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導(dǎo)讀

為了提高客戶體驗(yàn)、改善后續(xù)產(chǎn)品和方案，島津通過(guò)問(wèn)卷方式咨詢了用戶多個(gè)儀器相關(guān)問(wèn)題，其中一個(gè)問(wèn)題是，大家最關(guān)注質(zhì)譜前端液相分離系統(tǒng)的哪些性能和特點(diǎn)？我們的最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果是：

1）化合物極性覆蓋范圍廣，峰容量大=50%；

2）功能多樣化，一機(jī)多用=25%；

3）性價(jià)比/價(jià)格=12%；

4）耐壓能力=8%；

5）其他=5%。

這樣的結(jié)果可能跟很多剛接觸LC-MS的技術(shù)人員的認(rèn)知有差異。讓我們對(duì)這幾個(gè)選項(xiàng)做一一分析。

01性價(jià)比

1984年John Bennett Fenn發(fā)明電噴霧（ESI）技術(shù)以來(lái)，LC-MS的發(fā)展日新月異，并廣泛的應(yīng)用于各領(lǐng)域。目前液相色譜的細(xì)分類型、品牌、型號(hào)選擇很多，加上政府對(duì)分析測(cè)試領(lǐng)域的官需引導(dǎo)和民需需求持續(xù)加大，推廣使用LC-MS標(biāo)準(zhǔn)/分析項(xiàng)目日益增多，產(chǎn)品的性價(jià)比/價(jià)格已經(jīng)不是第一考慮因素，重要的是該產(chǎn)品能否完成客戶計(jì)劃、預(yù)期的分析課題。

02耐壓能力

ESI的發(fā)明，對(duì)液相色譜提出了更快速度、更高靈敏度的要求，超高壓液相色譜（UHPLC）順勢(shì)而生：它具有更大的系統(tǒng)壓力/推力，可匹配更細(xì)的色譜柱填料顆粒，可在更短的時(shí)間內(nèi)分離更多的目標(biāo)物（色譜峰），并因更小的流速提高霧化效果最終提高離子化效率和質(zhì)譜靈敏度。然而耐壓能力越大，儀器成本越高，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目選擇合適的壓力。

03化合物極性覆蓋范圍寬，峰容量大

LC-MS所廣泛應(yīng)用的生命科學(xué)、醫(yī)藥臨床、食品安全等領(lǐng)域，通常需要在復(fù)雜基質(zhì)中分離、分析多種目標(biāo)物質(zhì)。當(dāng)目標(biāo)物數(shù)量多且極性差異大時(shí)，就難以用一個(gè)色譜柱完成對(duì)所有物質(zhì)的分析。目前常規(guī)方案是采用兩種色譜分離方法，如親水作用色譜柱和反相色譜柱，分別對(duì)應(yīng)進(jìn)行高極性物質(zhì)和中低極性物質(zhì)的分析。這樣的處理方式，往往需要耗費(fèi)雙倍的前處理時(shí)間、分離分析時(shí)間，不利于提高分析效率；且會(huì)產(chǎn)生雙份數(shù)據(jù)、交叉冗余數(shù)據(jù)，定性分析難度高。因此，如果前端液相系統(tǒng)能覆蓋更寬極性、更多的目標(biāo)物，將會(huì)非常有利于科學(xué)研究的開(kāi)展。該選項(xiàng)獲得最多用戶的選擇。

04功能多樣化，一機(jī)多用

正是因?yàn)?/span>LC-MS技術(shù)廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域有多種課題，不但需要不同的分析方法，很可能對(duì)前端分離液相也提出了不同的需求。因此，前端分離系統(tǒng)，如果既有特殊的差異化的硬件功能，還能在盡可能少改動(dòng)或無(wú)改動(dòng)的情況下就能滿足常規(guī)分析項(xiàng)目，無(wú)疑將錦上添花。有1/4的客戶選擇了這個(gè)選項(xiàng)。

島津全譜二維液相系統(tǒng)的四大優(yōu)勢(shì)

完美主義的客戶可能會(huì)問(wèn)

問(wèn)：有沒(méi)有哪種前端液相，同時(shí)滿足以上四個(gè)性能需求的？

答：有！島津全譜二維液相系統(tǒng)滿足您所有的期待。

全譜二維液相系統(tǒng)是島津獨(dú)家產(chǎn)品，擁有極性分流（發(fā)明專利號(hào)ZL202010477040.0）、在線稀釋（發(fā)明專利號(hào)ZL201410187543.9），和雙重梯度（發(fā)明專利號(hào)ZL202110407632.X）三大專利技術(shù)。具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

