基于大气压气相电离源(APGC)-Xevo G3 QTof高分辨质谱针对不同水果、藏红花样品中香料(香气味)化合物筛查

文摘   2024-12-08 07:00   上海  

2022年7月20日,“G质探索 用创新续写经典 – 沃特世高分辨质谱新品发布会”圆满落幕,隆重推出新一代高分辨质谱产品—— Xevo G3 QTof四级杆飞行时间质谱仪、搭配电喷雾离子源(ESI)的SELECT SERIES MRT多反射飞行时间高分辨质谱仪。这些革命性产品旨在帮助实验室科学家们更有效地解决科学问题,提升科研能力,改善科研结果。

随着质谱技术的飞速发展,产品更新迭代越来越快。沃特世副总裁、大中华区总经理刘旼女士在开场致辞中表示:“我们追求‘G质探索’,坚持以高标准做优秀的产品,希望凭借革新的质谱技术,帮助科学家们打造更规范、更高效的实验室,让创新成果更好地服务科研,为国家健康战略和人类健康事业添薪蓄力。”

沃特世副总裁、大中华区总经理刘旼女士开场致辞

中国物理学会质谱分会秘书长、北京师范大学谢孟峡教授致辞道:“长期以来,质谱技术在推动学科发展和满足社会需求方面发挥着重要作用。反过来,学科发展和社会需求又为质谱技术提出了新的挑战和机遇,并引领着质谱技术的发展方向。希望沃特世的新产品能够为中国科学家和质谱用户的科学研究和技术测试提供强有力的技术支撑,帮助大家取得更多的创新性成果。”

紧接着,沃特世副总裁、大中华区总经理刘旼女士、沃特世大中华区市场部高级总监任育华女士、复旦大学分子表型代谢组平台负责人唐惠儒教授以及中国物理学会质谱分会秘书长、北京师范大学谢孟峡教授共同为新品Xevo G3 QTof质谱仪揭幕。

用创新续写经典,专为分子表征和定量而设计的新一代主力分析仪器 —— Xevo G3 QTof

随着科研能力的拓展,实验室对分析系统的要求越来越高。沃特世新一代Xevo G3 QTof系统在表征范围和定量能力方面进行了升级,从棘手的小分子表征到复杂生物治疗药物表征全面覆盖,且具有更宽的谱图间和谱图内动态范围,可实现全面的定量/定性分析,是筛查和靶向应用的理想选择。搭配waters_connect软件平台上不断增多的信息学工具,包括Peptide MAM、INTACT Mass和新发布的CONFIRM Sequence应用程序,还能全面协调开发、生产和质量控制工作流程,大大提升实验室的日常检测和研发效率。

Xevo G3 QTof四级杆飞行时间质谱仪

沃特世大中华区质谱高级产品经理王志英女士从产品角度对Xevo G3 QTof进行了详细介绍和展示,她表示:“Xevo G3 QTof是一款定性定量兼修的新型高分辨质谱平台,注重细节设计与用户体验相结合,能为用户带来更‘全’的化合物表征结果,更‘灵’的定量分析能力和更‘稳’的工作系统,全面提升工作效率。”

全新Xevo G3 QTof系统可用于对生物治疗药物、法医学、代谢物鉴定、代谢组学以及可萃取物和可浸出物等应用中的分子进行表征和量化。相较于传统仪器上一些棘手化合物的检测灵敏度提升了10倍多 ,在测定和表征变性或天然蛋白质、肽和其他生物治疗药物方面表现十分优异。

杨森公司质谱中心执行主任Andrew Mahan博士从用户视角分享了Xevo G3 QTof系统的使用感受,他表示:“这款仪器在分析完整mAb方面展现了优异的性能,Xevo一直是我们实验室中的主力分析仪器之一,我很高兴看到这些改进。这款仪器对于糖型和蛋白质形态具有出色的分辨率,具有扩展的质荷比(m/z)范围,是多重特异性分析和天然质谱分析的理想选择。”

