察微知远,创见全球|ASMS 2026应用聚焦①: Orbitrap Tribrid Apex 质谱系统全新登场
发布时间:2026-06-17 15:03 | 点击次数:31
面对小分子发现、多组学研究、结构生物学和生物制药分析中日益复杂的样本与表征需求,全新推出的Thermo Scientific™ Orbitrap™ Tribrid™ Apex质谱系统以更强的多功能性、性能与易用性,帮助科研人员拓展解析边界。该平台中融合了先进离子控制、灵活MSn工作流,以及多种不同的正交碎裂方式,可为小分子化合物、蛋白质、代谢物、脂质、寡核苷酸及大分子复合物等多类型目标分子提供更深入的结构信息。借助多项可现场升级的内容,Orbitrap Tribrid Apex可伴随研究方向持续演进,为复杂样本的精准鉴定、定量和结构解析提供面向未来的一体化质谱解决方案。
创新点

红外激光
新增 IR 激光辅助碎裂,可正交使用 IRMPD(红外多光子解离),也可结合ETD等方式,提高碎裂效率进一步提高谱图质量。适用于TMT定量分析、翻译后修饰分析、大分子天然结构温和脱溶剂、topdown分析等。
DMT直接质量分析模式
新增直接质量分析的DMT模式,可在单离子情况下同时获取 m/z和z值信息,可在MS1 和 MSn级别使用。适用于膜蛋白、糖蛋白、蛋白复合物等的全面表征。
进一步扩展 Native MS 选项
Orbitrap MSn 检测范围拓展至 m/z 20,000,四极杆隔离范围最高可达 m/z 12,000。适用于非变性情况下分析大分子复合物和蛋白质组装体等。
扫描速度提升
得益于扫描矩阵执行机制的优化,DIA 和 DDA 的Orbitrap MS² 采集速率最高可达 75 Hz,基于离子阱的 MSn采集速率最高可达 100 Hz。
智能靶向TMT数据采集
可结合Adaptive RT 功能和实时谱图库检索RTLS,以及IRMPD碎裂模式,构建高通量的靶向 TMT 定量分析的端到端工作流程。
至此,大家一定很关心Orbitrap Tribrid Apex 在不同领域的应用性能,下面就给大家分享一些具体的应用实例。
快速极性切换非靶向代谢组分析
以 6 种茶叶提取物为样品,建立短梯度单次进样正负极性切换 LC-MS 方法。
分辨率相同时,使用极性切换,5min梯度中,IQ-X单个色谱峰仅有 3 个点,Apex单个色谱峰可获得超过6 个点。MS1 扫描总数 Apex 比 IQ-X 多出300多张,提升约50%。最终,Apex 5min短梯度即可获得IQ-X 15min 长梯度可注释化合物的 60%~73%,色谱时长缩短 66%。该工作流适用于高通量非靶向代谢组、脂质组大批量样本检测。

未知代谢物结构解析
未知物 m/z=217.1183,该物质无直接匹配,经实时谱图库检索RTLS得到L-茶氨酸(m/z 175.1078)为最优相似物。仪器自动对共有匹配碎片 m/z 158.0817、独有碎片 m/z 112.0757分别采集MS³。MS³谱图比对证实二者共享特征亚结构,证明未知物与茶氨酸骨架相近。仅依靠MS²的碎片,两种候选结构 FISh 打分结果模糊,叠加未知碎片的MS³数据后,可直接排除错误候选结构式,锁定结构。

RTLS 结合 ddMS³(数据依赖多级质谱)策略,基于 mzCloud 谱库实时相似度检索,是未知代谢物高效定性的可行方案:通过匹配/非匹配双碎片 MS³ 采集,明确未知物与已知物共有骨架及独有结构,高效精简候选结构式,突破代谢组未知物鉴定瓶颈。
SQUAD 并行采集进行血浆未知代谢物定性筛选与目标化合物精准定量
NIST SRM 1950 人血浆基质,掺入梯度浓度的同位素标记氨基酸。使用SQUAD方法,对比 IQ-X,Apex可实现苯丙氨酸柱上LLOQ 0.5 fmol,灵敏度提升10 倍,且线性动态范围拓宽至7 个数量级。同时,相较 IQ-X,Apex的一级二级谱图数均得到了大幅增加,可注释代谢物总数提升40%左右。单针进样融合靶向 + 非靶向两种策略,既能精准定量目标代谢物,又可后续回溯挖掘全谱未知代谢变化,兼顾定量精确度与广谱筛选能力。

TMT非靶向定量及定量靶向验证
凭借优化的离子并行性与IR辅助碎裂,Orbitrap Tribrid Apex 可提升TMT分析性能,增强报告离子信号,多肽定量与目标覆盖度,实现更可靠的多重分析。比较采用HCD和IRMPD碎裂发现后者可获得更高的TMT报告离子信号,对比 Ascend,可获得18%的定量多肽数目提升。结合Adaptive RT 和实时谱图库检索RTLS及IRMPD,可比HCD方式定量覆盖度提升2.4倍。

