洞悉高清信息,多维提升成果

天然产物结构复杂、种类繁多、基质复杂,存在大量质荷比接近的成分及同分异构体,仅仅依靠提升质谱分辨率难以解决天然产物研究定性定量的所有难题。

沃特世具有独特的离子淌度技术,及灵活多样的HD 高清数据采集模式,可以突破传统高分辨质谱的瓶颈,洞悉天然产物的高清信息,从多维度提升“定性”、“定量”到“成像”的成果。

| 超高清环形离子淌度 |

传统的离子淌度技术,可以区分结构异构的同分异构体,但对于顺反异构和非对映异构体则难以区分。沃特世专利的环形离子淌度技术,可以通过增加离子在环形离子淌度中飞行的圈数,将离子淌度质谱分辨率提升到非凡的高度,解决常规质谱无法解决的顺反异构和非对映异构体分析难题。

并且,环形离子淌度具有独特的硬件设计,可以实现单圈/ 多圈分辨模式、IMSn 切割,IMSn 切割碎裂等多种不同数据采集模式,从而获得更多维度丰富信息。

如下图所示,3 个糖的同分异构体,随着在环形离子淌度中飞行的圈数增加,分辨率逐渐增加,3 个糖异构体的分离度也逐渐提高。

利用IMSn 切割功能,我们可将异构体做进一步精细分离。 如下图,将3 个同分异构体分别切割出来在环形离子淌度中进一步分类,每个糖可进一步分离为三个峰。 以麦芽五糖为例,可见末端羟基只有α位、β位、开环形式的微小差别,由此可见环形离子淌度强大的高清信息分辨能力。利用IMSn 切割碎裂功能,我们可得到每个同分异构体的多级质谱信息,从而获得相应的精细结构信息。

| TAP 多级碎裂功能 |

传统的多级质谱技术( 如离子阱) 在色谱质谱联用时,在有限的色谱峰内能够获得的多级碎片离子信息有限,为鉴定带来一定困难。

TAP ( Time Aligned Parallel ) 是基于DIA 的离子淌度多级功能,较常规离子阱技术,可以在有限时间内获得更丰富碎片离子信息。

如下图,对于m/z 455.29 的离子,通过TAP 功能,我们可以同时获得MS2 和MS3 的谱图,依靠漂移时间的对齐即可得到每个二级离子与三级离子的关系,从而得到m/z 455.29 丰富的多级离子碎片信息。

| HD-DDA 高清DDA 模式 |

常规DDA 模式,由于四极杆分辨率有限,在二级谱图中常会存在干扰,影响鉴定的准确性。

HD-DDA 借助于离子淌度的分离能力,可有效解决常规DDA 二级质谱干扰难题,提高鉴定准确性,并且提升碎片离子强度,助力更多科学发现。

如下图,带离子淌度的HD-DDA模式与常规DDA相比,可显著提升碎片离子强度。(Dominic Helm, et al. Molecular & Cellular Proteomics,2014)

如下图,药物代谢物以常规DDA 方式,被认为是一个代谢物。 而带离子淌度的HD-DDA 可解锁隐藏的信息,从而发现更多代谢物。

| HD-MRM 高清MRM 模式 |

在基质复杂的情况下,三重四极杆或常规高分辨质谱即使使用MRM 模式,也难以有效排除基质干扰。HD-MRM 是基于离子淌度的高分辨定量技术,突破三重四极杆及常规高分辨质谱定量限制,获得更佳灵敏度。

如对石斛中成分进行定量时,由于基质复杂,常规MRM 方法难以有效排除干扰。 HD-MRM 模式可利用离子淌度进一步排除干扰,获得更佳峰形和灵敏度。

| HD-MS Imaging 高清质谱成像 |

进行质谱成像时,由于缺少前端色谱分离,质荷比接近的成分或同分异构体相互干扰严重,而且由于缺乏保留时间,为质谱成像中的成分定性带来难度。

HD-MS Imaging 是结合离子淌度的成像技术,能够解决质谱成像成分干扰难题,并且利用离子淌度提供的CCS 值增加定性信息维度,从而获得更加高清的空间信息。

如下图,质谱成像中m/z 545.9499( 红色) 和545.9502( 绿色) 两个离子,如果依靠提升质谱分辨率将其分开,则需要高达180 万的质谱分辨率。 而利用离子淌度,则可轻松将两个质荷比接近的离子区分开,并且看到其在样品上空间分布的不同。

 

应用案例

中药

  • 中药成分表征
  1. 离子淌度TAP 功能进行岭南山竹子中PPAP 类化合物结构表征(Zhang, Hong, et al. Analytica Chimica Acta, 2016.)
  • 中药组学
  1. 离子淌度与DESI 技术结合,高清空间组学分析小鼠大脑脂质(Waters Application Note.)
  • 中药质量控制
  1. 2D UHPLC-IM-MS 四维组学方法区分红参和白参(Zhang, Hong, et al. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 2019.)

 

植物

  • 植物成分表征
  1. 超高清环形离子淌度用于皂苷的立体异构体和位置异构体分析(Colson, Emmanuel, et al. Journal of The American Society for Mass Spectrometry, 2019.)
  • 植物抗逆
  1. 离子淌度质谱研究拟南芥对高温胁迫的响应(Djamitchatchou, Arnaud T., et al. BMC Plant Biology, 2017.)
  • 植物营养
  1. 离子淌度质谱研究根瘤菌- 大豆的共生代谢(Stopka, Sylwia A., et al. Plant Journal, 2017.)
  • 植物疾病与保护
  1. 离子淌度质谱研究高粱受病原菌的代谢调控机制(Mareya, Charity R., et al. Metabolites, 2019.)
  • 农林作物品质研究
  1. 离子淌度质谱分析不同品种马铃薯的代谢物(Claassen, Christin, et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019.)

 

微生物

  • 微生物代谢物分析
  1. 离子淌度质谱研究属间微生物互作的代谢轮廓(Derewacz, Dagmara K., et al. ACS Chemical Biology, 2015.)
  • 微生物快速鉴定及筛选
  1. DESI 高通量电离模式结合离子淌度质谱,高通量快速筛选抗生素耐药菌(So, Puikin, et al. Talanta, 2019)
  • 微生物与人体疾病及营养研究
  1. 离子淌度质谱研究肠道微生物对脑中枢神经系统的影响(Yu, Meng, et al. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2017.)
`

联系沃特世

本地办公室