IMSC: Orbitrap Mass Spectrometry: from Dream to Mainstream
Prezentace | 2009 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Orbitrapová hmotnostní spektrometrie představuje revoluční platformu v analytické chemii díky vysokému rozlišení, přesné měrné hmotnosti a robustnímu provozu bez potřeby pravidelné údržby. Jeho schopnosti umožňují citlivou analýzu komplexních směsí v proteomice, metabolomice i průmyslové kontrole kvality.
Prezentovaný materiál mapuje vývoj a komercializaci orbitrapu od původního konceptu ideálního elektrostatického pastičkového analyzátoru až po komerční sériové přístroje (Exactive, LTQ Orbitrap Velos). Hlavním cílem bylo překonat omezení FT‐ICR a TOF spektrometrů a vyvinout kompaktní, vysoce výkonný analyzátor s malou závislostí frekvence na kinetické energii iontů.
Pro dosažení funkčního orbitrapu bylo klíčové:
Výzkum prokázal:
Orbitrap MS se uplatňuje v:
Vývoj směřuje k:
Orbitrapová hmotnostní spektrometrie kombinuje výhody vysokého rozlišení, přesnosti a spolehlivosti v kompaktním designu. Její univerzálnost a výkon otevírá nové možnosti v současné a budoucí analytické praxi napříč obory.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Orbitrapová hmotnostní spektrometrie představuje revoluční platformu v analytické chemii díky vysokému rozlišení, přesné měrné hmotnosti a robustnímu provozu bez potřeby pravidelné údržby. Jeho schopnosti umožňují citlivou analýzu komplexních směsí v proteomice, metabolomice i průmyslové kontrole kvality.
Cíle a přehled studie / článku
Prezentovaný materiál mapuje vývoj a komercializaci orbitrapu od původního konceptu ideálního elektrostatického pastičkového analyzátoru až po komerční sériové přístroje (Exactive, LTQ Orbitrap Velos). Hlavním cílem bylo překonat omezení FT‐ICR a TOF spektrometrů a vyvinout kompaktní, vysoce výkonný analyzátor s malou závislostí frekvence na kinetické energii iontů.
Použitá metodika a instrumentace
Pro dosažení funkčního orbitrapu bylo klíčové:
- Elektrodynamické stlačování iontů (electrodynamic squeezing) pro „slow“ i „fast“ injekci iontových pulzů.
- C‐trap (zakřivený kvadrupólový zachytávač iontů) pro uložení, ochlazení a formaci soustředných iontových kroužků.
- Linear trap (LTQ) jako zdroj pulzních iontových paketů pro orbitrap.
- Image‐current detekce na dělené vnější elektrodě umožňující širokospektrální detekci (Felgettův princip).
- Sériové přístroje: Exactive (bench‐top FTMS bez MS/MS), LTQ Orbitrap Velos (hybridní LTQ + orbitrap s vysokorychlostními MS/MS).
Hlavní výsledky a diskuse
Výzkum prokázal:
- Vysoké rozlišení (>200 000 FWHM) a mass‐accuracy na úrovni jednotek ppm již při nízkém počtu iontů.
- Stabilní externí kalibraci při rychlém skenování až 10 spekter za sekundu.
- Schopnost kvantifikace signálů v širokém dynamickém rozsahu díky vysokému poměru signál/šum.
- Efektivní „fast injection“ z kontinuálních zdrojů (ESI, MALDI) i přeměna kontinuálního proudu iontů na krátké pulzy.
- Úspěšnou implementaci C‐trapu a elektrostatického seřazení iontů do kruhové dráhy s vysoce přesnou elektrostatickou geometrií.
Přínosy a praktické využití metody
Orbitrap MS se uplatňuje v:
- Proteomice: identifikace a kvantifikace proteinů a peptidů v komplexních směsích.
- Metabolomice a lipidomice: analýza malých molekul a biomarkerů s vysokou citlivostí.
