三重四極杆質譜作為售價數倍於普通GCMS或LCMS的高端產品,已經大量進入了我國市場,在科研、化工、環境、食品、地質、農業、臨床等領域均有廣泛的應用。毋庸置疑,三重四極杆是定量的不二之選,在定量方面有絕對優勢,但是在高分辨、多級串級質譜等定性方面優勢較弱。很多國外的實驗室都採用裝備數臺QQQ並配備一臺離子阱或者QTOF儀器,以彌補定性能力的不足。
目前,三重四級杆質譜儀的市場主要由賽默飛、安捷倫、沃特世、島津、Sciex、珀金埃爾默等大的跨國公司所佔據,產品形態主要有三個類型:LC-MS/MS、GC-MS/MS、ICP-TQ MS。
在第十七屆北京分析測試學術報告會暨展覽會(BCEIA2017)召開期間,儀器信息網邀約到賽默飛、安捷倫、沃特世和島津四家公司來介紹自家三重四級杆質譜儀產品的技術特點和應用案例,並請各廠商預測了未來一段時間內三重四級杆質譜儀的市場熱點及潛力。
各家三重四極杆質譜產品的技術特點如下 (按回稿時間先後排序):
賽默飛
賽默飛2017年發布兩款新型三重四極杆質譜儀TSQ Altis and TSQ Quantis,特別是對客戶最為關心的儀器性能指標RRS(Robustness, Reliability, Sensitivity)有很大突破(更高的靈敏度,可靠性和耐用性),併集成了多種新型硬體結構革新,提升儀器性能。在食品安全、製藥、臨床研究、法醫毒理及環境保護等領域為客戶提供極致體驗。
賽默飛在BCEIA2017上展出的Altis三重四級杆質譜儀
由於採用了新型雙曲面分段四極杆,顯著增強離子傳輸效率和一致性,同時為客戶提供H-SRM分析方法,極大提高對大分子及小分子各化合物目標定量的選擇性,提供最佳性能和最高靈敏度。另外賽默飛新型三重四極杆質譜儀通過精密設計確保主動離子管控+(AIM+)的卓越性能,AIM+集成了雙曲面分段四極杆和增強型RF和DC電子元件,進一步優化離子管控精度、可靠性、速度和重現性。為下一代目標定量提供優質的平臺質量保證。
面對未來定量的挑戰,賽默飛在提供高品質質譜產品的同時,為客戶提供從樣品前處理到數據分析管理的一站式服務,更有優質的客戶服務及技術支持為客戶檢測工作提供強大的支撐。
賽默飛三重四極杆質譜飛速發展,不斷推出食品安全、製藥/生物製藥、臨床研究、法醫毒理、環境安全、代謝脂質組學解決方案,更是結合我們功能強大的數據合規系統,幫助客戶實現安全、可靠、合規的實驗室數據管理,為很多製藥企業健康持續發展提供了很好的平臺。
賽默飛TSQ 8000 Evo 系統專為高通量分析實驗室設計,該系統提供三重四極杆 GC-MS/MS 系統的最高生產率,同時還具備 MS/MS 的易用性和更高性能的 SRM 模式。
EvoCell 技術帶來的生產率和性能
使 SRM 離子對的檢測速率提高到原速率的三倍,且不降低實驗靈敏度
在單次運行中檢測數千次不同離子對,並同時確保出色的靈敏度
能夠在單次運行中對超過 1,000 種化合物進行篩查和定量
功能更大的 SRM 軟體,使用方便同時獲得更高生產率
ExtractaBrite 離子源,獲得更長的運行時間
應用案例:氣相色譜三重四極杆質譜產品的典型用戶目前主要集中在食品安全領域,典型應用主要為多農藥殘留分析,我們為此專門建立了「method kit(方法包)」,客戶根據「method kit(方法包)」的引導,從樣品前處理到儀器方法的建立、樣品分析和結果報告輕鬆完成。