01極性覆蓋范圍寬

可一針實(shí)現(xiàn)寬極性多目標(biāo)物的同時(shí)分析，其極性覆蓋LogP值可達(dá)-8.79~26.86，遠(yuǎn)大于常規(guī)親水作用色譜柱（LogP范圍約-8~1）和反相色譜柱（LogP范圍約1~20）的總和范圍；因此可以勝任絕大多數(shù)分析項(xiàng)目中寬極性、多組分分析的要求。

02一機(jī)多用

該系統(tǒng)內(nèi)置一個(gè)UHPLC子系統(tǒng)，無(wú)需任何手動(dòng)管路連接、硬件切換，即可直接用于常規(guī)項(xiàng)目的分析。另外，該系統(tǒng)可匹配島津所有種類、型號(hào)質(zhì)譜，包括單四級(jí)桿質(zhì)譜、三重四級(jí)桿和高分辨質(zhì)譜。

03耐壓高

得益于島津積木式設(shè)計(jì)的液相系統(tǒng)，全譜二維可以根據(jù)客戶需求，選擇島津最新LC-40液相的不同型號(hào)，組成滿足不同壓力需求的配置，最高可達(dá)130Mpa耐壓需求。

04性價(jià)比高

綜上所述，全譜二維能用于寬極性多組分的一針?lè)治觯軡M足常規(guī)項(xiàng)目分析，耐壓高、配置靈活多樣，而且因?yàn)樵撓到y(tǒng)是島津中國(guó)分析中心自主研發(fā)，無(wú)增收額外的研發(fā)附加費(fèi)，無(wú)溢價(jià)，性價(jià)比超高。

全譜二維液質(zhì)系統(tǒng)的四大應(yīng)用方向

基于全譜二維液質(zhì)系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，目前島津與國(guó)內(nèi)多個(gè)課題組合作，開(kāi)發(fā)了四大應(yīng)用方向。

全譜二維液質(zhì)系統(tǒng)的應(yīng)用方向

全組分分析以及非靶向代謝組學(xué)

全組分分析以及非靶向代謝組學(xué)，都是不對(duì)樣品/基質(zhì)中的未知目標(biāo)物做任何預(yù)設(shè)的分析方法，包括對(duì)目標(biāo)物的數(shù)量、種類、極性范圍。因此用一般的反相色譜或親水相色譜，因其對(duì)化合物極性范圍的分離局限性，無(wú)法涵蓋大部分未知物。而使用全譜二維液質(zhì)系統(tǒng)，可以將反相色譜和親水相色譜結(jié)合起來(lái)，再加上雙重梯度技術(shù)，可以極大的將分離的極性范圍擴(kuò)大到LogP值-8~26之間，非常適合于復(fù)雜基質(zhì)中多未知物的一針?lè)治觥?/span>

典型案例分享

《全譜二維液相-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)用于非靶向代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)的共同研究》，由華南理工大學(xué)和島津聯(lián)名發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Analytical Chemistry。：本研究詳細(xì)介紹了全譜二維液質(zhì)系統(tǒng)的原理和優(yōu)勢(shì)，并利用全譜二維液相系統(tǒng)結(jié)合四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜對(duì)抑郁癥大鼠血漿進(jìn)行了非靶向代謝組學(xué)分析?；谌V二維液相系統(tǒng)，共找到8083個(gè)特征峰，其中第一維2713個(gè)，第二維5370個(gè)。

親水柱、反相色譜柱和全譜二維分離LogP值介于-8.79~26.86目標(biāo)物的色譜圖比較

數(shù)據(jù)庫(kù)及靶向代謝組學(xué)

數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和靶向代謝組學(xué)的思路一致，即對(duì)較多數(shù)量的已知目標(biāo)物進(jìn)行定量或半定量分析。然而，常規(guī)的數(shù)據(jù)庫(kù)或靶向代謝組學(xué)，受限于分離系統(tǒng)的極性范圍而不得已只能選擇反相色譜或親水相色譜作為分離手段，或者分別用反相色譜和親水相色譜多次進(jìn)樣分析，極大的限制了方法所涵蓋目標(biāo)物的數(shù)量和極性范圍。全譜二維技術(shù)讓數(shù)據(jù)庫(kù)和靶向代謝組學(xué)的目標(biāo)物群體可以盡可能的加大數(shù)量，從而形成一個(gè)涵蓋目標(biāo)物多且極性范圍極大的大型數(shù)據(jù)庫(kù)或靶向代謝組學(xué)方法。