- Farmaceutické analýze: kontrola čistoty a strukturní elucidace.
- Průmyslové QA/QC: rutinní měření s minimální údržbou a vynikající reproducibilitou.
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj směřuje k:
- Ještě vyšším rychlostem MS/MS (>20 spektrogramů/s) pro hloubkovou proteomiku v reálném čase.
- Vylepšené kvantitaci na bázi izotopicky označených standardů a data‐independent acquisition (DIA).
- Integraci s ion‐mobility spektrometrií pro separaci izobarických druhů.
- Miniaturizaci a fintech aplikacím pro rychlé okolní analýzy.
Závěr
Orbitrapová hmotnostní spektrometrie kombinuje výhody vysokého rozlišení, přesnosti a spolehlivosti v kompaktním designu. Její univerzálnost a výkon otevírá nové možnosti v současné a budoucí analytické praxi napříč obory.
Reference
- Pekaln A.: International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes, 1987, 76, 125–2.
- Makarov A.A.: Anal. Chem., 2000, 72(6), 1156–1162.
- Hardman M., Makarov A.A.: Anal. Chem., 2003, 75, 1699–1705.
- US Pat. 5,886,346, A.A. Makarov, 1999.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Orbitrap Mass Spectrometry: Ultrahigh Resolution for Every Lab
2012|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Symposium: New Alternatives in HighResolution Mass Spectrometry Orbitrap Mass Spectrometry: Ultrahigh Resolution for Every Lab Alexander Makarov March 14, 2012 What is Orbitrap™ analyzer? Orbitrap analyzer = = Orbital trapping + Image current detection + Electrodynamic squeezing + External pulsed…
Klíčová slova
orbitrap, orbitrapabundance, abundancerelative, relativehcd, hcdions, ionstrap, trapanalyzer, analyzerltq, ltqvelos, velospreamplifier, preamplifiermass, masshigh, hightic, ticmakarov, makarovfrequency
Thermo LTQ Orbitrap XL Hybrid FT Mass Spectrometer
2016|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
m a s s s p e c t r o m e t r y LTQ Orbitrap XL Hybrid FT Mass Spectrometer ™ Unrivaled Performance and Flexibility Part of Thermo Fisher Scientific LTQ Orbitrap XL OFFERING OUTSTANDING MASS ACCURACY,…
Klíčová slova
ltq, ltqorbitrap, orbitraptrap, trapmass, masshcd, hcdconfident, confidentmetworks, metworksbioworks, bioworksprotein, proteinfrontier, frontieridentification, identificationsieve, sievemetabolites, metabolitesmsn, msndata
LTQ Orbitrap XL™
2009|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Thermo Fisher Scientific LTQ Orbitrap XL™ Getting Started Tune Plus 2.5.5 Revision B - 1225841 Part of Thermo Fisher Scientific © 2009 Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. SEQUEST is a registered trademark of University of Washington. Swagelok is…
Klíčová slova
ltq, ltqorbitrap, orbitrapgetting, gettingstarted, startedfisher, fisheretd, etdbox, boxthermo, thermodialog, dialogscientific, scientificpage, pageion, ionreagent, reagentcalibration, calibrationmaldi
Enhanced FT for Orbitrap Mass Spectrometry
2011|Thermo Fisher Scientific|Postery
Enhanced FT for Orbitrap Mass Spectrometry Oliver Lange, Eugen Damoc, Andreas Wieghaus, Alexander Makarov Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Leff Δϕ = ω ⋅ tinj = The Fourier transformation of the time-domain transient provides a complex value for each point…
Klíčová slova
spectrum, spectrumabsorption, absorptionmagnitude, magnitudeeft, eftorbitrap, orbitrapimaginary, imaginaryspectra, spectraenhanced, enhancedapodized, apodizedunapodized, unapodizeddomain, domainmass, massmax, maxsin, sinpoint