新型质谱介绍Orbitrap共振质谱.doc

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1、在介绍Orbitrap之前需要先简单介绍傅里叶变化的数据采集模式和傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）。傅里叶变换是是一种线性的积分变换。连续傅里叶变换将平方可积的函数f（t）表示成复指数函数的积分或级数形式。这是将频率域的函数F(ω)表示为时间域的函数f（t）的积分形式。连续傅里叶变换的逆变换(inverseFouriertransform)为这种数据采集方式最成功的应用是核磁共振仪（NMR）,恩斯特因为在傅里叶变换NMR的贡献获得诺贝尔奖。简短的说就是在核磁中用一个短而强的脉冲瞬时激发所有核，取代连续波照射（原连续波NMR）,收集这些信号，把时间谱变换为频谱（

2、这些激发和数据采集的过程设计到傅里叶变换，我也不懂，感兴趣的版友可以自己阅读文献，鼓励与大家共享），利用快速傅里叶变换缩短了采样时间和检测灵敏度。生物质谱需要高的灵敏度和快速扫描速度来满足高通量分析要求，傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）和Orbitrap的神奇之处在于他们采用傅里叶变化模式采集数据，检测分子质量，拥有高的分辨率和质量精度。傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）拥有超高的分辨率和精确的质量准确度，同时它也可以完全兼用CID,ECD,ETD等多种模式产生的多级质谱，所以傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）是从头开始（top-down）蛋白组学

3、的理想检测工具。但是傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）是昂贵的质谱，体积庞大和巨额的运行维护费用让FTICR一直为少数科学家和大型实验所应用。2000年出现的新质谱——静电轨道阱质谱（Orbitrap）在一些实验中几乎可以达到傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）一样的高分辨率和质量准确度。Orbitrap质量分析器工作时，两个电极之间形成静电场。当高速运动带电离子进入Orbitrap内，在静电作用下围绕中心电极做圆周轨道运动，不同的离子在z方向形成不同频率ωz与（m/z）1/2成正比。检测器检测离子运动形成的电势，经过信号放大和快速傅立叶变换后形成频谱，经过

4、处理最后形成质谱。在2005年，Thermo公司推出商品化的静电轨道阱质谱——LTQ-Orbitrap线性Orbitrap价格相比傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）便宜很多，使用维护方便。Orbitrap质量分析器形状如同纺椎，纺椎内有一个内心电极，两个半纺锥体构成外套电极，质离子阱静电轨道阱串联质谱。（图1）线性离子阱和Orbitrap由双曲面四级杆C-trap连接，C-trap把线性离子阱快速扫描的离子或二级质谱产生的离子聚焦推入Orbitrap进行高分辨的质量分析。LTQ-Orbitrap在蛋白组学已经获得了比较成功的应用，在高通量蛋白样品鉴定和磷酸化蛋白

5、组学有一定的优势。图1线性离子阱静电轨道阱联用质谱仪（LTQ-Orbitrap）。a质谱仪组合装置示意图。b静电场轨道阱示意图。（引自自Thermo宣传资料）