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2024-2025年液质联用新品 多级串联多种碎裂 操控离子随心所欲(上篇)

2025.8.19

  掌控质谱奥秘的关键两大要素,一是离子源,产生气态离子使其飞进质谱;二是分析器,操控离子产生各种分离。离子源在前几年的创新达到井喷,还有继续的创新不断涌现;质量分析器产生串联后,又可产生不同的碎裂方式。质谱、尤其是高分辨液质联用近两年主要的创新趋势就是:多级串联多种碎裂,让科学家可以随心所欲地操控离子。

  可以说,质谱的纯技术创新,已经走在了应用的前面,给科学家带来更多的想象空间,结构生物学是第一种可能的应用,未来科学家们必将会发现更多的应用,也将促使质谱的应用扩展至更多领域。

  在传统的三重四极杆两级串联液质的领域,当然还会继续追求灵敏度、通量、长期使用的鲁棒性、临床应用流水线等。在生物药质控领域,也产生了挑战单四极杆分析器极限的创新。

  本文整理了近两年的液质新品,后续将整理GC-MS、MALDI质谱、ICP-MS等质谱的新品,希望对热爱质谱的网友们有启发。

  2024-2025年的新品亮点

  1、在蛋白质组学和结构生物学方面,赛默飞、布鲁克、SCIEX、安捷伦、Waters都下了大力气。首先,质谱系统不再只是两个质量分析器的串联,而是多个质量分析器、多种碎裂方式的结合,玩的花样越来越多,仿佛离子一旦进入质谱,就可以来回操控,这种能力又为科学家提供了丰富的施展空间。比如,四极杆、离子阱/Zeno阱、离子淌度池、TOF、Orbitrap可以组合形成三串联、四串联,再结合CID、ExD(ECD/ETD)、多级碎裂,还可接上各种丰富的离子源。驱动飞扬的离子,获得各种组合的结果,成为国际质谱巨头们炫技的竞技场,也让追赶者不禁倒吸一口冷气,毕竟现在两个四极杆串联、一个CID碎裂还没整明白啊。

  2、在FTICR、Orbitrap维持的超高分辨率(>10万)赛道上,Waters的MRT最高可以提升分辨率到30万。

  3、串联四极杆质谱新品持续不断推出。相当惊艳的是今年Waters的Absolute XR,居然可以在离子传输区排除掉靶向以外的高质量离子,从而大幅提升耐久性。其余就是国产的三重四极杆液质联用层出不穷,这跟投资的热度密切相关:毕竟三重四极杆液质联用是质谱最大的应用场景,未来的空间更容易想象。而且,罗氏在质谱方面的入局,势必加快质谱在临床检测的全自动化、流水线化。

  4、安捷伦在单四极杆液质(或者说是液相的质谱检测器)方面,有非常惊人的进展。当多数四极杆选择在1500或2000的质量数范围内时,Pro iQ Plus居然可以扩展到3000质量数,并且在高质量数测定蛋白/抗体时展示出超乎想象的结果,为质谱进入生物药QC再添利器,也许还将在IVD的测试中展示出新的结果——如果单级行,何必用串联?

  2024-2025液质联用新品(排序不分先后)

品牌型号类型上市时间
赛默飞Stellar?四极杆+双压线性阱2024年6月
赛默飞Orbitrap Ascend Editions Tribrid?四极杆+线性阱+Orbirap2024年6月
赛默飞Orbitrap Astral Zoom弯曲阱+四极杆+Orbitrap+Astral2025年6月
赛默飞Orbitrap Excedion Pro弯曲阱+四极杆+Orbitrap2025年6月
布鲁克timsTOF Ultra 2离子淌度+四极杆+TOF2024年6月
布鲁克timsOmni离子淌度+四极杆+Omini阱+TOF2025年6月
布鲁克timsUltra AIP离子淌度+四极杆+TOF2025年6月
布鲁克timsMetabo?离子淌度+四极杆+TOF2025年6月
SCIEXSCIEX 7500+?三重四极杆或QTrap2024年6月
SCIEXEcho? MS+?直接电离+三重四极杆或Q-TOF2024年6月
SCIEXZenoTOF 7600+?四极杆+Zeno阱+TOF2024年11月
SCIEXZenoTOF 8600系统四极杆+Zeno阱+TOF2025年6月
WatersACQUITY QDa II单四极杆2024年5月
WatersXevo MRT?四极杆+ TOF2024年6月
WatersXevo TQ Absolute XR三重四极杆2025年6月
Waters & 科华生物Xevo TQ-Loong三重四极杆2025年3月
Waters & 科华生物Xevo TQ-S cronos三重四极杆2025年3月
安捷伦Agilent InfinityLab Pro iQ单四极杆2025年6月
珀金埃尔默QSight 500三重四极杆2025年4月
岛津LCMS-8060RX三重四极杆2024年6月
岛津LCMS-8050RX三重四极杆2024年6月
岛津LCMS-8045RX三重四极杆2024年6月
瑞孚迪 & 瑞莱谱MSLivveTM(型号:INSPEC 9000)?三重四极杆2025年6月
罗氏cobas pro i 601?三重四极杆2025年6月
安益谱Anyeep TQ9120?三重四极杆2025年3月
英盛生物YS iFAS三重四极杆2025年3月
安图生物Automs TQ6000三重四极杆2025年3月
安图生物Automs Q600三重四极杆2025年3月
华大吉比爱GBI LINE-MS2600?三重四极杆2025年3月
谱秀科技新C45?三重四极杆2025年5月
谱秀科技C35VS单四极杆2025年8月