市場預測:2017下半年以及2018年,氣相色譜三重四極杆質譜產品的熱點市場仍然是食品安全領域,但目前環境領域、公安法醫的需求也在逐步增加。
安捷倫
三重四極杆質譜包括液質聯用三重四極杆質譜和氣質聯用三重四極杆質譜。安捷倫的氣質三重四極杆質譜是目前市場上靈敏度最高的氣質三重四極杆質譜。這種高靈敏度不僅表現在更高的信噪比,更加表現在安捷倫採用IDL(最小儀器檢出限)這種計算方式對儀器的靈敏度進行表徵。這樣對於儀器實際的檢測能力有更明確地衡量。同時,安捷倫的三重四極杆氣質聯用有著卓越的抗汙染能力。由於採用了真正的反吹和自清潔離子源(JetClean)等功能,使安捷倫的三重四極杆僅需極低的維護頻率。
安捷倫的液質三重四級杆信價比高,操作簡單和售後維護服務好是業內公認的。隨著分析儀器技術的發展,儀器的靈敏度、抗汙染能力、耐用性對於實驗室常規定量檢測和有目標篩查的應用不存在任何技術問題,客戶看重的更多是產品的信價比,操作難易程度以及後續的維護問題。安捷倫一直把客戶的痛點作為研發儀器的首要重點,比如劃時代的首款堆棧式Ultivo,在保證儀器靈敏度、抗汙染能力、耐用性、容易操作的基礎上,最大程度提高儀器信價比,減少設備佔用的實驗室空間,實現最大容積率。最小儀器體積,更大的產出,實現最高的生產力、檢測效率,快速實現投資回報。
今年推出Ultivo是款全新設計的液相三重四極杆質譜,包括VacShield真空盾、Cyclone離子導杆、「Quant My Way」等設計最大程度達到並超過客戶預期。以軟體為例,在嚴格遵循客戶工作流程的基礎上,最大限度提高軟體的自動化效率以及降低出錯可能性,可以在一次分析中獲得正確的分析結果。
BCEIA2017安捷倫展臺上的Ultivo
應用案例一:安捷倫的氣質三重四極杆質譜,無論是在國際還是國內都無可置疑的擁有最高的市場份額。這裡僅舉一個目前熱點的應用說明一下:德國明斯特的國家化學與獸醫分析研究所的Peter Fürst教授(歐盟基準實驗室)就是與安捷倫有著長期合作關係的使用者,也是使用三重四極杆氣質聯用進行二噁英檢測標準的推動者之一。眾所周知,食品中二噁英的限量要求是非常嚴格的,這對於儀器的靈敏度就提出了很高的要求。目前國內使用的都是高分辨磁質譜方法,而歐洲2014年6月份實施的Commission Regulation (EU) No 709/2014已經將三重四極杆氣質聯用質譜作為一種定量和確證的方法。我們邀請Peter Fürst教授於11月份來中國,會對這方面的內容進行介紹,也歡迎大家參加這次會議。
應用案例二:真菌毒素汙染是威脅糧食安全的重要因素之一,為了簡便高效地一次分析多種真菌黴素,國家糧食科學研究院牽頭建立了同位素內標-LC-MS/MS測定穀物中16種真菌毒素的方法並已報批糧食行業標準。該方法適用於主要穀物中真菌毒素的檢測,涵蓋了糧食中可能汙染的主要真菌毒素,方法簡便、快速、準確、適用範圍廣、檢測目標物種類多。針對該方法,糧科院與安捷倫的應用專家依託於安捷倫三重四極杆液質聯用系統的先進性能,並結合其質譜軟體的獨特功能,共同合作建立了可以實現「plug-and-play」 功能的e-Method。採用該方案,不同實驗室的實驗操作人員只需確認儀器配置,選擇相應的e-Method,經過簡單的調試後,即可進行樣品採集和定量分析,大大節約了方法開發時間和使用難度,使實驗室檢測流程更加標準化,同時也更易於在實驗室間推廣應用。糧科院採用我們上述e-Method,在國內外多家實驗室進行了方法驗證,涉及到Agilent6400系列各個不同的液質聯用平臺。整個驗證過程非常順利,結果也令人滿意。
