Thermo Orbitrap Exploris 480
Масс-спектрометр высокого разрешения на основе орбитальной ловушки с разрешением до 480 000 (FWHM), точностью масс менее 1 ppm и скоростью до 40 Гц. Квадрупольный масс-фильтр + C-Trap + Orbitrap. ПО Xcalibur / FreeStyle.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| Тип | Квадрупольный масс-спектрометр высокого разрешения (Q-Orbitrap) |
| Разрешение | До 480 000 (FWHM при m/z 200) |
| Форм-фактор | Настольный |
| Диапазон масс | m/z 50-8000 |
| Совместимый LC | Thermo Vanquish, любой ВЭЖХ/УВЭЖХ |
| Точность масс | < 1 ppm (с внутренней калибровкой EASY-IC) |
| Формат данных | .raw (Thermo), конвертация в mzML |
| Масс-анализатор | Орбитальная ловушка (Orbitrap) |
| Источник ионизации | ESI, APCI, APPI (сменные) |
| Скорость сканирования | До 40 Гц (при разрешении 7500) |
| Программное обеспечение | Xcalibur, FreeStyle, Compound/Proteome Discoverer |
Описание
Назначение
Thermo Orbitrap Exploris 480 - масс-спектрометр высокого разрешения (HRMS) на основе орбитальной ловушки для идентификации и количественного определения молекул.
Место в линейке
Exploris 480 - флагман серии Exploris. Младшая модель Exploris 120 предлагает разрешение до 120 000, а Exploris 240 - до 240 000. Все три модели используют одну и ту же архитектуру Q-Orbitrap.
Для задач, требующих ещё более высокого разрешения, Thermo предлагает Orbitrap Eclipse Tribrid с дополнительной линейной ионной ловушкой.
Принцип работы
Ионы из источника ESI/APCI фильтруются квадрупольным масс-фильтром, накапливаются в C-Trap и инжектируются в орбитальную ловушку. В ловушке ионы вращаются вокруг центрального электрода с частотой, зависящей от отношения массы к заряду (m/z).
Детекция основана на регистрации наведённого тока (image current). Преобразование Фурье переводит временной сигнал в масс-спектр. Чем дольше регистрация, тем выше разрешение.
Позиция на рынке
Orbitrap - запатентованная технология Thermo Fisher, не имеющая прямых аналогов у конкурентов. Альтернативы в сегменте HRMS: времяпролётные (TOF) анализаторы Sciex, Agilent, Waters, Bruker.
Exploris 480 широко используется в протеомике, метаболомике, фармацевтике и клинической диагностике.
Ключевые технологии
Орбитальная ловушка (Orbitrap)
Ионы вращаются вокруг веретенообразного центрального электрода и одновременно совершают осцилляции вдоль его оси. Частота осцилляций обратно пропорциональна корню из m/z.
Отсутствие магнита (в отличие от FT-ICR) делает систему компактной и не требующей криогенных жидкостей. Разрешение 480 000 (FWHM при m/z 200) достигается за время детекции менее 1 секунды.
Квадрупольный масс-фильтр
Четыре параллельных стержня с переменным радиочастотным полем пропускают только ионы выбранного диапазона m/z. Остальные ионы отклоняются.
Фильтр работает в двух режимах: широкополосный (пропускает весь диапазон для Full MS) и узкополосный (изоляция прекурсора для MS/MS с окном от 0.4 Да).
Высокоэнергетическая фрагментация (HCD)
Ионы-прекурсоры фрагментируются в C-Trap путём столкновений с инертным газом (N2). Энергия фрагментации задаётся ступенчато (Stepped NCE) для получения информативных спектров.
HCD генерирует b/y-ионы для пептидов и характеристические фрагменты для малых молекул. Результат детектируется в Orbitrap с высоким разрешением.
FAIMS Pro (опция)
FAIMS (Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry) - газофазное разделение ионов по подвижности перед входом в масс-спектрометр. Снижает химический шум и повышает чувствительность.
Особенно эффективен для сложных биологических матриц (плазма, лизаты клеток). Увеличивает число идентифицированных белков в протеомике на 20-30%.
Точность масс
Внутренняя калибровка (EASY-IC) обеспечивает точность масс менее 1 ppm без внешнего калибранта. Калибрант из фона (полисилоксан, фталат) используется как lock mass.
Точность 1 ppm при массе 500 Да соответствует погрешности 0.0005 Да. Это позволяет однозначно определять элементный состав.