典型案例分享

《全譜二維液相-液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)用于前列腺癌生物標(biāo)志物篩選》，由廈門大學(xué)化學(xué)院、公衛(wèi)學(xué)院和島津聯(lián)名發(fā)表在Analytical Chimica Acta：基于全譜二維液相系統(tǒng)結(jié)合四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，建立了420個(gè)常見(jiàn)代謝物數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)前列腺癌患者和正常人的尿液外泌體樣本進(jìn)行了代謝組學(xué)分析。

全譜二維數(shù)據(jù)庫(kù)：包含420常見(jiàn)代謝物

相關(guān)物質(zhì)的共同分析

這里所指相關(guān)物質(zhì)，是極性差異較大、但化合物之間有較強(qiáng)相關(guān)性的物質(zhì)。比如中藥、天然產(chǎn)物里數(shù)量眾多的活性物質(zhì)，彼此之間可能存在相似的結(jié)構(gòu)，極性、活性、藥效可能差異較大，但其整體分析對(duì)于天然產(chǎn)物的藥效藥理分析卻十分重要。再比如，小分子藥物或天然產(chǎn)物的某活性成分，進(jìn)入體內(nèi)之后會(huì)進(jìn)行一系列的代謝途徑，從而產(chǎn)生眾多結(jié)構(gòu)相關(guān)但極性差異較大的代謝物，然后進(jìn)入器官靶點(diǎn)產(chǎn)生藥效，最后排出體外。這些過(guò)程都將產(chǎn)生極性差異較大的相關(guān)物質(zhì)，有必要在一次分析中進(jìn)行共同分析。使用全譜二維就可以達(dá)到一針?lè)治?/span>極性差異很大、數(shù)量眾多的相關(guān)物質(zhì)。

典型案例分享

《全譜二維液相-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)分析丹參活性成分》：本研究利用全譜二維液相色譜和四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用分析發(fā)現(xiàn)了丹參中的150個(gè)活性成分，包括酚酸類、二萜類、糖類、氨基酸類及其它類別成分，其中未在丹參中報(bào)道過(guò)的活性化合物有33個(gè)。

親水柱、C18柱和全譜二維分離丹參有效成分的色譜圖比較

提高峰容量和分離度

因?yàn)槿V二維理論上是將反相色譜、親水相色譜和雙重梯度加以結(jié)合，拓寬了分離極性范圍，也同時(shí)也極大的提高了分離的峰容量，也能一定程度優(yōu)化、改善分離度。比如對(duì)于一些具有兩性基團(tuán)的物質(zhì)，如果只用反相或親水相色譜，雖然能完成分離，但目標(biāo)物數(shù)量一多，就很難得到完美的分離，峰容量可能也會(huì)不夠。而使用全譜二維，則可以利用反相和親水相的分離能力，將兩性基團(tuán)物質(zhì)分流進(jìn)入不同的色譜體系中，有效提高峰容量，并更容易進(jìn)行分離度的改善。目前和中國(guó)疾控營(yíng)養(yǎng)所進(jìn)行項(xiàng)目合作中，暫不便公開(kāi)數(shù)據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在LC-MS如日中天的新時(shí)代，我們極力推薦全譜二維液相色譜作為質(zhì)譜前端系統(tǒng)。全譜二維可與四極桿質(zhì)譜和飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用，助力復(fù)雜基質(zhì)中寬極性痕量物質(zhì)的定性、定量、篩查和分析，并具備一機(jī)多用、配置靈活多樣等優(yōu)勢(shì)，并可應(yīng)用于全組分分析/非靶向代謝組學(xué)，數(shù)據(jù)庫(kù)篩查/靶向代謝組學(xué)，相關(guān)物質(zhì)的共同分析，提高峰容量和分離度等多個(gè)方向。相信這個(gè)理想四邊形戰(zhàn)士可以用更少的時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本，幫助科研分析人員完成更多、更好的數(shù)據(jù)成果。

撰稿人：鐘啟升

參考文獻(xiàn)

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