  赛默飞

  Stellar质谱仪:发现到验证 高通量定量

  四极杆+线性离子阱过去是QTrap,2024年ASMS赛默飞推出了Stellar质谱仪,不同的是,四极杆后面的线性离子阱是双压的,即超高速双压线性离子阱质量分析器,通过高低压区的动态切换实现超高速扫描与高灵敏度检测的平衡。

Stellar?四极杆超高速双压线性离子阱质谱仪

  Stellar质谱仪可以前所未有的规模进行从发现到验证的整个过程,是靶向定量的新范例。Stellar可在一小时内稳定定量近10,000种肽,将靶向定量推向单细胞水平;采用快速、灵敏的全扫描同步前体离子选择 (SPS) MS3 采集克服具有挑战性的背景基质干扰。对于挑战的脂质生物标志物定量,Stellar质谱仪可分别快速采集高达140 Hz和40 Hz的tMS2和tMS3数据,从而在一次实验中实现定性和定量TAG分析。

  三合一质谱推出三个版

  2022年,赛默飞推出三款“三合一”质谱的升级版Orbitrap Ascend Editions Tribrid?质谱仪,“三合一”即四极杆、线性离子阱、Orbitrap三种质量分析器融为一身。2024年ASMS,赛默飞针对不同的应用推出三个版本,分别是: Orbitrap? Ascend? BioPharma Tribrid 质谱仪、Orbitrap? Ascend? MultiOmics Tribrid 质谱仪、Orbitrap? Ascend? Structural Biology Tribrid 质谱仪。三款新版本包括生物制药版、多组学版和结构生物学版。

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Orbitrap? Ascend? Editions Tribrid?系列超高分辨质谱仪

  新设计采用两个多极离子通道 (IRM),提高扫描速度和灵敏度,可进行平行分析,从而提高覆盖率。Auto-Ready 离子源使用新的自动就绪离子源进行自动校准。仪器的Orbitrap分辨率达48万,经扩展的质量范围选项高达m/z16000。它还使用实时库检索、AcquireX数据采集工作流程等新的软件功能;并可配备UVPD选件提供新的碎裂方式,PTCR选件可分析蛋白质变体,Easy-ETD选件可裂解多电荷前体。

  ASMS 2025,赛默飞推出两款质谱仪器,Orbitrap? Astral? Zoom超高分辨质谱系统、Orbitrap? Excedion? Pro超高分辨质谱系统。

  Orbitrap Astral升级为Zoom

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Orbitrap? Astral? Zoom超高分辨质谱系统

  从性能看,Orbitrap Astral Zoom再次大幅提升。Astral采集速度提升到 270 Hz MS2 扫描;新增 Bent trap pre-accumulation 预累积技术,即离子在Bent trap中预累积后再正式采集数据(有点类似于PASEF),并新增 Low input 应用模式,可大幅提高灵敏度和覆盖深度;Astral从8万分辨率提升到10万;eDR 模式(Enhanced Dynamic Range)实现五个数量级的谱图内动态范围。此外,还可采用更灵活的方案,如Hybrid DIA可在进行 DIA 采集的同时进行特定靶标的 MS2 采集;增强的谱图处理方法;BioPharma 选项中,不仅支持完整蛋白质分析,还可进行Astral MS2 采集。

