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島津超快速質(zhì)譜助力靶向代謝組學(xué)研究
靶向代謝組學(xué)中，通常需要同時(shí)檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)組分，這對(duì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)的采集速度提出了很高的要求。
島津超快速質(zhì)譜（UFMS）擁有業(yè)內(nèi)采集速度。以LCMS-8050為例，其駐留時(shí)間（Dwell time≥0.8 ms）、切換時(shí)間（Pause time≥1 ms）、掃描速度（Scan speed≤30000 u/sec）、正負(fù)極切換速度（Polarity switching time=5 ms）；并且具有觸發(fā)子離子掃描功能，可以實(shí)現(xiàn)MRM定量的同時(shí)對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行子離子掃描定性分析。
以下圖為例，假設(shè)一個(gè)峰寬6秒的UHPLC色譜峰用于定量分析，必須有20個(gè)采集點(diǎn)左右，峰型才足夠平滑，峰面積和出峰時(shí)間的重復(fù)性才能達(dá)標(biāo)。如此算來，每個(gè)采集點(diǎn)的循環(huán)時(shí)間（loop time）只有300 ms。在300ms的時(shí)間段內(nèi)，需要進(jìn)行所有目標(biāo)組分的采集，如下AB正離子，CD負(fù)離子：
1.采集循環(huán)開始，切換時(shí)間內(nèi)對(duì)質(zhì)譜通道電壓進(jìn)行調(diào)整（為A離子對(duì)“鋪路”）；
2.A母離子通過四級(jí)桿Q1、碰撞池內(nèi)進(jìn)行碰撞、四級(jí)桿Q3篩選子離子、終到達(dá)檢測(cè)器進(jìn)行離子計(jì)數(shù)，這段時(shí)間總和即為駐留時(shí)間；
3.為B離子重復(fù)以上過程，到此正離子采集完成；
4.接著切換從離子源到質(zhì)譜通道到檢測(cè)器的電壓為負(fù)，此為正負(fù)極切換時(shí)間；
5.進(jìn)入到C、D的采集過程，過程與AB一樣；
6.后將電壓切換為正，到此結(jié)束整個(gè)循環(huán)時(shí)間，開始下個(gè)采集點(diǎn)的循環(huán)時(shí)間。
這只是兩個(gè)正離子和兩個(gè)負(fù)離子的采集例子，如果采集目標(biāo)組分?jǐn)?shù)量急劇增加，在峰寬不變的情況下（即循環(huán)時(shí)間loop time不變），分到每個(gè)離子的駐留時(shí)間和切換時(shí)間將急劇減少，因此小駐留時(shí)間和切換時(shí)間，直接決定了該質(zhì)譜在所能同時(shí)采集的離子對(duì)數(shù)量，這對(duì)于靶向代謝組學(xué)或其他需要進(jìn)行多目標(biāo)物同時(shí)篩查的項(xiàng)目，至關(guān)重要！
圖2. 質(zhì)譜采集信號(hào)的過程，以及頻率和點(diǎn)數(shù)的關(guān)系
后，舉例說明島津UFMS在靶向代謝組學(xué)中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例：脂質(zhì)組學(xué)屬于代謝組學(xué)的一個(gè)分支。為進(jìn)行靶向脂質(zhì)組學(xué)研究，島津公司利用超快速質(zhì)譜適于多化合物同時(shí)檢測(cè)的特性，推出了第三版脂質(zhì)介質(zhì)方法包：包含了主要脂類化合物如類花生酸、二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）等多價(jià)不飽和脂肪酸代謝物，花生四烯酸乙醇胺（AEA）、血小板活化因子（PAF）等196種主要脂質(zhì)介質(zhì)及其相關(guān)物質(zhì)的色譜、質(zhì)譜條件（MRM通道）。
該方法只需20分鐘的色譜分析便能獲得這196種化合物的脂質(zhì)介質(zhì)的分析結(jié)果。此外，方法包中還根據(jù)出峰時(shí)間和結(jié)構(gòu)特性，準(zhǔn)備了18種氘代內(nèi)標(biāo)化合物的MRM通道。另外，該方法包可進(jìn)行保留時(shí)間校正，可使用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行半定量，所以可用于檢索多變量解析時(shí)的標(biāo)記物。下圖顯示了超快速質(zhì)譜MRM模式中，196種脂質(zhì)和18種內(nèi)標(biāo)同時(shí)分離所采集得到的色譜圖。
圖3. 脂質(zhì)介質(zhì)方法包用于196種脂質(zhì)，18種內(nèi)標(biāo)的分離
撰稿人：鐘啟升