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下一代用于shotgun的Q-Exactive
样品的复杂性是对基于质谱的蛋白质组学方法最大的障碍。就拿人的细胞系举例子，最少由10000个基因编码的可供检测到的蛋白，运用自上而下的蛋白质组学方法，只能检测到千百个蛋白。前期的分级并不能完全解决这个问题，所以还需要更长的分析时间。由于在相同的时间段洗脱不同丰度的蛋白，所以对质谱平台的洗脱速度、分辨率和敏感度有了更高的要求。
近十年市场中销售的Orbitrap MS是由一个前置的MS偶联C-trap，在注入Orbitrap质量分析器之前对离子进行压缩，母离子选择发生在线性离子阱中。随着前端四级过滤器的改进，Orbitrap MS已经能够调制射频，对小质量离子组几乎能瞬时选择。当离子通过拉杆组件时，可以提供稳定的轨道来选择离子组。意味着在分析之前，Q-Exactive hybrid quadrupole-
Orbitrap MS(Thermo Scientific)能进行多路传输。Orbitrap Elite hybrid ion trap-Orbitrap MS(Thermo Scientific)是最有效的四级分析仪器，能进行简洁的高场强分析。而Q Exactive MS是不能的。
Scheltema等人评估了两个典型的Orbitrap MS ：Q Exactive Plushybrid quadrupole-Orbitrap mass spectrometer 和 Q Exactive HF hybrid quadrupole-Orbitrap mass spectrometer (both Thermo Scientific)，使用单发的复杂混合物肽段和磷酸化多肽进行标准的90min梯度，他们专注于这些平台特殊的优势：在四级分析器前通过一个低分辨率的过滤器来提高稳定性，分级四级组件，特殊的高频仪表，由超高场强的Orbitrap MS带来的双倍分辨率和分析速度。
总的来说，科学家们报告指出，由超高场强和四级分段分析所带来的更高测序速度提高了shotgun的应用水平。包括按照一个高级的15-20高能碰撞分裂方案使得周期控制到1s。对Hela cell裂解物进行酶解，他们检测到超过5000个蛋白和增加了40%的独特肽段序列，蛋白数目增长超过20%。对于浓缩的磷酸化样品，研究组对一级位点的检测提高了60%。
该团队还指出更进一步的最佳方案，包括对洗脱相加入掺杂物，利用更灵敏的分析柱和更有效的离子源来增加母离子丰度，确保平台运行能达到潜在的速度。进一步他们相信，对于更加复杂的样品，利用充足的前体物，在相同的测序程度，仪器的运作能力几乎能增强2倍。
Scheltema等人预示下一代Q Exactive仪器必将有重大的创新，原始的Orbitrap仪器在许多实验早已定格为一个“吃力不讨好”的尴尬形象。
Reference
- Scheltema, R.A., et al. (2014, December) “The Q Exactive HF, a benchtop massspectrometer with a pre-filter, high-performance quadrupole and an ultra-high-field Orbitrapanalyzer,” Molecular and Cellular Proteomics, 13 (pp. 3698–3708), doi: 10.1074/mcp.M114.043489.
作者：Melissa J. Mayer.专注于科学类新闻业的自由撰稿人，在生物科学的众多领域拥有热情和经验，比如蛋白质组学、细胞/分子生物学、微生物学、生物化学和免疫学。Melissa掌握了英语和西班牙语，并取得了生物学科的教师证书。