研究背景及实验方案介绍

香料是一种能被嗅觉嗅出香气或味觉尝出香味的物质,是配制香精的原料。香料是精细化学品的重要组成部分,分为天然香料和人造香料。
天然香料取自自然界,保持原有动、植物香气特征的香料。分为动物性和植物性香料两大类。其中植物性香料以芳香植物的花、果、叶、枝、皮、根或地下茎、种子等含有精油的器官及树脂分泌物为原料,可制成各种不同形态的香料产品。
迄今为止,从植物性天然香料中分离出来的有机物大于5000种,其结构比较复杂,大体分为以下几类:萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物等。研究表明香料化合物中碳原子的个数、不饱和性、官能团、取代基及同分异构等因素对香气会产生影响。一般来说,碳原子个数对香气的影响,在醇、醛、酮和羧酸等中都有很明显的表现。
本实验首先建立了基于大气压气相电离源(APGC)-Xevo G3 QTof高分辨质谱针对香料(香气味)化合物筛查数据库,并使用该香料化合物筛查数据库针对榴莲、芒果、葡萄、藏红花等样品进行检测。主要利用高分辨质谱方法的高通量、高分辨率和更快的扫描速度等优势,其结果显示能够在较短的时间内,同时完成几十种植物性天然香料化合物检测。

香料(香气味)化合物筛查数据库特点

香料(香气味)化合物筛查数据库包括该化合物的化学式、结构式及CAS号和中文名等信息(图1),筛查数据库的香料化合物数量包括近几十种,能够满足日常水果、坚果等天然产物样品的香料化合物筛查工作。

图1. 香料(香气味)化合物高分辨质谱筛查数据库

实际样品筛查结果展示

实际样品筛查结果包括化合物保留时间、化学式、精确质量数、碎片离子、同位素信息、加合物和响应值等信息,具体筛查化合物结果见下图(图2 以榴莲样品为例)。

图2. 软件自动展示香料化合物筛查结果 (可以自动展示目标化合物碎片断裂信息,以榴莲样品为例)

图3. 软件能够自动展示筛查到香料目标化合物结果及结构式 (以葡萄样品为例)。

图4. 基于大气压气相电离源(APGC)-Xevo G3 QTof高分辨质谱采集香料化合物丰富的色谱信息 (以藏红花样品为例)。

大气压电离源 (APGC) 技术特点

大气压电离源APGC是一种新型电离源,该技术属于“软电离”技术(区别常规的EI电离源),能够得到明显的化合物分子离子峰,从而能够极大的提升质谱的仪器灵敏度。
同时,借助APGC离子源还可以与电喷雾离子源(ESI)进行自由切换,同一台质谱即可“气质”又可“液质” 的想法得以完美实现。结合了大气压电离技术与高分辨质谱的双重优势的GC-APGC-QTof,克服GC-EI-MS的固有的缺点,得到越来越多的认可,被广泛应用于靶向和非靶向化合物筛查分析中。

基于大气压气相电离源(APGC)-Xevo G3 QTof高分辨质谱香料化合物筛查方法总结

本实验首先建立了基于大气压气相电离源(APGC)-Xevo G3 QTof高分辨质谱香料(香气味)化合物筛查数据库,并使用该香料化合物筛查数据库针对榴莲、芒果、葡萄、藏红花等样品进行检测。结果显示筛查灵敏度高,且不需要香料化合物标准品。使用本方法能够针对市售水果等样品中几十种香料化合物进行快速、准确的筛查。
通过使用本筛查数据库及方法在不同水果和藏红花中筛查到的香料化合物数量比较:藏红花(28种)>榴莲样品(27种)>葡萄(20种)>芒果(6种)。
同时,可以借助功能强大waters_connect软件进行分析数据库以外非靶向目标化合物的结构解析及未知组分的鉴定工作,为广大科研工作者探索已知、发现未知提供有力工具。


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