LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
Pragolab
Jsme jedním z lídrů na českém a slovenském trhu v oblasti laboratorních zařízení a svým zákazníkům přinášíme špičkové přístroje z oboru analytické chemie a fyzikálních měření více než 25 let.
Tagy
Článek
Produkt
Video
Logo of LinkedIn

Orbitrap Astral - hvězdný hmotnostní spektrometr

Út, 26.9.2023
| Originální článek z: Pragolab
Nový hmotnostní spektrometr Orbitrap Astral je jeden z nejvýznamnějších pokroků v oblasti hmotnostní spektrometrie za poslední desetiletí.
Video placeholder
  • Foto: Pragolab: Orbitrap Astral - hvězdný hmotnostní spektrometr
  • Video: Sci Spec Co., Ltd.: Orbitrap Astral Mass Spectrometer Thermo Fisher Scientific - TH

Když letos uvedla společnost Thermo Fisher Scientific nový hmotnostní spektrometr Orbitrap Astral, všem bylo jasné, že jde o jeden z nejvýznamnějších pokroků v oblasti hmotnostní spektrometrie za poslední desetiletí. Díky značné poptávce v proteomických, metabolomických a lipidomických (nazývané jako „omics“ či „omiky“) kruzích po instrumentu, který by s maximální rychlostí a velmi vysokým rozlišením identifikoval látky s extrémně odlišným koncentračním zastoupením (> 12 řádů), se poprvé zrodil nástroj s více vysoce rozlišujícími hmotnostními analyzátory fungujícími synchronně a paralelně.

Pragolab: Obr. 1 - Společnost Thermo Fisher Scientific se dlouhodobě profiluje jako korporace rozvíjející komplexní diagnostiku nemocí a výzkum, výrobu a analýzu léčiv, zvláště biofarmak.

Thermo Fisher Scientific se dlouhodobě profiluje jako korporace rozvíjející komplexní diagnostiku nemocí a výzkum, výrobu a analýzu léčiv, zvláště biofarmak, čemuž napomáhá významná divize analytické instrumentace. Potřeby rozvoje této oblasti se odráží ve směrech pokroku analyzátorů, kde bezpochyby hraje prim hmotnostní spektrometrie s nepřekonatelnou orbitální pastí. Jednoznačně největší výzvou posledních let se staly potřeby proteomiky, metabolomiky a lipidomiky (na rozdíl od genetiky odráží aktuální stav živého organismu), tedy mohutně se rozvíjejících oblastí studia (analyticky řečeno) komplexních vzorků s extrémním počtem analytů ohromného koncentračního rozsahu. Nic složitějšího nelze vyžadovat, na druhou stranu vedle hmotnostní spektrometrie se žádná jiná technika neetablovala na úroveň, jež by takovou „směs“ charakterizovala stejně či lépe. Informace o počínající nemoci může být skryta jako jehlička v kupce sena v neznámém analytu na relativně nízké koncentrační úrovni koeluující z chromatografického systému spolu s dalšími stovkami látek. Jak nastavit systém, vyvinout metodu a aplikovat ji, aby nám neunikla?

Pragolab: Obr. 2 - Hlavní oblasti rozvoje hmotnostní spektrometrie určující směr pokroku instrumentace

Charakterizace organických látek se již dávno posunula od tradiční trojkombinace spektrometrií hmotnostní, nukleární magnetické rezonance a infračervené; díky složitosti směsí a tudíž nutnosti předřazení separační techniky se hmotnostní spektrometrie stala jedinou identifikační spektrometrií v omics problematice. Ani logický odklon od jednotkového rozlišení směrem k rozlišení vysokému (z čehož lze odvodit elementární složení analytu) ke strukturní analýze nestačí, musí být doplněno fragmentačním spektrem (MS/MS) identifikované molekuly, nejlépe pak též vysoce rozlišeným. V každém sekundovém chromatografickém okně nechť je změřeno jedno ultra-vysoce rozlišené spektrum (full scan, rozlišení > 200 000 FWHM) a u maxima detekovaných iontů pak MS/MS spektrum s rozlišením > 80 000 FWHM.

Pragolab: Obr. 3 - Informace o počínající nemoci může být skryta jako jehlička v kupce sena v neznámém analytu na relativně nízké koncentrační úrovni koeluující z chromatografického systému spolu s dalšími stovkami látek.