市場預測:目前氣質三重四極杆質譜主要用於農藥殘留檢測等領域。未來肯定會更廣泛的應用於其他痕量汙染物的檢測,比如上面提到的二噁英等。
目前液質三重四極杆質譜主要用於農藥、獸藥殘留檢測,真菌毒素定量檢測等領域。未來肯定也會更廣泛的應用於其他痕量汙染物的檢測,比如「毒雞蛋」事件中的氟蟲清等。
沃特世(未參展)
相較與其他品牌,Waters的三重四極杆最大的特點可以說是更可靠、穩定、耐用。在Waters三重四極杆內部的離子傳輸通道中,使用了關鍵的多重專利技術,Z-Spray技術加(XS)StepWave技術。Z-Spray技術指的是離子經過離子源霧化帶電後通過特定電場,由Z字形路徑進入後面高真空的質譜系統。帶點離子進入系統而中性溶劑粒子被抽走,未進入後續高真空系統。離子進入真空環境後接著進入(XS)StepWave離子傳輸系統,其專利型的設計,前端大口,後端小口,中間有step的結構設計,通過在其中片狀電極上設置電壓可有效提高離子傳輸效率,使帶電離子聚焦且高效的通過離子傳輸系統進入後面的四極杆,使信號最大化;同時,使用Step的設計,進一步是殘存的不帶電荷的中性粒子通過真空泵抽離真空體系。通過Z-Spray和StepWave兩次的中性粒子抽離方式,大大減少了樣品中基質及溶劑對質譜系統的汙染,是儀器更加的耐用,穩定性更好。
Waters三重四極杆,其離子源方面及與質譜相連的分離前端也是優勢非常明顯,Waters有多種離子源可以與三重四級杆聯用,如標配的ESCi離子源(可一針進樣同時採集ESI+、ESI-、APCI+和APCI-幾種模式下的譜圖)、ASAP(即插即用型離子源,無需前端分離系統,可直接蘸取樣品進質譜)、ionKey(使用微流速離子源,可進一步提高靈敏度)、Unispray(新型電離方式,可與Xevo TQ-XS聯用,實現極限靈敏度)及APGC源(三重四極杆與氣相的連接口,可在一臺質譜上同時實現GC/MS和LC/MS的功能)。同時在分離前端方面,一臺質譜儀可連接超高效液相色譜UPLC、超高效合相色譜UPC2、納升級至微升級超高效液相M-Class及氣相色譜GC,實現海陸空不同方位的分離,之後再進行定量檢測,是三重四極杆應用範圍更廣。
應用案例:APGC/Xevo TQ-XS測定環境中二惡英的應用,其靈敏度大大提高,柱上樣量500ag的2,3,7,8-TCDD,其信噪比仍大於10,且有良好的穩定性。使用APGC與三重四極杆聯用測定二惡英的方法已非常成熟,符合歐盟589/2014/EU法規的相關要求。
Xevo TQ-XS三重四極杆質譜
市場預測:未來,三重四極杆質譜在生物定量、食品安全(農殘獸殘、天然毒素等)、環境(二噁英、水質等)、臨床(新篩、激素、TDM、維生素等)等熱點領域的需求將持續增長,仍將是競爭非常激烈的熱點市場。
島津
三重四極杆型氣相色譜質譜聯用儀擁有更高的靈敏度和抗基質幹擾能力,是廣大分析工作者的得力助手。島津目前在售的三重四極杆型氣質聯用儀型號為GCMS-TQ8040和GCMS-TQ8050,其中,GCMS-TQ8040擁有兼容單四極的分析模式,保證了三重四極當做單四極使用時的靈敏度;Smart MRM技術無需標準品快速建立儀器最佳方法;在高速掃描時採用ASSP專利技術,確保多組分同時分析時譜圖的正確性和靈敏度。GCMS-TQ8050除了繼承GCMS-TQ8040的全部優點之外,還擁有全新的檢測器和降噪技術,在不犧牲抗汙染能力的情況下,靈敏度可達到阿克級。
