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賽默飛Orbitrap Fusion三合一質(zhì)譜儀

Thermo ScientificTM Orbitrap FusionTM 是賽默飛**端的四極桿-靜電場(chǎng)軌道阱-線性離子阱三合一組合式質(zhì)譜。Fusion使用的Orbitrap為超高場(chǎng)Orbitrap質(zhì)量分析器，相比于賽默飛其他Orbitrap系列產(chǎn)品，F(xiàn)usion具有超高分辨、高靈敏度、多級(jí)質(zhì)譜能力，并且配備多種裂解模式（CID、HCD及可升級(jí)的ETD），非常適合蛋白質(zhì)組學(xué)中復(fù)雜體系的高通量蛋白檢測(cè)。

1) 離子源

Orbitrap Fusion配置的是賽默飛新一代的Easy Max NG離子源，具有加熱型HESI源和APCI源一體化設(shè)計(jì)，只需要更換噴針即可實(shí)現(xiàn)ESI源和APCI源的切換。Easy Max NG源的另一個(gè)特點(diǎn)是集成式氣路電路設(shè)計(jì)，安裝Easy Max NG源時(shí)即可自動(dòng)完成氣路和電路的連接，不需要進(jìn)行額外的操作。同時(shí)質(zhì)譜系統(tǒng)還可自動(dòng)識(shí)別源的類型，真正實(shí)現(xiàn)了智能化操作。對(duì)于蛋白質(zhì)組學(xué)研究客戶，除了標(biāo)配的Easy Max NG離子源之外，有Nanospray Flex Ion Source NG和Easy-Spray nano-Electrospray Ion Source NG兩種nanoESI源可供選擇。

2) 離子傳輸部件

離子傳輸部件采用了S-lens設(shè)計(jì)，S-lens的離子傳輸效率是傳統(tǒng)的tube lens的數(shù)倍，除了S-lens透鏡組外，離子傳輸部件還采用了彎曲的方形離子傳輸四極桿，質(zhì)譜離子化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些中性粒子，這些中性粒子很容易慣性飛行到檢測(cè)器，被檢測(cè)器檢測(cè)到從而產(chǎn)生中心噪音。彎曲的離子傳輸四極桿可以有效阻擋樣品離子中的中性粒子，降低噪音，提高靈敏度。

3) 四極桿質(zhì)量分析器

主四極桿是Q Exactive上使用的賽默飛**的同類雙曲面四極桿，可以對(duì)離子進(jìn)行過(guò)濾篩選，母離子選擇窗口可調(diào)，可以根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)的要求選擇不同質(zhì)荷比范圍的離子通過(guò)四極桿進(jìn)入到后方靜電場(chǎng)軌道阱檢測(cè)，既可進(jìn)行數(shù)據(jù)依賴的二級(jí)或多級(jí)子離子掃描，也可進(jìn)行非數(shù)據(jù)依賴的二級(jí)子離子掃描。

4) C-trap和離子傳輸多極桿

C-trap將離子冷卻聚焦，傳輸?shù)絆rbitrap進(jìn)行高分辨掃描。離子傳輸多極桿是Fusion的核心部件之一，離子進(jìn)入到離子傳輸多極桿后可以做兩個(gè)方向傳輸，**就是傳輸?shù)诫x子阱，進(jìn)行快速的碎裂和子離子掃描，第二是經(jīng)過(guò)C-trap進(jìn)入Orbitrap，進(jìn)行高分辨掃描。除此之外，離子傳輸多極桿同時(shí)又是一個(gè)高能裂解碰撞池，可對(duì)母離子進(jìn)行HCD裂解。離子傳輸多極桿既可以將離子進(jìn)行正向和反向傳輸，又可對(duì)離子進(jìn)行HCD裂解，從而使得Fusion可以在任意階段選擇任意質(zhì)量分析器進(jìn)行任意裂解模式的碎裂和掃描。

