功能
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这是一款超高质量分辨率和高灵敏度的 MALDI-TOFMS 系统，采用 JEOL 独特的 SpiralTOF 离子光学系统。
JMS-S3000 扩大了 SpiralTOF 模式下的测量质量范围，并发展到 SpiralTOF™-plus 30。它具有与传统设备不同的特点，引领分析技术的前沿，满足合成聚合物、材料科学和生物聚合物等广泛领域不断变化的研究需求。
挑战常识极限的SpiralTOF离子光学系统
为了提高飞行时间质谱仪的质量分辨率和质量精度，需要在“有限的空间”内“延长飞行距离”，而不需要将相同质量的离子群（离子包）散开。
SpiralTOF离子光学系统采用JEOL专有技术开发了多转TOFMS基本原理“完美聚焦”和“多转”原理，在有限的空间内实现了17 m的螺旋离子轨迹。离子包聚焦在螺旋轨迹的每一层，实现高质量分辨率和质量精度以及高离子传输率。
肽标准混合物的质量分辨率（10 次测量的平均值）
减少基质晶体不均匀的影响
基质晶体的不均匀性会导致飞行起始位置的差异，从而导致飞行时间的差异。 SpiralTOF™-plus 30通过延长飞行距离来最大限度地减少这种影响，稳定质量分辨率，并使用外标法实现高质量精度。此外，即使在测量大型且不平坦的样品表面（例如生物切片样品的质量成像）时，也能保持高质量分辨率和质量精度。
Achieving a wide dynamic range
SpiralTOF™-plus 30 uses a 14-bit ADC (Analog-to-Digital Converter) for signal processing, achieving a wide dynamic range This makes it possible to simultaneously detect peaks with ion intensity differences of about 4 orders of magnitude In addition, it has become easier to analyze trace components not only in normal solution measurements but also in mass imaging measurements The following is an example of measurement of a sample containing a 1,000:1 mixture of polyethylene oxide and propylene oxide在聚合物分析中，通过与肯德里克质量缺陷（KMD）分析相结合，可以分析难以发现的痕量成分。
聚环氧乙烷和聚环氧丙烷 1,000:1 混合物的质谱
SpiralTOF™-plus 30 实现了较宽的动态范围，并且可以计算痕量组分的分子量分布。
KMD 图（基本单位 EO）
分子量分布计算值
| 总强度(%) | 数平均低频 | Weight average molecular weight | 多分散性 | |
|---|---|---|---|---|
| ① | 89.83 | 1460.80 | 1492.87 | 1.0220 |
| ② | 10.00 | 1480.46 | 1515.30 | 1.0235 |
| ③ | 0.17 | 2112.30 | 2132.53 | 1.0096 |
TOF/TOF选项和线性TOF选项的特点和应用
TOF/TOF 选项
功能
通过在第一台MS中采用SpiralTOF离子光学系统，我们实现了高前体离子选择性，并且可以适当地选择前体离子的单同位素峰。
利用高能碰撞诱导解离 (HE-CID) 可以获得富含结构信息的产物离子质谱。
JEOL独特的偏置抛物面反射技术使我们能够获得从m/z 5到母离子的所有产物离子信息，并获得高度可靠的结构信息。
用法
在有机化合物的结构分析中，除了通过HE-CID获得的结构信息之外，通过确定离子种类（加成离子），可以使用螺旋模式下的精确质量来提高成分估计的准确性。
在肽的氨基酸序列分析中，HE-CID的优点是能够鉴定亮氨酸、异亮氨酸等结构异构体。 It is also possible to confirm the amino acids that make up the peptide by checking immonium ions
分析添加剂、表面活性剂、脂质等时，组成烷基链的结构分析非常重要。 HE-CID 可以估计烷基链长度和双键位置。
在聚合物的结构分析中，离子种类（加合离子）和端基的质量可以从产物离子质谱中确认。通过与Spiral模式的成分估计结果相结合，可以提高结构估计的精度。
聚氧丙烯的产物离子质谱
