FINNIGAN   LTQ™ FT
LTQ™ FT - новый масс-спектрометр для протеомики и метаболомики

Беспрецедентная аналитическая мощность

FINNIGAN   LTQ™ FT - это гибридный прибор, в котором комбинируются наиболее продвинутые технологии линейной квадрупольной ионной ловушки и ионно-циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием для достижения беспрецендентной аналитической мощности и гибкости. Впервые, высокое разрешение, точное определение массы и МСn одновременно доступны для выполнения рутинного высокопроизводительного анализа.
Этот высокоэффективный масс-спектрометр является самым лучшим выбором прибора для наиболее сложных аналитических применений в изучении метаболизма, анализе белков, разработке новых лекарственных средств и других применений, требующих сложных структурных исследований.
  • Надежное точное определение массы
    • Точность определения массы 2 ppm c внешним стандартом,
            1 ppm с внутренним стандартом
  • Высокое разрешение для анализа сложных смесей
    • Разрешение более 500,000 (на полувысоте)
  • Одновременное определение точной массы, достижение высокого разрешения и высокой чувствительности на одной декаде масс (например, 200 - 2000 а.е.м.)
  • Быстрая запись сигнала (1 сек) с высоким разрешением (100,000 на m/z 400 а.е.м.) для беспрецендентного качества работы в режиме ВЭЖХ/МС
  • Чувствительность на уровне единиц фемтомоль

    • Высокое разрешение
    ИЦР масс-спектрометрия
    Схема прибора
    "Рабочая лошадка" для аналитики
    Источники ионов
     ВЭЖХ/МС и ВЭЖХ/МС/МС
     Программное обеспечение
    Высокое разрешение по массе
    Высокое разрешение является ключевым моментом анализа очень сложных матриц. Только при использовании высокого разрешения можно одновренно охарактеризовать все индивидуальные компоненты смеси, обладающие одинаковой номинальной массой. Чем выше разрешение, тем более сложные смеси могут анализироваться.
    Высокое разрешение по массе добавляет новые мощнейшие возможности обработки экспериментальных данных - оно может быть использовано для разрешения компонентов образца, сокращения требований к другим методам разделения, таким как хроматография. Только высокое разрешение может гарантирует точное приписывание массы, поскольку определение массы должно основываться на измерении единичных ионов.
    Точная масса для точного определения структуры молекулы
    Знание точной массы иона позволяет, во-первых, однозначно определить элементную композицию, во-вторых, определенить очень ограниченное количество потенциальных кандидатов на совпадение с данным пептидом. Аналитическая мощность этой характеристики становится даже более значимой тогда, когда целевые ионы составлены из известных наборов атомов, как, например, аминокислоты, ДНК/РНК или углеводы. Просто только одна возможность точного определения массы неизмеримо ускоряет анализ при проведении фармацевтических исследований, разработке новых лекарственных средств, исследованиях метаболизма, позволяя пользователю получать правильные ответы в рекордно короткие сроки.
    Мощь MСn
    FINNIGAN   LTQ™ FT продолжает традицию MСn, начало которой положили приборы серии LCQ, самые распространенные в мире масс-спектрометрические системы для жидкостной хроматографии. MСn может систематически использоваться для раскрытия структурных секретов сложных молекул и для специфических режимов сканирования для селективной идентификации определенных классов соединений, например, послетрансляционных модификаций белков.

    Рисунок 1. Анализ ангиотензина из американского удильщика (NRVYVHPFHL) с высоким разрешением. Точность массы 0.9 ppm (0.00042 Th), внешняя калибровка


    Рисунок 2. Aнализ методом LC-MS/MS (ВЭЖХ-МС/МС) с определением точной массы смеси пептидов с точностью внешней калибровки по первому изотопу лучше чем 1 ppm.
    Масс-спектрометрия ионно-циклотронного резонанса c Фурье-преобразованием, фундаментальные понятия

    FTICR-MS (Масс-спектрометрия ионно-циклотронного резонанса с Фурье преобразованием сигнала) существенно отличается от других масс-спектрометрических методов. Сердцем такой системы является цилиндрическая ячейка, которая способна захватывать и хранить ионы в газовой фазе в очень сильном магнитном поле.
    При возбуждении, захваченные в ловушку ионы начинают радиальное движение от центральной оси цилиндрической ячейки и закручиваются в круговое движение. Возбуждение ионов осуществляется за счет приложения радиочастотного напряжения к возбуждающим электродам ячейки. Результирующая частота ионно-циклотронного движения зависит от отношения массы иона к его заряду и силы магнитного поля.
    При этом, на электродах возникает изображение тока всех ионов (наведенный ток или образ тока), циркулирующих в ячейке, которое может быть записано. Каждый ион вращается в ячейке с индивидуальной частотой и различные частоты анализируются и извлекаются из общего сигнала с помощью преобразования Фурье, а результирующий частотный спектр конвертируется в масс-спектр с использованием известного соотношения частоты и массы.
    Что это означает?
    Детектирование ионов, использующее наведенный ток является недеструктивным, что означает, что ион может быть сохранен и проанализирован за практически любое разумное время. Частота - это одна из тех физических величин, которые могут быть измерены с огромной точностью и воспроизводимостью в течение времени наличия сигнала. Это является основой очень высокого разрешения по массам масс-спектрометрических систем ионно-циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием сигнала. Высокое разрешение, в данном случае, не является компромиссным для чувствительности и одновременно может быть достигнуто во всем записываемом диапазоне масс, а не только в узком диапазоне в несколько массовых единиц.
    Ионы захватываются ячейкой за счет потенциалов, прикладываемых к электродам, показанным синим цветом. Радиочастоное напряжение, прикладываемое к цилиндрическим электродам, вызывает циклотронное движение ионов.