S podobným korporátním zadáním se zřejmě potýkal vynálezce orbitálních pastí Alexander Makarov se svým týmem a čelil tak výzvě, která měla posunout hranice hmotnostní spektrometrie. Z arzenálu dostupných a ve vývojových buňkách Thermo Fisher Scientific vylepšovaných hmotnostních analyzátorů (kvadrupól, lineární iontová past, orbitální iontová past a multireflexní time of flight, ozn. mrTOF) zvolil dvě možné paralelizace, a to:

1. uspořádání kvadrupólu spolu se dvěma či více orbitálními iontovými pastmi 2. uspořádání kvadrupólu s orbitální iontovou pastí a multireflexním time of flight analyzátorem

Pragolab: Obr. 4 - Požadavku akvizice jednoho ultra-vysoce rozlišeného spektra (full scan, rozlišení > 200 000 FWHM) a u maxima detekovaných iontů změření MS/MS spektra s rozlišením > 80 000 FWHM v každém sekundovém chromatografickém okně může vyhovět jen uspořádání C a D. (A – lineární uspořádání kvadrupólu Q a orbitrapu OT, kdy je HRMS a MS/HRMS měřeno v sérii; B – paralelní uspořádání kvadrupól Q – orbitrap OT a lineární iontové pasti LIT charakteristické pro tribridy; C a D – paralelní uspořádání kvadrupólu Q, orbitrapu OT a dalšího orbitrapu OT či time of flight analyzátoru TOF patentováno A. Makarovem).

Obě varianty obsahují dva a více nezávislé vysoce rozlišující prvky, což pravděpodobně odstartovalo novou éru hmotnostní spektrometrie z pohledu instrumentace. Makarov pracoval (a pracuje) na obou verzích, nicméně komerční podobu (letos) vtiskl do varianty s multireflexním time of flight analyzátorem. S nešvarem standardních průletových analyzátorů se vypořádal brilantně: aby nedocházelo k iontovým aberacím - odchylkám v dráze iontů způsobujících ztrátu citlivosti - upravil paralelní iontová zrcadla na konvergující (ionty jsou nuceny na konci dráhy obrátit svůj směr; pozn.: lze využít pro nový typ elektrostatické pasti, viz obr. 7), které opatřil kompenzačními elektrodami usměrňujícími odchylky v ose z (kolmá na rovinu dráhy iontů) a implementoval nízkoztrátové iontové pasti pro akumulaci a koncentraci iontů před injektáží do mrTOF. Světlo světa tak spatřila unikátní hybridní instrumentace se dvěma vysoce rozlišujícími analyzátory – orbitální pastí dosahující rozlišení až 480 000 FWHM a bezztrátovým multireflexním průletovým analyzátorem s rozlišením 80 000 FWHM (pro MS/HRMS spektra) a frekvencí sběru dat 200 spekter za sekundu. Zatímco jeden balík iontů podléhá detekci v orbitální iontové pasti, paralelně s tím další balík iontů sekvenčně podléhá fragmentaci, další akumulaci, další čeká na injektáž do mrTOF a konečně poslední prolétá mimořádným multiodrazovým aparátem.

Pragolab: Obr. 5 - Standardní mrTOF nevyhovující původnímu zadání (vlevo) musel být upraven tak, aby nedocházelo k iontovým aberacím - odchylkám v dráze iontů způsobujících ztrátu citlivosti - 1) úpravou paralelních iontových zrcadel na konvergující (vpravo nahoře), které jsou opatřeny kompenzačními elektrodami usměrňujícími odchylky v ose z (kolmá na rovinu dráhy iontů) a 2) implementací nízkoztrátových iontových pastí pro akumulaci, koncentraci iontů před injektáží do mrTOF (vpravo dole) dle patentu US 9136101 B2. 15.9.2015 a US 10964520 B2. 30.3.2021.

Unikátní technologie použitá v novém hmotnostním spektrometru oslňuje dechberoucí výkonností; pomocí Orbitrap Astral lze ve stejném vzorku za stejný čas identifikovat o 50 % více proteinových skupin oproti současně nejlepšímu dostupnému instrumentu. První výsledky z laboratoří navíc ukazují, že se díky „hvězdnému“ nástroji budou zcela jistě posouvat i hranice ve výzkumu závažných onemocnění a možnostech jejich léčby. Díky všem, kteří se o to snažili a snaží, a nechť je nadále povzbuzuje latinské rčení per aspera ad ASTRA (přes překážky ke vznešeným cílům).