在 SpiralTOF™-plus 30 中，只能选择单同位素离子，因此很明显，相差 2 u 的两个产物离子不是同位素离子，而是具有不同的结构。
线性 TOF 选项
功能
在线性 TOF 选项中，离子从离子源沿直线飞行和检测。
当离子在飞行过程中经历源后分解 (PSD) 时，生成的离子和中性粒子飞行并以与解理前相同的速度进行检测，因此 PSD 离子在线性模式质谱中被检测为与解理前离子相同的信号。因此，线性模式质谱可以高灵敏度地测量易发生 PSD 的高质量样品。
螺旋和线性模式进一步扩大了可测量的目标范围。
用法
可有效筛选聚合物的分子量分布。
可以计算质量分布范围从几千到数万的聚合物样品的分子量分布、多分散性等。
可以对分子量为 10,000 或更高的高质量样品（例如完整蛋白质）进行高灵敏度测量。
能够对容易发生 PSD 的样品（例如蛋白质和糖链）进行高灵敏度测量。
牛血清白蛋白 (BSA) 和免疫球蛋白 G (IgG) 的质谱
线性 TOF 选项可让您轻松测量完整蛋白质的分子量。
SpiralTOF™-plus 30，专门从事聚合物分析
具有不同端基的聚合物的混合物和共聚物含有多种化合物，为了了解它们的特性，有必要检测每种化合物，这需要在较宽的质量范围内具有超高的质量分辨率。此外，由于混合了多种聚合物和微量添加剂以提高功能性，因此不仅检测基材，而且检测微量成分也很重要。
凭借在宽范围和宽动态范围内的超高质量分辨率，SpiralTOF™-plus 30 是满足这些要求的解决方案。源后离子排除是 SpiralTOF 光学系统的一大特点，极大地有助于清晰的质谱分析。
我们为聚合物分析提供最有效且唯一的解决方案，由于先进的功能和回收利用，聚合物分析变得越来越复杂。
聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 的质谱 (m/z2,000-9,000)
SpiralTOF™-plus 30 在聚合物分析所需的宽质量范围内实现了高质量分辨率。
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 30 聚合物分析系统
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 30 的高质量分辨率、高质量准确度和宽动态范围与 msRepeatFinder 聚合物分析软件相结合，是最强大的聚合物分析系统。
msRepeatFinder Polymer Analysis Software (Optional)
使用肯德里克质量缺陷 (KMD) 和肯德里克质量剩余 (KMR) 图来估计复杂光谱中包含的聚合物种类和端基，并揭示聚合物的真实身份。此外，由于可以分析两个样品之间的差异，因此对于验证样品劣化、批次之间的差异以及合成过程中的差异很有用。
高级质量成像分析
Mass imaging technology was initially developed for high molecular weight compounds such as proteins and peptides However, as applications expand, analysis of low-molecular compounds such as lipids, drugs, and metabolites has become mainstream传统的反射器 MALDI-TOFMS 被认为不适合在低分子量范围内进行测量，在该范围内可以观察到基质衍生的峰。此外，在质量成像中，还会观察到样品表面的污染物成分，这增加了阻碍观察目标化合物的因素。因此，即使在低分子区域，获得具有高质量分辨率的高选择性定位信息也极其重要。此外，即使在测量大且不平坦的样品表面时，长时间保持高质量分辨率和质量精度也很重要。
SpiralTOF™-plus 30 是一款满足成像要求的高性能 MALDI-TOFMS，具有超高质量分辨率和长飞行距离，可最大限度地减少因样品表面不均匀性而导致的质量分辨率损失。此外，它还支持高速质量成像分析。
噪音过滤器 FINE-AI 通过 AI 过滤（机器学习）
海量成像数据处理软件msMicroImager™版本3（可选）新配备了使用AI（机器学习）的噪声滤波器FINE-AI Filter。通过优化和实施在扫描电子显微镜（SEM）海量成像数据处理中培育的LIVE-AI（实时图像视觉增强器-AI）技术，我们实现了海量图像图像质量的显着提升。
使用高质量分辨率和 FINE-AI Filter 对小鼠大脑切片中的脂质进行质量成像
小鼠大脑切片中存在多种脂质，m/z获得从700到1,000的复杂质谱。这些峰大部分是痕量成分，不到基峰的 10%。因此，针对脂质的质量成像需要接近基线的高质量分辨率。如下图所示，m/z我发布了820-823的放大图。已观察到许多质量差异约为 01 u 的峰。利用 SpiralTOF™-plus 30 的高质量分辨率，我们分离了同量异位离子峰，并通过精确的质量测量估计了四种脂质的组成。此外，如果您绘制特定于化合物的图像，您将看到每个化合物表现出不同的定位。使用传统的反射飞行时间质谱仪，很难分离小于 01 u 的颗粒，这使得估计脂质成分变得困难，并导致混合的定位信息。此外，通过应用AI噪声过滤器FINE-AI Filter，我们能够获得更高质量的质量图像。