    Ионы, движущиеся в ячейке по циклическим орбитам с циклотронной частотой, индуцируют на цилиндрических электродах "образ тока"


    Множество ионов образуют сложный частотный сигнал



    Преобразование Фурье выделяет каждую индивидуальную частоту и с помощью простой формулы пересчитывает ее в величну отношения массы к заряду
    Схема прибора
    LTQ FT состоит из трех главных частей:

       масс-спектрометра линейная ионная ловушка нового поколения;
       системы переноса ионов с высокой трансмиссией;
       FT ICR - ионно-циклотронного анализатора с Фурье-преобразованием сигнала на сверхпроводящем магните 7 Teсла.
    "Рабочая лошадка" для аналитики
    Впервые в истории масс-спектрометрии LTQ™ FT соединяет в себе надежность, универсальность и возможности MСn наиболее продвинутой ионной ловушки с способностью измерения точной массы ионно-циклотронного анализатора с Фурье-преобразованием сигнала. Это было достигнуто без компромиса аналитических возможностей как ионной ловушки, так и ИЦР Фурье-МС.
    Генерация ионов
    LTQ™ FT может работать с разнообразными методами ионизации: ESI (электроспрей), APCI (химическая ионизация при атмосферном давлении), APPI (атмосферная фотоионизация) или MALDI (лазерная десорбционная ионизация, ассистируемая матрицей). Обслуживание источника атмосферной ионизации (FINNIGAN   Ion Max), а также переключение между режимами ионизации происходит без вентилирования прибора. Ионы, переносятся с помощью октаполя и квадрупольными линзами с квадратным сечением в инновационную ионную ловушку. Квадрупольная линейная ионная ловушка является полностью рабочим масс-спектрометром, который может захватывать, хранить, изолировать и фрагментировать ионы, а затем, посылать их либо в ионно- циклотронную ячейку путем аксиального выборса ионов для дальнейшего анализа, либо на перпендикулярные оси вторично-ионные детекторы. Линейная ионная ловушка - это уникальная система для подготовки и ввода ионов в ионно-циклотронный масс-спектрометр, поскольку она обладает намного большей емкостью для хранения ионов по сравнению с обычной трехмерной ионной ловушкой.
    Перенос ионов
    Ионы из ионной ловушки переносятся дискретными порциями в ионно-циклотронную ячейку с помощью октапольной ионной оптики. Это октапольная ионная оптика сконструирована так, чтобы позволить эффективную дифференциальную вакуумную откачку пространства между ионной ловушкой и ИЦР ячейкой.
    ИЦР Фурье анализатор
    ИЦР анализатор с Фурье-преобразованием сигнала строится внутри активно защищенного сверхпроводящего магнита с индукцией магнитного поля 7 Тесла. ИЦР ячейка расположена в области магнитного поля с наибольшей гомогенностью. Ионы захватываются ячейкой и возбуждаются либо частотной раскачкой, либо путем приложения SWIFT (Stored Waveform Inverse Fourier Transform - волновое возбуждение с обратным преобразованием Фурье). Ионы детектируются путем регистрации токов их образов, индуцируемых на детектирующих электродах. Токи образов усиливаются высокочувствительными предуслителями с исключительно высокими характеристиками отношения сигнал/шум.
    		 Система предварительной обработки сигнала
    Усиленный сигнал оцифровывается высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем и передается в систему предварительной обработкит сигнала, выполняющего Фурье-преобразование, детектирование пиков и их центрирование с колоссальной скростью. Это технология способна обеспечивать ИЦР МС заполнением цикла свыше 80% при скорости повторения в 1 секунду. Предварительно обработанные данные сохраняются как центроидные или полностью профильные пики в соотвествии с выбором пользователя.
    Интегральный контроль
    Основой успешной работы FINNIGAN   LTQ™ FT является наследие квадрупольных масс-спектрометрометрических систем ионных ловушек серии LCQ. Хотя прибор способен работать в очень сложных экспериментальных условиях, его установки и контроль настолько просты, что пользователь может полностью сфокусироваться на анализе и интерпретации данных. Использование FINNIGAN   LTQ™ FT столь же рутинно, сколь и работа LCQ, но дополнительные преимущества этого прибора включают в себя высокое разрешение, определение точной массы и более широкий динамический диапазон.
    Работа системы
    FINNIGAN   LTQ™ FT контролируется персональным компьютером, работающим под расширенной версией доказавшего свои отличные качества программного обеспечения Xcalibur®. Контроль прибора и его работа осуществляются интуитивным обеспечением, позволяющим легко выполнять его юстировку, выставление параметров эксперимента, а также бесшовного интегрирования с системами жидкостной хроматографии Surveyor®. Масс-спектрометрия высокого разрешения, MС/MС или MСn полностью поддерживают режимы сканирования Advanced Data Dependent™ (интеллектуальное сканирование, зависящее от данных), включая Dynamic Exclusion™ (динамическое исключение).
    Дополнительные ионные источники
    Источник ионов Finnigan Nanospray поддерживает большое число микро- и нано-потоковых режимов работы, позволяя пользователю значительную гибкость в выборе типа эксперимента, требуемого для специфических анализов. Нанолитровые потоки могут использоваться при работе как в статическом, так и в динамическом режимах.
    Головка источника для динамического наноспрея позволяет подсоединять к источнику микро- и нано-ВЭЖХ колонки. Проточный наноспрейный источник позволяет выбирать тип кончика колнки, его длину и диаметр, а также позволяет устанавливать распылительные эмитеры, соединенные с ВЭЖХ колонками, обеспечивающие интегрированность хроматографического разделения и распыления, что исключает любые проблемы с соединениями, встречающимися при использовании дискретных колонок и кварцевых капиллярных эмитеров.
    Статический наноспрей позволяет проводить анализ растворов малых объемов за значительный период времени. Этот режим работы позволяет проводить тщательное изучение образца в режимах MС и MСn, а также позволяет усреднять сигналы низкого уровня, поднимая значение минорных спектральных компонентов.
    Ионный источник MALDI комбинирует в себе тe характеристики, которые позволяют проводить быстрый, чувствительный и автоматизированный анализ пептидов и белков. Образцы, загружаемые в 96- или 384-позиционную пластину мишеней, иллюминируются УФ лазером с частотой 100 Гц и длиной волны 337 нм. Интеллектуальное программное обеспечение сбора данных автоматически создает оптимальный набор функциональных действий для записи сигналов. Продвинутая технология источника ионов сокращает паразитную фрагментацию ионов и образование клатсеров. Результирующий пакет MС/MС спектров aвтоматически обрабатывается программным обеспечением BioWorks™ с очень надежной идентификацией белков и представляет данные в удобном для представления графическом виде. Этот источник может интегрироваться с опционным роботом для автоматической загрузки образцов на платину мишеней для высокой производительности анализа.
    Комбинированный источник ионов APCI/APPI (химическая ионизация при атмосферном давлении/атмосферная фотоионизация) разработан благодаря сотрудничеству Thermo Electron и Syagen Technology. Построенный на базе источника Finnigan APCI, с добавлением светового источника Syagen PhotoMate™, он позволяет проводить анализ соединений в очень широком диапазоне. Ионный источник PhotoMate использует криптоновую лампу, которая излучает фотоны с энергией 10.0 и 10.6 эВ. Эти фотонные энергии достаточны для ионизации большинства анализируемых соединений, в то время как энергии ионизации обычных распространенных растворителей для обращенно-фазной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрническим детектированием, таких как вода, метанол и ацетонитрил, выше этих величин. Использование низкоэнергетичных фотонов в качестве источника ионизации приводит к получению теоретически свободных от химического шума масс-спектров, а также гарантируют минимальную фрагментацию ионов, позволяя идентифицировать протонированные ионы или радикальные катионы.

