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基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)研究中的一項(xiàng)重要工具。歷史上,，大多數(shù)蛋白質(zhì)組學(xué)方法在分析新樣本時(shí),，幾乎沒有關(guān)于樣本內(nèi)容的驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)都像是首次“發(fā)現(xiàn)”樣本中的肽和蛋白質(zhì),。成功的衡量指標(biāo)通常是樣本中可以檢測到的蛋白質(zhì)或肽的數(shù)量,。

盡管靶向蛋白質(zhì)組學(xué)顯示出巨大的潛力，但由于分析物數(shù)量與測量的靈敏度和精度之間的權(quán)衡,，能夠測量的肽數(shù)量受到了限制,。為了增加可以測量的靶標(biāo)數(shù)量,，數(shù)據(jù)非依耐采集（DIA）作為一種替代方法出現(xiàn),，在預(yù)定義的質(zhì)量范圍內(nèi)采集相對寬的MS/MS隔離窗口。這種采集方法有意地在每個(gè)MS/MS圖譜中采樣盡量多的肽段,，減少了每個(gè)周期所需的掃描數(shù)量,。然而,，這種方法犧牲了選擇性和動(dòng)態(tài)范圍。

Stellar質(zhì)譜儀作為賽默飛質(zhì)譜蛋白組學(xué)解決方案的全新成員,，在靶向蛋白定量分析方面有著強(qiáng)大性能,。相比于現(xiàn)有的質(zhì)譜靶向蛋白定量技術(shù)，Stellar質(zhì)譜儀可以提升接近5倍的定量肽段數(shù)目,，以及10倍的靈敏度提升,。這真正顛覆人們對于靶向質(zhì)譜分析在臨床實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用的認(rèn)知。那究竟是什么樣的儀器設(shè)計(jì)使得Stellar質(zhì)譜儀能夠在靶向定量領(lǐng)域脫穎而出,，本文將從儀器硬件設(shè)計(jì)的角度來討論Stellar定量性能背后的關(guān)鍵技術(shù),。

多極離子通道（ICRM, ion concentrating routing multipole）

ICRM技術(shù)是Stellar質(zhì)譜儀中的關(guān)鍵組件，主要用于提高離子的聚集和傳輸效率,，從而提升質(zhì)譜分析的靈敏度和速度,。

結(jié)構(gòu)和功能

• ICRM位于四極桿之后，線性離子阱之前,。ICRM是一個(gè)彎曲的碰撞池,，主要有兩個(gè)功能?？捎糜谶M(jìn)行高能碰撞碎裂（HCD）,，以及母離子/子離子的捕獲累積。ICRM的累積和捕獲功能是提升儀器離子利用率的關(guān)鍵,，同時(shí)也是二級譜圖信號提升的關(guān)鍵,。

• 進(jìn)入ICRM中的離子數(shù)量通過動(dòng)態(tài)自動(dòng)增益控制（AGC）和離子包同步管理，實(shí)現(xiàn)離子包的最佳濃度和檢測,。AGC動(dòng)態(tài)調(diào)整離子積累時(shí)間,，確保離子包的濃度在檢測前達(dá)到最佳狀態(tài)。

工作原理

離子傳輸和捕獲：ICRM接收來自高壓線性離子阱的離子包,，這些離子包在ICRM中進(jìn)行集中和傳輸,。離子包在ICRM中被動(dòng)態(tài)AGC控制的時(shí)間內(nèi)集中，然后傳輸?shù)礁邏壕€性離子阱進(jìn)行碰撞冷卻,。

碎裂和檢測：在ICRM中,，離子可以進(jìn)行光束型碎裂（HCD）或捕獲后進(jìn)行進(jìn)一步的碎裂（如MS3）。HCD碎裂后的離子會被加速返回ICRM進(jìn)行MS3碎裂,，然后將MS3產(chǎn)物離子傳輸回高壓線性離子阱進(jìn)行冷卻和檢測,。

性能特點(diǎn)：

高效離子利用：ICRM的設(shè)計(jì)能夠最大化離子的利用率，通過減少離子的損失來提高檢測靈敏度,。

快速數(shù)據(jù)采集：ICRM與雙壓線性離子阱的結(jié)合,，使得質(zhì)譜儀能夠以高數(shù)據(jù)采集速度進(jìn)行高動(dòng)態(tài)范圍的MSn采集。

多樣化的碎裂選項(xiàng)：ICRM支持高能碰撞解離（HCD）和碰撞誘導(dǎo)解離（CID），提供了靈活的碎裂選項(xiàng),，適用于不同類型的化合物分析,。

相比于傳統(tǒng)的離子阱以及三重四極桿質(zhì)譜儀，Stellar質(zhì)譜儀的最大差異之處在于多極離子通道(ICRM, ion concentrating routing multipole)的引入,。

HCD碎裂產(chǎn)生的碎片離子傳輸?shù)骄€性離子阱中的高壓離子阱模塊進(jìn)行冷卻,。與此同時(shí)，ICRM開始接收累積下一組由四極桿隔離的離子,。此時(shí),，儀器中存在兩組同時(shí)并行的離子包。一組存在于ICRM中,，一組存在于高壓線性離子阱中,。之后，高壓線性阱中的離子送入低壓線性離子阱檢測,，而ICRM中累積的離子則傳輸?shù)礁邏弘x子阱中進(jìn)行冷卻,。ICRM開始繼續(xù)接收下一波到達(dá)的由四極桿分離的離子。

因此,，在Stellar質(zhì)譜儀中進(jìn)行二級質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)時(shí),，在四極桿隔離之后的部分，離子包的捕獲,、傳輸和檢測在整個(gè)儀器中可以同時(shí)并行處理兩個(gè)獨(dú)立的離子包,，這樣的設(shè)計(jì)極大的提升了儀器二級譜圖的采集效率，同時(shí)AGC設(shè)定的存在,，又提升了二級質(zhì)譜的靈敏度,。

通過ICRM單元的AGC離子控制累積以及同步雙離子包管理，Stellar質(zhì)譜儀的硬件和性能得到了改進(jìn),，在多目標(biāo)物同時(shí)定量分析（如靶向蛋白組學(xué)）時(shí),，在較高的掃描速率下，依然可以提供高靈敏度,，高動(dòng)態(tài)范圍的二級質(zhì)譜,。

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