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Orbitrap Fusion 结构特点
Orbitrap Fusion是Thermo公司的四极杆-静电场轨道阱-线性离子阱三合一组合式质谱。Fusion使用的Orbitrap为超高场 Orbitrap质谱仪，相比于Thermo公司上一代Orbitrap产品，Fusion具有超高分辨（分辨率>450,000）、高灵敏度 （fg级检测），多级质谱能力（10级），并且配备多种裂解模式（CID、HCD及可升级的ETD），非常适合蛋白质组学中复杂体系的高通量蛋白检 测。下面就Orbitrap Fusion的特点做一个详细的介绍。
1) 离子源
Orbitrap Fusion配置的是ThermoFisher新一代的Easy Max NG离子盒，具有加热型HESI源和APCI源一体化设计，只需要更换喷针即可实现ESI源和APCI源的切换。Easy Max NG源的另一个特点是集成式气路电路设计，安装Easy Max NG源时即可自动完成气路和电路的连接，不需要进行额外的操作。同时质谱系统还可自动识别源的类型，真正实现了智能化操作。对于蛋白质组学研究客户，除了 标配的micro-ESI源之外，有Nanospray Flex Ion Source NG和Easy-Spray nano-electrospray Ion Source NG两种nanoESI源可供选择。
2) 离子传输部件
离子传输部件采用了S-lens设计，S-lens类似离子漏斗，由18片 组成，S-lens的离子传输效率是传统的tube lens的3-5倍，除了S-lens透镜组外，离子传输部件还采用了平面90°弯曲的方形离子传输四极杆，质谱离子化时会产生一些中性粒子，这些中性粒 子很容易惯性飞行到检测器，被检测器检测到从而产生中心噪音。中性粒子在离子传输四极杆中飞行时不受电场控制无法转弯，因此会飞出离子传输通道。弯曲的离 子传输四极杆可以有效阻挡样品离子中的中性粒子，降低噪音，提高灵敏度。
3) 四极杆质量分析器
主四极杆是Q Exactive的核心部件之一，其可以对离子进行过滤筛选，Q Exactive上用的四极杆是Thermo的双曲面四极杆，母离子选择窗口可从0.4FWHM至20FWHM, 可以根据自己实验的要求选择不同质荷比范围的离子通过四极杆进入到后方静电场轨道阱检测，既可进行数据依赖的二级或多级子离子扫描，也可进行非数据依赖的 二级子离子扫描。
4) C-trap和离子传输多极杆
C-trap的主要作用是将离子冷却聚焦，传输到Orbitrap进行高分辨扫描。离子传输多极杆是Fusion的核心部件之一，离子进入到离子传输多极 杆后可以做两个方向传输，就是传输到离子阱，进行快速的碎裂和子离子扫描，第二是经过C-trap进入Orbitrap，进行高分辨扫描。除此之外， 离子传输多极杆同时又是一个高能裂解碰撞池，可对母离子进行HCD裂解。离子传输多极杆既可以将离子进行正向和反向传输，又可对离子进行HCD裂解，从而 使得Fusion可以在任意阶段选择任意质量分析器进行任意裂解模式的碎裂和扫描。
5) Orbitrap静电场轨道阱
静电场轨道阱Orbitrap是1999年，由科学家MAKAROV发明的一种新型的质谱仪，其质量分析器形状似纺锤体，由纺锤形的中心内电极和左右 2个外纺锤半电极组成。Orbitrap对离子的操作步骤分为离子捕获，旋转运动，轴向振动和镜像电流检测。仪器工作时，在中心电极上逐渐加上直流高压， 在orbitrap内产生特殊几何结构的静电场。当离子进入到orbitrap室内后，受到中心电场的引力，开始围绕中心电极做圆周轨道运动，m/z高的 离子有较大的轨道半径。同时离子受到垂直方向的离心力和水平方向的推力，而沿中心内电极作水平和垂直方向的震荡。外电极除限制离子的运行轨道范围，同时检 测由离子振荡产生的感应电势，其中水平振荡的频率和分子离子的m/z关系可有公式 来描述，由方程可见轴向频率ω与离子的初始状态无关，这造就了Orbitrap的高分辨率和高质量精确度，频率由傅里叶转换成频域谱，再转换成质谱。此外 和其他质谱不同，Orbitrap既是质量分析器又是检测器，是无损的不需要定期更换。
6) 双压线性离子阱
Fusion的离子阱设计为高压阱和低压阱两个部分，离子阱技术采用氦气冷却打碎离子，高压氦气有利于离子的捕获、冷却和解离，低压氦气有利于离子的扫 描。双压线性离子阱采用高压和低压两个离子阱，高压单元的离子捕获能力提高，离子碎裂时间缩短，低压单元扫描速度加快，质谱分辨率提高，这一双阱优化设计 使得离子检测的各过程在的氦气压力下进行，实现了的扫描速度，更多的扫描，更高的分辨率。CID裂解在离子阱中进行。
Orbitrap Fusion为新一代高场Orbitrap技术，相比上一代Orbitrap产品，高场Orbitrap阱的体积缩小，电压提高，从而使分辨率获得提高。 同时高场Orbitrap采用了的FT信号处理系统、新型离子传输透镜，从而改善进入Orbitrap质量分析器的离子光学传输。除了高达 450,000的分辨率，Orbitrap Fusion还可在24,000分辨率下每秒采集2张谱图，仅用0.5秒即可获取一张Orbitrap高分辨全扫描谱图和10张离子阱低分辨MS/MS谱 图。
7) ETD（选配）
ETD为电子转移裂解（Electron Transfer Dissociation）的简写。ETD裂解的原理是利用阴离子自由基向带正电荷的肽阳离子转移电子，在此过程中产生的化学能量将肽段碎裂。相较于传统 的CID裂解和HCD裂解，ETD裂解能够使蛋白质或肽段离子在肽骨架上发生碎裂，即使不依赖蛋白质酶解技术都能够获得很好的肽段碎片信息，并且不会破坏 蛋白质或肽段上带有的翻译后修饰基团，因此十分有利于翻译后修饰蛋白质组学和Top-down蛋白质组学研究。Fusion的ETD是不同于以往产品的全 新设计，在离子源的透镜处置于ETD反应腔，采用汤森德放点原理产生电子，用于和荧蒽反应产生ETD阴离子反应气，不再使用灯丝，调谐更为简单，产生的阴 离子反应气流十分稳定，使ETD操作更为简便。
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