    ВЭЖХ/МС и ВЭЖХ/МС/МС смеси пептидов


    На FINNIGAN   LTQ™ FT можно использовать оба LTQ™ детектора в одной ВЭЖХ разгонке при применении Data Dependent сканирований (сканирований, зависимых от данных). Рисунок 1 демонстрирует хроматограмму. На рисунке 1а показан масс-спектр на пике со временем удерживания 7.92 мин, полученный на линейной ионной ловушке, а на рисунке 1b показан масс-спектр, полученный на этом пике на FTICR детекторе. Точная масса 1031.41687 а.е.м. позволяет предположить, что к пептиду добавлен HPO3. Ошибка массы составляет 0.8 ppm. Рисунок 1с показывает масс-спектр МС/МС, полученный FTICR детектором, а рисунок 1d его увеличенную часть. Присутствие массы 982.42981 а.е.м. подтверждает, что был потерян фрагмент H3PO4, а не пролин или валин.
    		       
    Рисунки 1a и 1b

           
    Рисунки 1с и 1b
    Однозначный анализ малых молекул


    Высокое разрешение и определение точной массы позволяет делать однозначную идентификаицю при анализе малых молекул. В приведенном примере доказано, что два пика с m/z 163 а.е.м. представляют собой никотин и его метаболит никотинин. Определение точной массы явно показывает, что метаболизм происходит путем обмена “CH4” на “O”, поскольку никакая другая элементная композиция не подходит для точной массы 163.08647 а.е.м.
    ВЭЖХ/МС ГХ/МС IRMS, ИСП/МС Новости На главную Применения Контакты