建立Neo-SCOAD新抗原同步验证与挖掘流程
比较HCD和EThcD碎裂方式:两种碎裂鉴定的肽段数重合率为44%,无方法偏向性,二者鉴定结果互为补充。两种碎裂得到的 HLA 等位基因归属、肽结合特征基序完全一致,碎裂方法不改变抗原生物学特征。但EThcD 在每个肽骨架断裂位点产生更多碎片离子,且高置信度序列(CAA>80%)肽段数量是 HCD 方式下的2倍。

Neo-SCOAD 一体化方法:融合 DDA 非靶向未知肽发现 + tMS2靶向候选新抗原精准分析。由于无靶向采集占用扫描周期,常规DDA 方法肽鉴定总数更高,但 Neo-SCOAD 依托 EThcD 大幅提升目标新抗原序列可靠性,精准解析目标肽 b/y、c/z离子碎片。

Neo-SCOAD 技术整合靶向与非靶向工作流,在拓展免疫肽组检测广度的同时,精准提升候选免疫治疗靶点(新抗原)可靠性。
DMT 模式在完整蛋白和topdown水平的应用
使用Aquaporin Z膜蛋白标准品进行结合实验:非变性条件下,利用DMT模式,可清晰解析膜蛋白与不同数量分子的非共价结合状态,且可对该四聚体蛋白复合物(分子量近100kDa)实现同位素分辨分析。

Topdown分析:结合DMT模式与不同的碎裂方式,可实现碳酸gan酶 88%的序列覆盖率,而未使用DMT模式时,只能获得约40%的序列覆盖度。这是由于DMT模式可以更好地解析蛋白中段的大片段,从而实现更高的序列覆盖度。

定量交联质谱 (XL-MS) 分析
使用DSSO 交联的 HEK293 细胞蛋白,并进行TMT11plex标记。相较Orbitrap Ascend 质谱,Orbitrap Tribrid Apex 可鉴定的交联肽段对(XLs)、交联谱图 (CSM)、及可定量的交联肽段对提升约 15%。对比 HCD碎裂,新增的IRMPD碎裂,获得的TMT 报告离子信号提升 3 倍,大幅减少定量通道缺失,改善多通道 TMT 准确定量。经优化后的 MS2-MS3(IRMPD 碎裂)方案可作为 TMT 定量交联质谱的优选采集方法,可高效实现细胞内全蛋白组水平互作定量分析。

单氨基酸残基分辨率水平的HDX-MS分析
使用模型肽段P1评估不同碎裂方式在HDX-MS分析中的氘重排率,并优化仪器内部各个主要参数观察其对氘重排率的影响,并建立一键式校正程序,可简化单氨基酸残基分辨率水平的HDX-MS分析。
ETD/EThcD:+3价母离子ETD 碎裂产生的平均氘重排率约10%,当辅助的HCD 碎裂能量在40%以内时,不会额外加剧氘重排。
IR-ETD/IR-EThcD:红外激光功率小于8% 时,+3 价母离子氘重排率稳定在 10%;功率超过10% 后重排率显著上升。结合IR和ETD可提高碎裂效率,提升肽段碎片信噪比与序列覆盖率。

结合DMT模式的抗体亚基middle-down分析
直接质量分析技术DMT模式可从复杂的top-down和middle-down谱图中获取质量域信息,可有效提高序列覆盖度,尤其是传统方法难以解卷积的蛋白质序列的中段。结合DMT模式,抗体的轻链及Fd区域均可以实现超过70%的序列覆盖度,且实现CDR区域的可靠表征。

低丰度翻译后修饰的精准表征与定量分析
抗体CDR区天冬氨酸异构化对结合活性有很大影响,肽段 VVSVLTVLHQDWLNGKEYK 同时发生了天冬氨酸异构化及脱酰胺,相对丰度只有0.25%,仍可进行表征与定量。其中,天冬氨酸异构化的肽段在HCD碎裂时无特征碎片,借助IR-ETD 产生的c+57、z-57特征碎片离子,可准确区分天冬氨酸(Asp)和异天冬氨酸(isoAsp)。

tRNA的全面表征
单个平台中进行tRNA的完整分子量分析,自上而下分析和序列匹配。对CHO细胞的Tyr-tRNA进行完整分子量分析,质量偏差小于3ppm,同时可鉴定多种杂质。自上而下分析可获得丰富的碎片离子,实现可靠测序。在序列匹配中,使用lowQ-CID碎裂方式实现接近100%序列覆盖度。

结语
Orbitrap Tribrid Apex不仅是一台高性能质谱仪,更是面向复杂样本深度解析的综合分析平台。凭借灵活的MSn工作流,多种正交碎裂方式,质量范围拓展,直接质量分析技术等,Apex能够覆盖小分子、多组学、生物制药和结构生物学等多类应用场景,帮助研究者从复杂数据中获取更丰富,更可信的分子信息。
从未知物鉴定到结构表征,从定性分析到定量研究,Orbitrap Tribrid Apex 为前沿质谱研究提供了面向未来的技术支撑。