PE：磷脂酰乙醇胺，PC：磷脂酰胆碱，GalCer：半乳糖神经酰胺
该分析是与大阪大学科学研究生院基础科学研究中心高级质谱研究小组共同研究的结果。组织切片由大阪大学工学研究生院环境与能源工程系粟津实验室友情提供。
JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 30 质量成像系统（选件）
在质量成像测量中，在样品表面上扫描激光照射位置以顺序获得质谱。通过分析这些数据，可以可视化样品表面上特定化合物的定位信息。
蛋白质分析
使用牛血清白蛋白 (BSA) 胰蛋白酶消化物的质谱和肽质量指纹图谱进行鉴定结果
肽质量指纹分析 (PMF) 可有效识别使用二维电泳等方法分离的蛋白质。使用蛋白质消化酶（例如胰蛋白酶）消化分离的蛋白质，并通过将所得肽混合物的质谱与蛋白质数据库中的信息进行比较来鉴定蛋白质。螺旋模式的高质量精度使得数据库匹配过程中的质量误差范围极窄，从而实现高度可靠的识别，并减少误报。
| 含量（fmol） | 匹配/搜索的肽数 | 序列覆盖率 (%) | 吉祥物分数 |
|---|---|---|---|
| 50 | 52 / 81 | 75 | 570 |
| 10 | 41 / 79 | 64 | 390 |
| 5 | 36 / 77 | 54 | 351 |
| 1 | 28 / 57 | 43 | 255 |
| 0.5 | 31 / 52 | 46 | 306 |
| 0.1 | 18 | 12 / 34 | 92 |
Identification of bovine serum albumin (BSA) by MS/MS Ion Search method
如果蛋白质分离困难，使用 MS/MS 离子搜索方法进行鉴定是有效的。以螺旋模式测量标准BSA胰蛋白酶消化物，在获得的质谱中选择10个高强度离子作为前体离子，并对每个离子测量产物离子质谱。整个过程自动执行。使用 MASCOT Server 对获得的 10 个产物离子质谱进行 MS/MS 离子搜索，以高置信度鉴定出 BSA。
合成寡核苷酸的确认
合成寡核苷酸的准确确认对于核酸药物的开发和制造非常重要。以线性正离子模式和螺旋正离子模式测量由20个碱基组成的合成寡核苷酸5'-CGCTAAGTACGCAATGGGCC-3'。在螺旋模式下，使用外标法观察到质子化分子 [M+H]+ 的质量分辨率 >40,000，质量测量误差为 -64 mDa (-10 ppm)，支持了预期的元素组成。
寡糖的结构分析
高能碰撞诱导解离 (HE-CID) 串联质谱可以鉴定寡糖的结构异构体。海带四糖和水苏糖是彼此结构异构体的四糖。比较使用每个钠离子加合物分子 [M+Na]+ 作为母离子的 TOF-TOF 选项测量的产物离子质谱，可以看出几乎所有产物离子都是常见的，但对于水苏糖，m/z 671、658 和 599 的相对强度特别强。推测这是由于水苏糖的还原端是果糖，果糖具有5元环，反映了5元环特有的结构应力和空间位阻。
磷脂的结构分析
提取蛋黄中的脂质并以正离子模式进行分析。检测到大量的磷脂酰胆碱(PC)，并且在PC(34:1)的质子化分子[M+H]+的HE-CID产物离子质谱中观察到源自脂肪酸内部裂解的离子，证实了脂肪酸的组成和双键的位置。
有机合成化合物的精确质量测量
SpiralTOF™-plus 30 可以精确测量从小分子到聚合物的所有物质的质量。
在低分子区域，MALDI-TOFMS 测量传统上很困难，因为会观察到基质衍生的峰，但 SpiralTOF 离子光学系统解决了这个问题。
普通感冒药的测量示例
Boroxine Cage 12 聚体测量示例
即使在高分子量范围内，也可以以高质量分辨率分离同位素峰。在高分子量范围内，单一同位素峰非常小，难以观察，因此可以通过观察同位素模式和最丰富的同位素峰来确认组成。
小野，K 等人。用二硼酸自组装纳米尺寸的硼氧笼。美国化学会杂志，137 (22), 7015-7018 doi:101021/jacs5b02716 (2015)
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MALDI：JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 30 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪
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