Pragolab: Obr. 6 - Znázornění trajektorie iontů mezi zrcadly, jejichž odchylky jsou korigovány kompenzačními elektrodami (tvar kompenzačních elektrod je odvozenou funkcí tvaru zakřivení iontových zrcadel) dle patentu US 9136101 B2. 15.9.2015 a US 10964520 B2. 30.3.2021.

Pragolab: Obr. 7 - Potenciál bezztrátového mrTOF pro vývoj nového typu elektrostatické pasti patentované Makarovem dle US 9136101 B2. 15.9.2015 (vlevo); Alexander Makarov byl fascinován elektrostatickými pastmi již v 80. letech minulého století.

Pragolab: Obr. 8 - Zatímco jeden balík iontů je detekován v orbitální iontové pasti, paralelně s tím další balík iontů sekvenčně podléhá fragmentaci, další akumulaci, další čeká na injektáž do mrTOF a konečně poslední prolétá unikátním multiodrazovým aparátem.

Pragolab: Obr. 9 - Srovnání počtu identifikací proteinových skupin pomocí současného high-end instrumentu (šedivě) a s novým Orbitrap Astral (barevně) za různý čas chromatografické separace.

Pragolab: Obr. 10 - Rodina současných zástupců hmotnostních spektrometrů s orbitální pastí

Pro více informací kontaktujte Lukáše Plačka ([email protected], +420 733 656 164).

Tým Pragolab s.r.o.

Přehled literatury pro Thermo Scientific Orbitrap Astral v knihovně LabRulez

  • Orbitrap Astral mass spectrometer - Brochure (Brožury a specifikace | 2023)

  • Simultaneous Quantitation and Discovery (SQUAD) metabolomics: an intelligent combination of targeted and untargeted workflows using the novel Orbitrap Astral mass spectrometer (Postery | 2023)

  • Orbitrap Astral mass spectrometer - Product specifications (Brožury a specifikace | 2023)

  • Orbitrap Astral mass spectrometer (Brožury a specifikace | 2023)

  • ASMS: A Benchmarking Workflow for High-Throughput DIA Label-Free Quantification using a Novel High-Resolution Accurate Mass Platform (Postery | 2023)

  • Deeper proteome coverage and faster throughput for low input samples on the Thermo Scientific Orbitrap Astral mass spectrometer (Aplikace | 2023)

  • ASMS: Single-Shot LC-MS Workflow for Comprehensive Proteome Identification on an Orbitrap Astral Mass Spectrometer (Postery | 2023)

  • New standards for plasma proteomics—Balancing throughput for large sample cohorts and depth of analysis for biomarker discovery (Aplikace | 2023)

  • ASMS: An In-depth Plasma Proteomics Workflow Powered by Orbitrap Astral Mass Spectrometer (Postery | 2023)

  • Exploring your proteomics universe with the Thermo Fisher Scientific proteomics solution (Příručky | 2023)

Pragolab
 

Mohlo by Vás zajímat

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí

Multifaceted Evaluation of IgG Glycan Profiles Considering the Components in Glycosyltransferase Reactions

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

WATER NEEDS IN PHARMA QUALITY CONTROL

Brožury a specifikace
| 2019 | ELGA LabWater
Instrumentace
Laboratorní přístroje
Výrobce
ELGA LabWater
Zaměření
Farmaceutická analýza
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí

Multifaceted Evaluation of IgG Glycan Profiles Considering the Components in Glycosyltransferase Reactions

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

WATER NEEDS IN PHARMA QUALITY CONTROL

Brožury a specifikace
| 2019 | ELGA LabWater
Instrumentace
Laboratorní přístroje
Výrobce
ELGA LabWater
Zaměření
Farmaceutická analýza
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí

Multifaceted Evaluation of IgG Glycan Profiles Considering the Components in Glycosyltransferase Reactions

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

WATER NEEDS IN PHARMA QUALITY CONTROL

Brožury a specifikace
| 2019 | ELGA LabWater
Instrumentace
Laboratorní přístroje
Výrobce
ELGA LabWater
Zaměření
Farmaceutická analýza
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí

Multifaceted Evaluation of IgG Glycan Profiles Considering the Components in Glycosyltransferase Reactions

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
ICP/MS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

WATER NEEDS IN PHARMA QUALITY CONTROL

Brožury a specifikace
| 2019 | ELGA LabWater
Instrumentace
Laboratorní přístroje
Výrobce
ELGA LabWater
Zaměření
Farmaceutická analýza
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.