5) Orbitrap超高靜電場(chǎng)軌道阱

Orbitrap Fusion為新一代超高場(chǎng)Orbitrap技術(shù)，相比上一代Orbitrap產(chǎn)品，超高場(chǎng)Orbitrap阱的體積縮小，電壓提高，從而使分辨率獲得提高。同時(shí)超高場(chǎng)Orbitrap采用了獨(dú)特的FT信號(hào)處理系統(tǒng)、新型離子傳輸透鏡，從而改善進(jìn)入Orbitrap質(zhì)量分析器的離子光學(xué)傳輸。

（Orbitrap 原理：靜電場(chǎng)軌道阱Orbitrap是1999年，由俄國(guó)科學(xué)家MAKAROV發(fā)明的一種新型的質(zhì)譜儀，其質(zhì)量分析器形狀似紡錘體，由紡錘形的中心內(nèi)電極和左右2個(gè)外紡錘半電極組成。Orbitrap對(duì)離子的操作步驟分為離子捕獲，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸向振動(dòng)和鏡像電流檢測(cè)。儀器工作時(shí)，在中心電極上逐漸加上直流高壓，在Orbitrap內(nèi)產(chǎn)生特殊幾何結(jié)構(gòu)的靜電場(chǎng)。當(dāng)離子進(jìn)入到Orbitrap室內(nèi)后，受到中心電場(chǎng)的引力，開(kāi)始圍繞中心電極做圓周軌道運(yùn)動(dòng)，m/z高的離子有較大的軌道半徑。同時(shí)離子受到垂直方向的離心力和水平方向的推力，而沿中心內(nèi)電極作水平和垂直方向的震蕩。外電極除限制離子的運(yùn)行軌道范圍，同時(shí)檢測(cè)由離子振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，其中水平振蕩的頻率和分子離子的m/z關(guān)系可有公式來(lái)描述，由方程可見(jiàn)軸向頻率ω與離子的初始狀態(tài)無(wú)關(guān)，這造就了Orbitrap的高分辨率和高質(zhì)量精確度，頻率由傅里葉轉(zhuǎn)換成頻域譜，再轉(zhuǎn)換成質(zhì)譜。此外和其他質(zhì)譜儀不同，Orbitrap既是質(zhì)量分析器又是檢測(cè)器，是無(wú)損的不需要定期更換。）

6) 雙壓線性離子阱

Fusion的離子阱設(shè)計(jì)為高壓阱和低壓阱兩個(gè)部分，離子阱技術(shù)采用氦氣冷卻打碎離子，高壓氦氣有利于離子的捕獲、冷卻和解離，低壓氦氣有利于離子的掃描。雙壓線性離子阱采用高壓和低壓兩個(gè)離子阱，高壓?jiǎn)卧碾x子捕獲能力提高，離子碎裂時(shí)間縮短，低壓?jiǎn)卧獟呙杷俣燃涌?，質(zhì)譜分辨率提高，這一雙阱優(yōu)化設(shè)計(jì)使得離子檢測(cè)的各過(guò)程在**的氦氣壓力下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了*快的掃描速度，更多的掃描，更高的分辨率。CID裂解在離子阱中進(jìn)行。

7) ETD（選配）

ETD為電子轉(zhuǎn)移裂解（Electron Transfer Dissociation）的簡(jiǎn)寫。ETD裂解的原理是利用陰離子自由基向帶正電荷的肽陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移電子，在此過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)能量將肽段碎裂。相較于傳統(tǒng)的CID裂解和HCD裂解，ETD裂解能夠使蛋白質(zhì)或肽段離子在肽骨架上發(fā)生碎裂，即使不依賴蛋白質(zhì)酶解技術(shù)都能夠獲得很好的肽段碎片信息，并且不會(huì)破壞蛋白質(zhì)或肽段上帶有的翻譯后修飾基團(tuán)，因此十分有利于翻譯后修飾蛋白質(zhì)組學(xué)和Top-down蛋白質(zhì)組學(xué)研究。Fusion的ETD是不同于以往產(chǎn)品的全新設(shè)計(jì)，采用湯森德放點(diǎn)原理產(chǎn)生電子，用于和熒蒽反應(yīng)產(chǎn)生ETD陰離子反應(yīng)氣，調(diào)諧更為簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的陰離子反應(yīng)氣流十分穩(wěn)定，使ETD操作更為簡(jiǎn)便。