  两年前的 Astral质谱仪将蛋白组学通量拉升至8min,8000+ 蛋白质鉴定,实现一天 180 个样品分析(180 SPD)。Astral zoom 进一步升级至 4.8 min,8000+ 蛋白质鉴定,实现一天 300 个样品分析(300 SPD)。单细胞蛋白组应用中,可在 250 pg Hela 肽段中鉴定 6500+ 蛋白。

  Orbitrap? Astral? Zoom质谱仪,在质量分析仪器方面已经采用了四种技术的混合,分别是Bent Trap弯曲离子阱、四极杆、Orbitrap、Astral,其中Orbitrap分辨率最高达48万,Astral分辨率最高达10万。

  Orbitrap Excedion Pro:增加离子漏斗和多种碎裂

  Orbitrap Excedion Pro是新一代复合质谱仪,在蛋白质、肽和小分子分析方面具有卓越的性能,它具有普通型和生物制药两个版本。Orbitrap Excedion Pro 生物制药质谱仪为生物制药表征应用提供了扩展功能,具有快速灵敏的电子转移解离 (ETD) 和电子转移/高能碰撞解离 (EThcD) 选择性碎裂和高达 m/z12,000 的质量检测。核心型号 Orbitrap Excedion Pro 质谱仪为蛋白质组学提供了卓越的性能,并具有用于灵敏非靶向代谢组学分析的高级功能。

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Orbitrap? Excedion? Pro超高分辨质谱系统

  相较于此前的Q-Exactive,Orbitrap Excedion Pro首先在离子源后增加了电动离子漏斗,提高对不稳定化合物的传输,这也是赛默飞首次使用离子漏斗(Ion Funnel)技术。此后增加了Bent Trap用于富集离子,将占空比(duty-cycle)提高到150%,然后经过为灵敏度优化的先进四极杆(AQT),进入C-trap后送入Orbitrap。

  超高场Orbitrap的MS2采集速度可达70 Hz,并带有扩展动态范围的eDR扫描模式,可扩展m/z质量范围至12,000 amu(BioPharma Edition);并具有EASY-ETD(电子转移解离)、EThcD(电子转移/高能碰撞解离)新的碎裂方式;具备Hybrid DIA模式,可在进行 DIA 采集的同时进行特定靶标的 MS2 采集;具有TurboTMT 智能数据采集模式 (TMTpro 32plex),由相控谱反卷积法 (ΦSDM) 提供支持的独特处理模式,专门设计用于提高赛默飞 TMTpro 32plex 试剂实验的采集率。

  布鲁克

  timsTOF Ultra 2:可升级的第二代timsTOF

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timsTOF Ultra 2 捕集离子淌度质谱系统

  2024年ASMS上,布鲁克推出timsTOF Ultra 2 质谱系统,该系统大大提高了对微小细胞、亚细胞细胞器进行深度分析的灵敏度,并增加了样本进样量范围的灵活性,覆盖“皮克-微克”进样范围。同时,用户原来的系统可以升级为timsTOF Ultra 2。

  timsTOF Ultra 2的主要特点包括:TIMS PASEF? 扫描模式可以获得近乎 100% 的离子利用率,提供卓越灵敏度和 300 Hz 扫描速度下蛋白深度覆盖;优化的 CaptiveSpray Ultra 2(CSI Ultra 2)离子源采用全新涡流设计,无需手动调整,即可实现超高离子传输和稳定喷雾。MOMA( Mobility Offset, Mass Aligned )利用淌度实现同重共洗脱离子的鉴定与分离,增强鉴定结果的清晰度和可信度。通过 CCS 值加持的 TIMScore?、TIMS DIA-NN 或者 Spectronaut? 19 软件,极大提高低丰度肽段鉴定的置信度。

  ASMS 2025上,针对timsTOF系列,布鲁克发布了针对不同应用的三种型号产品。

  timsOmni:助力结构蛋白质组学研究

timsOmni?捕集离子淌度质谱仪

  timsOmni在timsTOF Ultra 2的基础上增加了Omnitrap阱,提供瑞士军刀般的灵活性。Omnitrap有九个线性离子阱,中间有三个离子阱,包含CID碰撞池和能量可变的eXd捕获碰撞池,碎片离子可在Q8富集并回传,可循环返回CID或eXd模块进行多次迭代碎裂(如MSn级联分析),支持多种碎裂和富集模式的自由组合。