Для кого подходит
- Протеомика - идентификация и количественное определение тысяч белков из клеточных лизатов (DDA, DIA)
- Метаболомика - нецелевой скрининг метаболитов с точной массой для идентификации
- Фармацевтика - контроль примесей, определение метаболитов лекарств, характеризация биопрепаратов
- Клиническая диагностика - мультиплексное определение биомаркеров, скрининг новорождённых
- Экология - скрининг органических загрязнителей (пестициды, PFAS) в воде и почве
- Пищевая безопасность - определение микотоксинов, пестицидов, ветеринарных препаратов
- Липидомика - структурная характеризация липидов с MS/MS фрагментацией
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
Xcalibur - управление прибором и сбор данных. FreeStyle - просмотр и интерпретация масс-спектров. Compound Discoverer и Proteome Discoverer - специализированные пакеты для метаболомики и протеомики.
Формат данных: .raw (проприетарный Thermo). Конвертация в mzML через MSConvert.
Требования к установке
- Форм-фактор: настольный (с ЖХ-системой - напольная стойка)
- Азот: генератор или баллон (расход ~5 л/мин)
- Электропитание: 220 В, ИБП обязателен
- Температура: 18-25°C, кондиционирование
- Вакуумная система: турбомолекулярные насосы (встроены)
Обслуживание и расходные материалы
Калибровка выполняется автоматически (EASY-IC) или вручную раз в неделю с калибрантом Pierce. Источник ионов (ESI probe) требует чистки раз в 1-4 недели в зависимости от матрицы.
Расходные материалы: калибрант, газ-носитель (азот), капилляры источника, HPLC-колонки.
Обучение
Базовое обучение от Thermo Fisher занимает 3-5 дней. Полное освоение DIA-протеомики и нецелевой метаболомики требует нескольких месяцев. Биоинформатическая обработка данных - отдельный навык.
Ограничения
- Нет MS3 (для MS3 нужен Orbitrap Eclipse Tribrid)
- Скорость сканирования ниже, чем у TOF-систем при низком разрешении
- Формат данных .raw проприетарный (требует конвертации для открытых пайплайнов)
- FAIMS Pro приобретается отдельно
Области применения
Сравнение с аналогами
TripleTOF 6600+ - времяпролётный масс-спектрометр высокого разрешения (Q-TOF) с разрешением до 60 000 и скоростью до 100 Гц в SWATH-режиме. Sciex превосходит по скорости сканирования, Orbitrap - по разрешению (480 000 vs 60 000) и точности масс. TripleTOF предпочтителен для DIA/SWATH-протеомики с акцентом на скорость, Exploris 480 - для задач, требующих максимального разрешения.
Agilent 6546 - Q-TOF с разрешением до 60 000 и технологией iFunnel для повышенной чувствительности. Exploris 480 превосходит по разрешению в 8 раз. Agilent 6546 выигрывает интеграцией с ЖХ-системами Agilent и ПО MassHunter. Для рутинного скрининга Q-TOF достаточен, для точной идентификации элементного состава нужен Orbitrap.
timsTOF Pro 2 - Q-TOF с технологией TIMS (trapped ion mobility spectrometry), добавляющей четвёртое измерение разделения. Bruker превосходит по скорости и глубине протеомного покрытия в DIA-PASEF режиме. Exploris 480 превосходит по разрешению и точности масс. timsTOF - для протеомики с акцентом на глубину покрытия, Exploris - для универсальных задач HRMS.
Частые вопросы
Чем Exploris 480 отличается от Exploris 240?
Главное отличие - максимальное разрешение: 480 000 vs 240 000 FWHM при m/z 200. На практике это означает лучшее разделение изобарных ионов и более точное определение элементного состава. Для большинства задач количественной протеомики и целевого анализа разрешения 240 000 достаточно. Exploris 480 предпочтителен для нецелевого скрининга и задач с изобарными интерференциями.
Можно ли заменить Orbitrap Exploris тройным квадруполем?
Для целевого количественного анализа (MRM/SRM) тройной квадруполь остаётся стандартом благодаря линейному динамическому диапазону и простоте метода. Orbitrap превосходит для нецелевого скрининга, идентификации неизвестных и ретроспективного анализа. Многие лаборатории используют оба типа приборов для разных задач.
Нужен ли FAIMS Pro?
FAIMS Pro - опциональный модуль газофазного разделения. Для протеомики он увеличивает число идентификаций на 20-30% за счёт снижения шума. Для рутинного целевого анализа малых молекул FAIMS обычно не требуется. Приобретение FAIMS целесообразно для лабораторий, занимающихся глубокой протеомикой или анализом сложных биологических матриц.
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.