賽默飛新品二合一質譜儀Stellar助力靶向代謝組學
穿越星際，鎖定目標——定量代謝組學新篇章
在今年的美國質譜年會（ASMS）上，賽默飛世爾科技隆重推出了全新的四極桿-線性離子阱二合一質譜儀Stellar。本儀器將四極桿與線性離子阱的應用優勢相結合，在實現了肽段以及小分子物質的快速、高靈敏度定量的同時，還為目標物質的深度定性提供了有效信息，進一步提高了定量分析的選擇性和準確性。在多組學領域定量分析、臨床轉化、毒物篩查、新污染物分析等等領域均有著廣泛的應用前景。
本篇文章我們將聚焦于Stellar在靶向代謝組學以及擬靶向代謝組學研究中的應用優勢。
Stellar采用PRM（平行反應監測，Parallel Reaction Monitoring）模式進行分析時，可通過一個掃描監測到該物質的所有子離子，有效提高分析效率。PRM掃描不僅大大加速了質譜方法建立和優化的流程，同時結合自身最高可達140 Hz的超高掃描速度，可在短時間內實現代謝物的大規模、高通量定量分析。
圖1展示了使用Stellar在3分鐘內快速完成104種氨基酸和酰基肉堿（內源性代謝物+穩定同位素內標）的定量分析。每個物質的色譜峰寬小于1.5s，平均5~6個掃描點。所有目標化合物定量范圍內線性良好。”
圖1. Stellar在3分鐘內分析104種氨基酸和酰基肉堿
超快的質譜掃描速度使得我們可以在一個儀器方法中同時設置正、負離子模式下的多種碰撞模式和碰撞能量條件，通過一針進樣完成大批量化合物的參數優化。
圖2. Stellar通過一針測試即可完成質譜方法優化
Stella質譜儀通過提高離子傳輸效率，有效檢測低壓線性離子阱發射的離子，并擴展檢測器的定量范圍從而提高靈敏度。在氨基酸測試中，苯丙氨酸的最低定量限（LOQ）低至柱上樣量5 fmol，定量動態范圍達到5次方。（圖3）在靶向脂質組學分析中，TG 41:0-d5的最低檢出限（LOD）和最低定量限（LOQ）分別為0.1 pg和0.3 pg（柱上樣量），定量上限為10000 pg。（圖4）
圖3. Stellar分析苯丙氨酸定量曲線
圖4. Stellar分析TG (41:0)-D5定量曲線
Stellar中配置了全新的雙分壓線性離子阱，可對目標化合物實現多級分析，不僅顯著提高定量分析的選擇性，使測試結果更加準確，還降低了色譜優化的難度，幫助用戶更加輕松地區別結構相近的同分異構體化合物。
Stellar中配置了全新的雙分壓線性離子阱，可對目標化合物實現多級分析，不在傳統的膽汁酸分析中，為了有效區分同分異構體膽汁酸，通常需要更長的液相色譜梯度洗脫時間甚至需要向流動相中加入離子對試劑以提高色譜分離度，否則相關分子量相同的膽汁酸會以共流出的形式進入檢測器，無法進行準確定量（圖5-A、5-B、5-C）。以膽汁酸GCDCA與GDCA為例，兩種膽汁酸為同分異構體，且二級質譜碎片基本相似（圖5-D），因此在使用傳統三重四極桿質譜進行定量分析時，必須向流動相中加入離子對時間，使得二者的色譜峰上完全分離，才能實現準確定量。當我們對GCDCA和GDCA的主要碎片m/z 386.6進行進一步的三級質譜分析（圖5-E、5-F），可以發現兩種膽汁酸的三級質譜碎片有著明顯差異，因此通過三級碎片分析，我們可以在不借助離子對試劑的情況，對膽汁酸實現準確的短梯度快速定量分析。僅顯著提高定量分析的選擇性，使測試結果更加準確，還降低了色譜優化的難度，幫助用戶更加輕松地區別結構相近的同分異構體化合物。
圖5. Stellar通過MS3識別同分異構體膽汁酸
甘油三酯（TG）作為人體內含量最多的脂類，是重要的代謝疾病和心血管疾病的臨床生物標志物。甘油三酯由甘油骨架連接三個脂肪酸長烴鏈形成，同分異構體甘油三酯色譜同流出的現象同樣常見。以TG (50:4)為例，該脂質共有48種可能的同分異構體，如果使用傳統三重四級桿質譜進行檢測，二級質譜碎片離子無法有效區別這樣復雜的同分異構體。如圖6所示，在二級碎片m/z 547.7的離子流峰是由兩個同分異構體組成，在進行三級質譜分析后，可通過三級碎片離子m/z 263.1和m/z 219.2將TG (14:0_18:2_18:2)和TG (16:1_16:1_18:2)實現有效區別，從而準確檢出、定量。
圖6. Stellar通過MS3識別同分異構體甘油三酯
Stellar質譜儀搭配Vanquish系列液相色譜儀可為大規模靶向組學分析提供長期穩健的測試結果。內置自動就緒離子源（auto-ready ion source for calibration），無需額外連接校正液管路，通過軟件設置實現儀器定期自動校正，提高實驗室運行效率，使儀器在較長時間內保持穩定、卓越的性能表現。自適應保留時間功能（Adaptive RT）可以實時比較實測譜圖與參考原始數據中的化合物譜圖，對當前化合物掃描時間窗口進行調整，力求在較窄的時間窗口內完成目標化合物的檢測。
小結
Stellar液質聯用系統兼備了卓越的大規模靶向定量和化合物結構深度解析功能，方便用戶將高分辨質譜的非靶向分析結果快速轉化為大規模、高通量靶向定量分析方法，幫助用戶以前所未有的效率完成生物標志物從發現到驗證的轉換。
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