  从结构上看,离子从离子源和离子透镜组进入后,到达双TIMS分离部分(Dual TIMS analyzer),TIMS 提供精确 CCS 值,可解析构象的异构性。离子进一步通过传输多极杆后,进入四极杆选择母离子,接下来送入Omnitrap,可以进行多种模式的碎裂,包括CID、eXd和MSn碎裂,最后送入TOF。得益于多级 MSn eXd 工作流程,通过精确控制离子束,任意强度的离子均可被靶向进行电子诱导解离。因此,对于完整蛋白进行精确、接近于100%的碎裂变得可能,完整蛋白质表征分析,翻译后修饰表征,蛋白质复合物的深度测序,抗体互补决定区测序等各种结构蛋白质组学研究的大门,正在由timsOmni开启。事实上,timsOmni具有离子淌度、四极杆、Omni阱和TOF四种质量分析器,并具有多种碎裂模式。

  timsUltra AIP:“超感”洞察,解析微量样本奥秘

timsUltra AIP捕集离子淌度质谱仪

  timsUltra AIP 质谱仪新增一个Athena离子处理器(AIP),进一步提高了灵敏度。该技术可增强碎片离子的转移,并优化了正交TOF对MS/MS碎片离子的最优采集。它适用于非常少量的样本,在需要最高灵敏度的蛋白质组学研究中,肽段鉴别数量提升超过35%,蛋白质鉴定数量提升20%。

timsMetabo?新一代捕集离子淌度飞行时间质谱仪

  timsMetabo? 质谱仪是新一代4D-多组学研究利器,配备 VIP-HESI双离子源(兼容 ESI/APCI),灵敏度提升5倍以上;配备 TIMS-MX 新型离子淌度分析器,MoRE(Mobility Range Enhancement)技术拓展质荷比(m/z)和离子淌度范围,QSee? 与 TwinScape? 数据全流程智能质控,实现了从分离效率、灵敏度、扫描速度到软件质控系统的全方位升级,提供一站式精准解决方案。创新 MoRE 扫描模式和 高达 300 Hz 的扫描速度,显著提升化合物覆盖度和鉴定深度,轻松应对微量与高通量应用场景。

  SCIEX

  ASMS 2024会议上,SCIEX推出了SCIEX 7500+系统,并正式发布全新一代Echo MS+系统。

  7500+:新的定量标杆

SCIEX 7500+质谱系统

  SCIEX 7500+系统将精确定量提升到一个新的水平,并树立三重四极杆液质的新标杆。Mass Guard和DJet+技术提升了抗污染性、稳定性、易于维护性。7500+保持最高灵敏度的时间是此前型号的两倍,在>10,000针的大鼠血浆进样中,获得多种化合物5%左右的CV值。在通量上,7500+系统每秒可进行800次多反应监测(MRM),是SCIEX最快的三重四极杆质谱。而干泵设计也让7500+的电力消耗减少24%。最后,7500+也是QTRAP Ready的,在确保高水准定量的同时,可获得更高的产物离子扫描灵敏度,并具有MRM3工作流程。

  Echo MS+:扩展质谱种类

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Echo? MS+声波激发质谱

  全新一代Echo MS+系统,秉承高速声波液滴激发技术 (AEMS) 和开放端口接口技术 (OPI),同时创新自动清洗功能提升仪器耐用性,采样速率高达1个样品/秒,当天即可生成结果。Echo MS+可接Triple Quad 6500+系统,也可接ZenoTOF 7600系统。多样质谱选择可进一步拓展高通量筛选应用范畴,提供精确的定性和定量分析结果。

  SCIEX Echo MS+系统解决了高通量筛选应用中的关键痛点——大量的方法开发工作,可灵活运用在大分子、小分子研究的工作流程中。与其他分析工具相比,有高分辨质谱系统(ZenoTOF)的加持,在满足高通量筛选的前提下同时提高数据选择性和灵敏度。在综合考虑分析速度,数据质量以及较小的样本试剂消耗量等仪器特点,可以帮助科学家减少做出关键决策的时间,降低成本和风险。

  ZenoTOF:重入高通量多组学赛道,定量重现极佳

高分辨质谱ZenoTOF 7600+系统

  2024年11月,在第23届国际人类蛋白质组(HUPO)大会上,SCIEX推出高分辨质谱ZenoTOF 7600+系统,进一步拓展了其高分辨率精确质量质谱系列产品。

  ZenoTOF 7600+系统采用了先进的ZT Scan DIA质谱采集技术,结合了四极杆的维度和Zeno捕集阱获得丰富MS/MS数据。该系统旨在解决简化蛋白质生物标志物候选物从发现研究到临床应用转化的研究难题。

