還降低了色譜優(yōu)化的難度，幫助用戶(hù)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(duì)目標(biāo)化合物實(shí)現(xiàn)多級(jí)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(zhǎng)的液相色譜梯度洗脫時(shí)間甚至需要向流動(dòng)相中加入離子對(duì)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(huì)以共流出的形式進(jìn)入檢測(cè)器，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)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(jí)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(jìn)行定量分析時(shí)，必須向流動(dòng)相中加入離子對(duì)時(shí)間，使得二者的色譜峰上完全分離，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定量。當(dāng)我們對(duì)GCDCA和GDCA的主要碎片m/z 386.6進(jìn)行進(jìn)一步的三級(jí)質(zhì)譜分析（圖5-E、5-F），可以發(fā)現(xiàn)兩種膽汁酸的三級(jí)質(zhì)譜碎片有著明顯差異，因此通過(guò)三級(jí)碎片分析，我們可以在不借助離子對(duì)試劑的情況，對(duì)膽汁酸實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)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(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確，還降低了色譜優(yōu)化的難度，幫助用戶(hù)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(guò)MS3識(shí)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(lèi)，是重要的代謝疾病和心血管疾病的臨床生物標(biāo)志物。甘油三酯由甘油骨架連接三個(gè)脂肪酸長(zhǎng)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(jiàn)。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(jí)桿質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)，二級(jí)質(zhì)譜碎片離子無(wú)法有效區(qū)別這樣復(fù)雜的同分異構(gòu)體。如圖6所示，在二級(jí)碎片m/z 547.7的離子流峰是由兩個(gè)同分異構(gòu)體組成，在進(jìn)行三級(jí)質(zhì)譜分析后，可通過(guò)三級(jí)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(shí)現(xiàn)有效區(qū)別，從而準(zhǔn)確檢出、定量。
圖6. Stellar通過(guò)MS3識(shí)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(xué)分析提供長(zhǎng)期穩(wěn)健的測(cè)試結(jié)果。內(nèi)置自動(dòng)就緒離子源（auto-ready ion source for calibration），無(wú)需額外連接校正液管路，通過(guò)軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)儀器定期自動(dòng)校正，提高實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行效率，使儀器在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定、卓越的性能表現(xiàn)。自適應(yīng)保留時(shí)間功能（Adaptive RT）可以實(shí)時(shí)比較實(shí)測(cè)譜圖與參考原始數(shù)據(jù)中的化合物譜圖，對(duì)當(dāng)前化合物掃描時(shí)間窗口進(jìn)行調(diào)整，力求在較窄的時(shí)間窗口內(nèi)完成目標(biāo)化合物的檢測(cè)。
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(hù)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(hù)以前所未有的效率完成生物標(biāo)志物從發(fā)現(xiàn)到驗(yàn)證的轉(zhuǎn)換。
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