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Orbitrap LC-MS 선택 가이드
2005년 시장에 출시된 이후 Thermo Scientific Orbitrap 기술은 신뢰할 수 있는 정확한 질량으로 초고분해능(>100,000) 질량분석법을 달성하기 위한 공인된 표준으로 자리매김했습니다. 뛰어난 동적 범위와 탁월한 감도를 결합한 Orbitrap 기반 플랫폼은 이러한 모든 장점을 동시에, 절충 없이 제공할 수 있는 유일한 MS 시스템입니다.
MS에서 Orbitrap이 어떻게 작용합니까?
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Orbitrap 질량분석기는 1,000,000 FWHM의 최고 분해능과 최대 40Hz의 스캔 속도를 가진 고감도 기기입니다. Orbitrap은 C-Trap에서 이온이 배출된 후 중앙 스핀들 전극 주변에 방사상으로 이온을 가두는 방식으로 작동합니다.
Orbitrap 질량분석기의 높은 분해능, 질량 정확도, 감도는 이온 주사(injection) 프로세스, EThcD와 같은 다수의 단편화 옵션, 그리고 세그먼트형 사중극자 질량 필터를 긴밀히 통합하는 등의 여러 가지 기술적 진보를 통해 얻어진 것입니다. 최신 제품인 Orbitrap Fusion Lumos에도 가장 밝은 이온 소스, 고급 활성 빔 가이드, 고급 사중극자 기술, 고급 진공 기술이 적용되었습니다.
Orbitrap 기술의 내부
For more details on the various elements of this system, please read the list below.
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Orbitrap Fusion Lumos Tribrid 질량분석기에 사용된 Orbitrap 기술을 자세히 살펴보면 모든 Orbitrap 기반 시스템 중 가장 높은 분해능을 제공하는 것을 알 수 있습니다(m/z 200에서 최대 1,000,000). Orbitrap Fusion Lumos Tribrid MS는 고급 사중극자 기술, 이중 압력 선형 이온 트랩 및 초고자기장 Orbitrap 질량분석기를 갖추고 있습니다. 이 3중 분석기 시스템은 TMT 기술, 더 빠른 MS 검출기 스캔, 소량으로 존재하는 단백질의 커버리지 확대를 위한 감도 개선, 다수의 단편화 기법을 복합적으로 결합하여 Orbitrap 및 선형 이온 트랩 MSn 분석에서 최대 40Hz의 획득률을 제공합니다.
1) 가장 밝은 이온 소스 및 고용량 이송 튜브(HCTT): Ion Max NG 이온 소스는 조절 가능한 가열식 전자 분사 이온화(HESI) 프로브를 적용하였으며, HCTT는 진공 시스템으로 유입되는 이온 선속을 증가시켜 감도를 개선합니다.
2) 전기역학적 이온 펀넬: HCTT 뒤에서 이온을 집중시키는 EIF는 진공 시스템으로 유입되는 이온 선속을 증가시키며, 전자 분사 이온화 소스의 감도를 개선함으로써 검출 한계를 낮춥니다.
3) EASY ETD 소스: 타운센드(Townsend) 방전을 이용한 이 소형 이온 소스는 유용성과 시약 수명의 개선을 위해 매우 안정적인 음이온 선속을 제공합니다.
4) 고급 활성 빔 가이드(AABG): 이 기술은 축방향 장(field)과 저주파 통과 필터링을 사용해 노이즈를 줄이고 중성 이온과 고속 클러스터가 사중극자 질량 필터에 유입되는 것을 중지시킵니다.
5) 고급 사중극자 기술: 고급 사중극자 기술을 이용한 세그먼트형 사중극자는 더욱 정확한 정량 분석을 위해 선택된 이온을 효율적으로 대칭 이송합니다.
6) 초고자기장 Orbitrap 분석기: Orbitrap 질량분석기는 최고 분해능을 1,000,000 FWHM(@ m/z 200)까지 높여 소분자 분석물의 원소 조성에 대한 확실한 지정이 가능합니다.
7) 고급 진공 기술(AVT): Orbitrap 질량분석기에 대한 이온 전달을 높이고 그 안에서 획득되는 질량 스펙트럼의 품질을 개선함으로써 최적의 분석 조건을 만들어줍니다.
8) 이온 경로설정 다중극자: 동적 스캔 관리(Dynamic Scan Management)에서 제어하는 IRM은 유효 스캔 속도를 높이고, 이온 트랩 및 Orbitrap 질량분석기의 병렬 검출을 용이하게 하며, MSn 단계에서 HCD를 수행합니다.
9) 전자 전달 해리(ETD HD): 고정밀 ETD는 ETD 스펙트럼의 동적 범위를 개선하기 위해 고용량 이온-이온 반응을 적용하여 ETD/EThcD 이벤트의 동적 범위와 검출 한계를 개선하였습니다.
10) 이중 압력 선형 이온 트랩: MSn HCD, CID 및 ETD 단편화 및 최대 40Hz의 빠른 고감도 질량 분석을 제공합니다. 동기식(synchronous) 전구체 선택은 기기의 S:N 비를 개선합니다.