島津在BCEIA2017上展出的GCMS-TQ8050
島津UFMS(Ultra Fast MS)系列質譜儀具有高靈敏度、高速、高耐用性等特點,可幫助用戶獲得更加可靠的數據。它採用了很多超快速(Ultra Fast)技術來提高分析通量。這些技術包括30,000u/s的掃描速度、555 ch/s的多反應監測(MRM)速度、5ms的正負極性切換速度,將超快速的儀器性能發揮至極致,提高分析的通量,提升用戶的分析效率。在高速分析的同時,島津UFMS(Ultra Fast MS)系列質譜儀可以提供業界最佳的靈敏度和穩定性,在進行大量樣品連續長時間分析時,可以發揮出色的性能。此外,島津擁有諸多極具特點的前端液相色譜系統,如平行液相色譜系統、2D雜質鑑定系統等,充分發揮色譜產品的特長,縮短前處理時間、提高分析效率。為客戶提供更加豐富、更具特色的整體解決方案,而不是僅僅提供一臺質譜。
島津在BCEIA2017上展出的LCMS-8060
應用案例一:島津GCMS-TQ系列憑藉其優異的性能,在食品安全、環境保護等各個領域都發揮著重要的作用。以農檢中心用戶使用三重四極杆氣相色譜質譜聯用儀為例,使用單四極功能該儀器能夠輕鬆完成法規所要求的檢測內容,還可以使用Smart MRM技術在無需任何農殘標準品的情況下建立儀器最佳方法,實現農殘篩查,一針進樣即可完成成百上千種農殘的檢測。島津還根據農檢用戶使用儀器的習慣,為用戶量身定製農殘分析系統,如蔬菜水果中農殘檢測的前處理常規是採用QuEChERS方法的,但這種方法的最後一步提取溶劑是乙腈,乙腈進入氣相色譜柱後會降低柱效,所以通常用戶會將乙腈轉溶為其他溶劑上氣相。島津的農殘分析系統創新性地採用了PTV程序升溫進樣口,在線將目標物濃縮將乙腈溶劑排出,無需將乙腈轉溶就可以進行高靈敏度分析,節省了用戶的寶貴時間,減少溶劑轉溶帶來的誤差。知您所想,為您解憂。
應用案例二:一家提供臨床樣品分析服務的第三方檢測公司,擁有島津多臺三重四極杆質譜儀。每臺儀器7*24小時連續運轉,分析生物樣本中的維生素D、維生素E等目標組分。在檢測靈敏度、長期穩定性、分析速度等方面深得用戶認可。
市場預測:三重四極杆型氣相色譜質譜聯用儀在過去已經很好地解決了一些分析難題,其定量能力遠遠優於單四極質譜,給足了分析工作者信心。隨著經濟的發展和科技的進步,國家政策法規也會向三重四極杆型質譜儀器上靠攏,採用更為精準的檢測方式作為標準方法,是大勢所趨。另外,三重四極杆型氣質聯用儀的價格低於高分辨質譜,使用和維護都很簡便,可以很好地普及。如在超痕量級二噁英檢測方面,原來一直都只能採用高分辨磁質譜進行檢測,其運行成本非常高,儀器維護也很繁瑣。在2014年歐盟就已經推出相關法規,表明在二噁英檢測方面,三重四極杆型氣質聯用儀的數據可以並行於高分辨磁質譜,這可以極大地降低檢測二噁英的成本。在中國雖然相關法規還為出臺,但相信在不久的將來,三重四極杆型質譜將會在法規的推動下得到更好地推廣。
第三方檢測市場。食品安全、環境、臨床及醫藥領域第三方檢測市場大幅增長,帶來對LCMS/MS產品的大量需求。
本屆BCEIA期間,國產廠商普析通用展出了自家三重四級杆質譜儀——TRAL BLAZER。
TRAL BLAZER三重四級杆質譜儀