ZenoTOF 8600系统

  ASMS 2025上,SCIEX 发布ZenoTOF 8600系统,为高分辨质谱产品树立全新标杆。在速度方面,ZenoTOF 8600扫描速度高达 858 Hz,使用 ZT Scan DIA 2.0技术,在每个扫描循环内MS/MS 的分离窗口沿 m/z 扫描范围滑动。在预先设定的质量范围内,四极杆扫描速度高达 4000 Da/s,系统可实现高达 858 Hz 的 MS/MS 扫描速率。灵敏度方面,离子在 Zenotra中富集后快速进入TOF,可检测到比传统 QTOF 高达 20 倍的离子。在结构解析方面,ZenoTOF 8600具有高能EAD,更快获取所有分子类型的高质量 EAD 谱图。 CID 与EAD 反应时间相当,可深入了解脂质生物学、蛋白质翻译后修饰和代谢物结构。电子碎裂能力扩展到负离子,最高可达 50 eV。

  在蛋白质组学鉴定中,ZenoTOF 8600更擅长的是重现、精准、定量。比如,在大队列鉴定中,8600每天可分析500 个样本(500 SPD),鉴定重现性CV达8.5%;在绝对灵敏度方面,可从250 pg K562细胞裂解液中鉴定并准确定量>4,400种蛋白质。

  与7600+相比,代谢物鉴定中,8600的MS1和MS2灵敏度提升高达10倍;定量分析中,靶向定量下限LOD降低达10倍,即使在复杂生物基质中,小分子化合物实现pg/mL 的灵敏度,多肽分子实现飞摩尔级灵敏度,线性动态范围达5个数量级。

  Waters

  ACQUITY QDa II:新一代液相色谱的质谱检测器

ACQUITY QDa II 质谱检测器

  2024年5月8日,沃特世公司宣布推出ACQUITY QDa II质谱检测器,这是沃特世广受市场好评的精简紧凑型质谱检测器的升级版,可为色谱分离提供更为精准的质谱数据。该新一代质谱检测器可提供稳定性高、性价比出众、能耗低的解决方案,助力科学家分析更多种类的化合物。它改善并扩充了沃特世ACQUITY Premier液相色谱(LC)分离产品组合,为制药、食品、化学和材料领域的大小分子分析提供了更加灵活的选择。

  Xevo MRT:10万分辨台式Q-TOF

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Xevo? MRT台式质谱仪

  ASMS 2024上,Waters推出Xevo? MRT 台式质谱仪。它将多反射飞行时间(MRT)技术,在4米的飞行长度上,可获得高达10万的分辨率和500 ppb的质量准确度;其采集速度非常快:以50Hz采集MS,以100 Hz采集MS/MS谱。当以30Hz运行时,其灵敏度是上一代仪器(Xevo G3)的10倍。

  Xevo MRT具有超高性能,超高速,超灵敏度,对代谢组学、脂质组学以及药物代谢研究的客户来说,非常有吸引力。此外,用户可以在全灵敏度和全速度下运行Xevo MRT,对客户来说非常简单易用。

  Xevo TQ Absolute XR:超高稳定性

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Xevo TQ Absolute XR三重四极杆质谱仪

  ASMS 2025上,Waters推出Xevo TQ Absolute XR三重四极杆质谱仪。Xevo TQ Absolute XR针对高通量实验室那些需要分析大量化合物、在正负离子模式下进行筛查和高灵敏度定量、处理复杂样品基质(如食品、环境、制药领域)的客户而设计。

  Xevo TQ Absolute XR搭载新型StepWaveTM XR离子导向装置,通过能量阶梯设计,仅允许带电离子通过,并借助专门结构排出不需要的中性离子;还利用离子的物理特性,将进入质谱仪的离子精准区分为目标离子和高质荷比干扰离子,并通过特定直流电压将后者偏转出路径,防止进入第一段四极杆,从而降低污染风险和性能衰减。因此,Xevo TQ Absolute XR具有超高的稳定性,客户可以在其上分析多达6倍于Xevo TQ Absolute的样品数量,比如在超2万次血浆样本分析中,仍保持极高的重现性和准确性。

  后接(2024-2025年液质联用新品 多级串联多种碎裂 操控离子随心所欲(下篇))。

【2024-2025质谱新品系列综合】

2024-2025年液质联用新品 多级串联多种碎裂 操控离子随心所欲(上篇)

2024-2025年液质联用新品 多级串联多种碎裂 操控离子随心所欲(下篇)

2024-2025年气质联用新品:国产高分辨落地,高端质谱开创新局!

2024-2025年MALDI、ICP-MS新品 自研首创新趋势!

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