나에게 맞는 Orbitrap 시스템 찾기
Thermo Fisher Scientific은 다양한 Orbitrap 기반 MS 시스템을 제공합니다. 일부 기기에는 초고분해능 MS 스캔 및 고분해능 MS 전체 스캔을 위한 Orbitrap 질량분석기만 포함되어 있습니다. 이러한 시스템 중 일부는 Orbitrap 질량분석기와 사중극자 질량 필터를 결합한 하이브리드 구조를 기반으로 고분해능의 정확한 분석물 질량 프로파일링을 통한 전구체 이온 선택이 가능합니다. 다른 시스템은 단일 기기 플랫폼의 유용성 내에서 3가지 기기(Orbitrap 질량분석기, 사중극자, 이온 트랩)의 분석 기능을 결합한 트라이브리드 (tridbrid) 형태입니다. 3가지 기기를 결합한 이러한 플랫폼은 다수의 단편화 기법, 멀티플렉싱(하나의 분석기에서 이온의 동시 분리를 통한 병렬 분석을 수행하고 2개의 다른 분석기에서 검출 수행) 및 동기식 전구체 선택(SPS)를 통해 그 기능을 확대하였습니다.
m/z 200에서 비교한 수치입니다.
각 Orbitrap 제품군에 대해 자세히 알아보기
Exactive Plus Orbitrap 시스템부터 Orbitrap Fusion Lumos Tribrid 질량분석기까지 다양한 기기를 제공합니다. 내 실험실의 요구 사항에 가장 잘 맞는 기기 선택하기 자세히 알아보려면 각 제품군을 클릭하십시오.
Orbitrap 제품군 소개
| 시스템 | MS/MS1 | 정확도2 | 스캔 속도3 | 분해능4 | 감도5 | 질량 범위6 | 분해 기법7 | TMT 멀티플렉스8 | SPS9 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tribrids | |||||||||
| Fusion Lumos Tribrid |  | | 20 | 500 | |  | CID, HCD, ETD, HD, EThCD, | 예 | 예 |
| Fusion Tribrid | | | 20 | 500 | | | CID, HCD, ETD EThCD | 예 | 예 |
| Hybrids | |||||||||
| Orbitrap Elite | | |  4Hz | 240 | | 50-2000; 200-4000 | CID, HCD, ETD | 아니오 | 아니오 |
| Q Exactive HF | | | 18 | 240 | | 50-6,000 | HCD | 아니오 | 아니오 |
| Q Exactive Plus | | | 12 | 140 | | 50-6,000 | HCD | 예 | 아니오 |
| Q Exactive | | | 12 | 140 |  | 50-6,000 | HCD | 예 | 아니오 |
| Q Exactive Focus | | | 12 | 70 | | 50-6,000 | HCD | 아니오 | 아니오 |
| Exactives | |||||||||
| Exactive Plus EMR |  | | 12 | 140 | | 50-6,000; 350-20,000 | AIF | 아니오 | 아니오 |
| Exactive Plus | | | 12 | 140 | | 50-6000 | AIF | 아니오 | 아니오 |
- 탠덤 MS(MS2)에서는 전구체 이온 선택을 포함한 다수의 MS 단계를 거쳐 단편 이온으로 분해가 진행됩니다. 이후 이온은 2번째 MS 단계를 거칩니다. 탠덤 MS는 분석물 식별을 위한 정보를 생산합니다.
- 측정된 질량과 이론적 단동위질량(monoisotopic mass)의 차이. PPM 단위로 표현.
- 기기가 데이터 수집할 수 있는 속도를 헤르츠 단위로 정량화합니다. 즉, 초당 수행할 수 있는 스캔의 횟수입니다.
- 분해능과 질량 정확도가 결합되면 높은 감도를 얻을 수 있습니다. 즉, 백그라운드 간섭으로부터 관심 화합물을 분석하는 능력이 높아지는 것입니다.
- 일반적으로 펨토그램 단위로 표현되며 특정한 분석물 농도에서의 검출기 반응을 의미합니다.
- 질량분석기를 통과하는 이온의 질량 대 전하비.
- TMT 멀티플렉싱은 하나의 분석기에서 이온을 동시 격리하고 다른 2개의 분석기로 감지를 수행하여 이루어지며, 하루에 100,000개 이상의 단백질을 정량할 수 있습니다.
- 여러 가지 단편화 기능은 인산화, 아세틸화, 글리코실화와 같은 PTM을 확인하고 정량할 수 있는 새로운 실험 접근 방식의 길을 열어줍니다.
- 동기식(Synchronous) 전구체 선택은 다수의 MS2 단편을 선택할 수 있어 MS3 스펙트럼의 리포터 이온 수가 늘어납니다.
Orbitrap 기술이 적합한 응용 분야
Orbitrap에는 HRAM 기능이 있어 종종 ppb 미만의 농도 및/또는 ppm 미만의 질량차를 가진 새로운 비표적 화합물을 규명하기 위한 질량 분석기로 선택됩니다. Orbitrap은 단백질학, 지질학, 임상 연구 및 법의독성학, 식품 및 음료, 환경 실험실과 같이 존재비가 낮거나 복잡성이 높거나 그 밖의 까다로운 샘플을 규명하는 연구 응용 분야에 자주 사용됩니다. 이는 높은 분해능을 통해 동중원소 간섭의 마스킹 효과로 인해 검출하지 못했던 저농도 분석물을 검출해내는 차이를 만들어내기 때문입니다.
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