Thermo Scientific Orbitrap Fusion 是賽默飛四極桿-靜電場軌道阱-線性離子阱三合一組合式質譜。Fusion使用的Orbitrap為超高場Orbitrap質量分析器，相比于賽默飛其他Orbitrap系列產品，Fusion具有超高分辨、高靈敏度、多級質譜能力，并且配備多種裂解模式（CID、HCD及可升級的ETD），非常適合蛋白質組學中復雜體系的高通量蛋白檢測。

Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀是行業高性能質譜儀，靈敏度更強。包含三個質量分析器，四極桿、Orbitrap和線性離子阱（LIT）。可用于蛋白質組學、代謝組學和生物制藥領域。

Thermo Orbitrap Fusion三合一高分辨質譜儀的結構

經液相色譜（LC）柱分離后，化合物通過樣品傳輸線進入質譜儀（MS）進行電離和分析。MS可以通過執行MSn實驗來提供有關化合物的質荷比（m/z）的信息以及結構和定量信息。Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀的基本結構包括離子源、離子光學器件、質量分析儀和檢測器。

離子源

連接到LC的離子源是大氣壓電離（API）。API源用作LC和MS之間的接口，包括以下電離技術：加熱電噴霧電離（H-ESI），大氣壓化學電離（APCI）和大氣壓光電離（APPI）。除了API離子源外，在電動離子漏斗后面的API離子源界面中還有第二個離子源（RIS）。

離子光學器件

離子光學器件將氣相樣品離子聚焦并加速進入質量分析儀。它包括MP00離子光學器件、MP0離子光學器件、MP1離子光學器件、彎曲線性阱（C型阱）、離子路由多極（IRM）、MP3離子光學器件和DC偏移電壓。MP00離子光學器件包括MP00 RF透鏡和L0透鏡，位于API源接口和MP0離子光學器件之間。MP0離子光學系統，也稱為有源束波導（ABG），將來自MP00離子光學系統的離子沿中心軸通過90度弧線傳輸到四極。90度電弧可通過防止中性物質和高速團簇進入四極桿來降低噪音。MP1離子光學器件充當離子傳輸設備，通過MS向棒施加射頻（RF）電壓以產生電場，沿著四極桿的軸引導離子，從而將離子從四極桿傳輸到C阱。進入C阱后，離子通過與氮氣碰撞氣體碰撞而失去其動能，并聚集在C阱的中心軸上。IRM包含一個安裝在金屬管內的多極直管，直接對準C阱。將電勢梯度施加到多極管以快速提取離子。MP3離子光學器件可以通過將射頻電壓施加到桿上的方式把離子從IRM傳輸到雙壓LIT，以產生沿多極軸引導離子的電場。

質量分析儀

Thermo Orbitrap Fusion三合一高分辨質譜儀包含三個質量分析儀，四極桿、Orbitrap和LIT。

四極質量分析儀（Q1）包含四個圓桿。MS向桿施加RF電壓和DC偏移電壓。當將可變幅度的RF和DC電壓施加到可以產生電場的四極桿時，電場可以使具有特定m/z的離子產生穩定的振蕩，而對所有其他離子產生不穩定的振蕩。即，Q1用作質量過濾器，使選定的離子能夠通過桿。四極桿僅在施加RF電壓時用作離子傳輸設備。

軸對稱的Orbitrap質量分析儀包含一個紡錘狀的中心電極，該中心電極被一對鐘形的外部電極圍繞。運動的離子可能被靜電場捕獲。離子在Orbitrap內部經過靜電場，迫使它們以復雜的螺旋形運動。這些振蕩的軸向分量可以通過電極的兩半檢測為鏡像電流。使用傅里葉變換將圖像電流轉換為質譜圖。

LIT質量分析器是雙單元二維LIT質量分析器，由前轉移透鏡（TL1）、高壓LIT池、中心轉移透鏡（TL2）、低壓LIT池和后轉移鏡頭（TL3）組成。質量分析器單元內部是精密加工和精確對齊的雙曲線桿的方形陣列，該桿具有前、中、后三個部分。

LIT質量分析儀進行的步驟包括離子存儲、離子隔離、碰撞誘導解離（CID）和離子掃描。對于SIM或MSn，LIT質量分析儀將離子隔離波形電壓施加到X桿上，同時主AC電壓斜率上升到新的存儲電壓，噴射出除選定m/z離子以外的所有離子。另外，對于MSn，LIT質量分析器將共振激發AC電壓施加到X桿上，以產生CID。為了掃描出離子，主RF電壓從低壓上升到高壓，同時MS向X桿施加共振噴射AC電壓以促進噴射。隨著主RF電壓的增加，m/z值增加的離子變得不穩定，并通過X桿中的槽噴出。

離子檢測系統

Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀具有高靈敏度和離軸離子檢測系統。該檢測系統包含兩個轉換打拿極和一個電子倍增器。它可產生高信噪比（S/N），與檢測到的離子數量成正比，并且可以在正負離子工作模式之間切換電壓極性。

Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀的掃描類型

MS掃描：MS掃描（或全掃描MS）對應的是質量分析的單個階段。在這種掃描類型中，離子源中形成的離子存儲在IRM中，然后將離子轉移到Orbitrap或LIT質量分析儀，以產生質量范圍內可觀察離子的完整質譜圖。MS掃描可用于定性和定量分析。此掃描類型還可用于確定化合物的分子量和強度。

MS2掃描和MSn掃描：MS2掃描對應的是MS/MS質量分析。在MS/MS掃描的第1階段，我們可以使用四極桿或離子阱來選擇離子。然后將選定的離子轉移到IRM中的高能碰撞解離（HCD）或CID、電子轉移解離（ETD）或UVPD的LIT中。在MS/MS掃描的第二階段，產物離子被轉移到軌道阱或LIT中進行分析和檢測。在MSn掃描中，n的掃描功率通常為2到10，這意味著它涉及2-10個質量分析階段。每個階段都包含一個離子選擇步驟。掃描功率越高，可獲得的化合物結構信息越多。

SIM掃描：選擇性離子監測（SIM）是質量分析的單個階段，可以監測特定離子或一組離子。在這種掃描類型中，Orbitrap或LIT選擇并檢測m/z范圍內的離子，以產生SIM質譜圖。

Thermo Orbitrap Fusion三合一高分辨質譜儀的新技術

1. EASY-IC選擇。Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀還有一個離子源（RIS），位于電動離子漏斗后面的API源接口中。此內部校準可將m/z分配精度提高到小于1 ppm。RIS生成內部校準離子，以正負兩種模式對MS掃描進行實時質量校準。

2. EASY-ETD選擇。ETD是一種通過將電子轉移到多個帶電荷的氣態分子上而使之分裂的解離方法。ETD和EThcD HD模式在Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀中用于增加ETD光譜的檢測限和動態范圍。

3. 紫外線光解離（UVPD）選擇。具有UVPD的Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀提供了額外的特別的MSn功能。這種新穎的片段化模式具有三合一平臺的多功能性，可以對蛋白質組學和代謝組學的大分子和小分子進行深入的結構分析。

4. 1,000,000 FWHM超高分辨率。具有MSn能力和多種碎片模式的超高分辨率可對多種分析物進行全面表征。

Thermo Orbitrap Fusion三合一高分辨質譜儀的應用

Thermo Orbitrap Fusion三合一高分辨質譜儀具有出色的靈敏度、選擇性和多功能性，可幫助獲得高質量的數據。該質譜儀配備有亮度高的離子源、具選擇性的四極桿、快的離子阱分析儀，完善的解離技術和超高分辨率Orbitrap分析儀，適用于許多富有挑戰性的應用。

翻譯后修飾（PTM）分析

PTM在蛋白質組學中起著重要的作用，調節細胞活性定位，與其他細胞分子發生相互作用，如蛋白質、核酸、脂質和輔因子。Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀具有CID、HCD、ETD和EThcD等多個片段，可用于PTM分析，尤其是糖基化分析。例如，ETD和EThcD可以提供糖肽主鏈片段化的MS/MS譜圖，從而找到準確的修飾位點定位。

蛋白質定量

質譜在蛋白質定量中起重要作用。使用同位素標簽的多重分析法被廣泛應用于蛋白質豐度的高通量定量比較。Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀可以執行同量異位素標記TMT，能夠以高定量精度同時分析10個樣品。Orbitrap Fusion Lumos具有高選擇性和更高的靈敏度，可實現良佳性能，同時可保持對低豐度分析物定量的高重現性。

完整蛋白質分析

自上而下的蛋白質組學通常分析的是完整的蛋白質，通過質譜儀中完整蛋白質的片段化，提供有關PTM、蛋白質異構體和蛋白質序列的信息。Orbitrap Fusion Lumos MS配備了真空技術，能夠為分析完整的蛋白提供優化條件。結合多樣性碎片，Orbitrap Fusion Lumos MS的ETD HD可以提供改進的檢測限和動態范圍，從而在更快的捕獲速率下獲得更大的序列覆蓋率。此外，它還可用于重鏈和輕鏈的完整單克隆抗體的高精度質量分析。

小分子分析

由于其高靈敏度和高分辨率，Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀可用于鑒定和定量小分子。由于可以觀察到精細的同位素結構，可以用于測定高精度的分子式。這種直接測量消除了模式匹配估計的模糊性。此外，更明亮的離子源使它能達到更低的定量水平。

Thermo Scientific公司的Orbitrap Fusion Lumos Tribrid三合一質譜儀具有某些高級功能，包括新型API接口、四極桿技術、高場Orbitrap分析儀和雙壓線性離子阱。特別的儀器架構可在任何碎片化階段執行多種解離技術，如HCD和CID，并在線性離子阱或Orbitrap質量分析儀中分析離子。