混合線性離子阱質譜儀

質譜分析手段在過去的十年中飛速發展，目前這種分析手段的應用幾乎遍及每個角落。尤其是在生命科學領域中，質譜分析已經成為蛋白質以及小分子應用中必不可少的一種分析手段。

從技術的角度來說，大部分的質譜儀都無法獲得所需要的所有信息，因此必須同時應用兩種或更多的檢測手段來達到最大的靈敏度和生產能力。例如四極和離子阱分析都是如此。對于某些應用來說，由于產物離子的靈敏性通常情況下不是很強，因此想要通過三倍的四極矩設備來獲得高質量的譜圖是非常困難的。這種靈敏性上的欠缺可以通過QqTOF技術來克服，這種技術能夠提供附加的質譜信息，但是真實的前體和中性損失掃描實驗以及可信賴的定量分析就很難實現了。盡管離子阱質譜儀（MS）可以實現多次敏感的質譜（MSn）實驗，從而弄清楚反應機理，簡化光譜的干擾。但是前面的問題對于三維離子阱技術來說同樣無法避免。盡管如此，三維離子阱很容易發生過載現象（空間充電效應），這種現象可能導致質量漂移，分解損失以及光譜和校準曲線的非線性。因此，三維離子阱不適用于較大量的分析。所有這些在第一代混合線性離子阱/三倍四極質譜儀開發出以后都得到了改變，來自Applied Biosystems 和MDS SCIEX公司的Q TRAP LC/MS/MS系統，是在API 2000 LC/MS/MS平臺的基礎上開發出來的，產品已經投放市場，馬上受到蛋白質以及藥物開發質譜儀領域的廣泛歡迎。

API 2000液相色譜質譜聯用儀

這套設備比傳統的三維離子阱質譜儀在技術上有著更多的優勢，由于線性離子阱對離子的儲存能力比傳統的設備高出大約45倍，因此對于空間充電效應不是很敏感。同時，由于有了增強產物離子（EPI）檢測系統，分子量較低的部分不會被忽略，由傳統的多重反應調節（MRM）達到的靈敏度現在可以通過EPI掃描達到。由于在同一臺設備上可以同時達到高靈敏性的數量和質量上的統一使得下面的工作成為可能：a）將原來必須在兩臺不同的質譜技術平臺上進行的實驗結合起來；b）輕而易舉地獲得原來不太容易得到的數據。

4000 Q TRAP LC/MS/MS

4000 Q TRAP LC/MS/MS系統的開發成功將這項技術更進了一步，對原有產品的數量要求不變，而根據應用領域的不同，靈敏度又提高了10～50倍，這套設備可以提供快速、自動化的、定性和定量的分析，應用的領域遍及制藥、食品、環境、臨床研究、法醫學、毒物學以及代謝工業。系統的檢測質量范圍也更寬（質荷比達到2800），這使系統能夠勝任移動修正之后（PTMs）的自動分析以及蛋白質認證和肽鍵的定量檢測等工作。4000 Q TRAP系統有4種不同的離子源可供選擇：TurboV離子源；DuoSpray離子源，這是TurboIonSpray和APCI在同一個離子源的結合，可以在兩種離子化技術中實現快速切換（100ms）；用于大氣壓光離子化的Photospray源以及用于生產線上和線下肽鍵和蛋白質分析的Nanospray源。同時還配有幾種附加的軟件包可供選擇，例如用于自動檢定和代謝特性檢測的Metabolite ID，生物分析軟件和用于蛋白質應用的ProID軟件。

質譜儀在法庭毒物學中的應用

這套設備的威力可以從它在法庭毒物學的常規檢查中的應用中體現出來，法庭毒物學的檢查主要的目標如下：

■ 從血液、尿液以及唾液樣品中檢驗和測定常規和非常規的藥物含量
■ 在相同的色譜分離的同時獲得藥物成分的重要的結構信息，作為進一步確定的證據
■ 對檢測到的任何藥物分析可能相關的提取物并給出積極的證據

在過去，這種類型的分析通常在MRM模式的三倍四極設備上進行，對選定的大量目標化合物進行分析。同時，為了獲得結構方面的信息，還需要應用三維離子阱設備，因為這套設備檢測的靈敏性同時具有MS3的能力。盡管如此，有了4000 Q TRAP系統以后，所有的信息都可以通過這一套系統，在一次檢測過程中完成。檢測過程由信息獨立獲取（IDA）軟件包控制，這套軟件包已經集成到Analyst1.4軟件中。IDA軟件將掃描的曲線信息和工藝的選擇聯系起來，能夠充分發揮離子以及中性損失等特殊檢測的優勢，并擴大數據采集范圍。圖2就是IDA軟件處理的在LC分析完整周期過程中的多級實驗，在所有IDA離子選擇的標準中，特殊的質量和保留時間（SMART）過濾器可以應用在感興趣的離子的包含和排除中。當需要MS/MS確認時，可以在具有相同原子量的情況下或者快速特殊分析中提供給用戶最大的靈活性。可以加入增強的轟擊分離作為進一步確定的掃描，這樣可以得到更高精確度的質譜信息。這種信息對于檢測后的應用（前體和中性損失）帶有1～5個電荷的離子測定和同位素比例測量尤其有效，因為這種情況下的普通檢測通常很難得到有用的信息。由于4000 Q TRAP系統具有搜集三維質譜數據的能力，回路中有了兩級附屬物。由于有了LINAC碰撞單元，系統同樣可以進行多重MRM轉換，這樣就可以對大量的化合物進行同時檢測而不會損失靈敏度。在下面的例子中（見圖2和圖3），一份尿液樣品中被檢測出有九種常規的鎮靜劑。5分鐘的液相色譜（LC）梯度檢測以500μl/min的速度運行，9種鎮靜劑都被顯示出來，對每一種都采用MRM轉移。當在特定的MRM轉移過程中檢測到信號時，軟件就會自動獲取增強的產物離子MS/MS質譜信息，能夠提供每種鎮靜劑的結構信息。通過在一套系統中進行實驗以及采用類似IDA的自動化軟件工具在一次LC運行中進行分析，成功地壓縮了樣品分析時間，不同的質譜分析平臺也不需要改變LC運行的條件。

與此類似，成功地將靈敏的三倍四極矩和離子阱檢測結合到一次分析中在對后移動修正（PTM）進行認證和排序時有一定優勢，尤其是在磷酸化作用中更是如此。對于磷酸化作用的分析，能夠檢測到一個質荷比為79的負離子碎片，代表了從含磷的肽鍵中脫離了一個單獨的磷酸分子。這種前體離子掃描在自動化IDA中用于綜合檢測。在前體掃描中存在的離子隨后自動在帶有增強的分解掃描的正離子中自動分析，然后，采用高靈敏度的MS/MS掃描分析來確定含磷的肽鍵以及磷酸化的位置。Pro ID軟件用于檢測蛋白質的形成來了解每個肽鍵以及確定肽鍵調整的位置。