安益譜 Cassitrap120K：中國首臺自主研發(fā)四極桿 - 傅里葉靜電阱超高分辨質譜儀的技術突破與應用
一、引言：超高分辨質譜的國產化里程碑
在現(xiàn)代分析檢測領域，超高分辨質譜儀憑借 “百萬分之一級質量精度”“十萬級分辨率” 的核心優(yōu)勢，成為復雜基質中未知物篩查、痕量污染物鑒定、蛋白質組學深度分析等高端場景的 “不可替代工具”。長期以來，全球超高分辨質譜市場被國際品牌壟斷，核心技術（如傅里葉變換離子回旋共振、軌道阱）受限于國外專利，國內實驗室需依賴進口儀器，面臨 “價格高昂、維護周期長、定制化響應慢” 等痛點。
2025 年，蘇州安益譜打破技術壁壘，推出Cassitrap120K 四極桿 - 傅里葉靜電阱超高分辨質譜儀—— 這是中國首臺自主研發(fā)的四極桿 - 傅里葉靜電阱聯(lián)用超高分辨質譜儀，不僅實現(xiàn) “傅里葉靜電阱” 核心部件的國產化設計與制造，更以 “最高 12 萬分辨率、全譜采集優(yōu)勢、多模式靈活切換” 的性能，對標國際頂尖超高分辨質譜儀，填補了國內在高端超高分辨質譜領域的技術空白，標志著我國質譜技術正式邁入 “超高分辨自主化” 時代。
二、Cassitrap120K 的核心技術突破：傅里葉靜電阱的 “中國方案”
超高分辨質譜的核心在于 “質量分析器”，Cassitrap120K 創(chuàng)新性采用 “四極桿 - 傅里葉靜電阱” 聯(lián)用架構，其中自主研發(fā)的傅里葉靜電阱質量分析器是技術突破的核心，通過獨特的離子捕獲與檢測機制，實現(xiàn) “高分辨率、高質量精度、寬動態(tài)范圍” 的三重性能飛躍。
（一）最高 12 萬分辨率：破解 “復雜基質分離難題”
分辨率是衡量質譜儀分離相近質量數(shù)離子能力的關鍵指標，例如在環(huán)境樣品中篩查 “多溴二苯醚同分異構體”（質量差僅 0.002Da）、生物樣品中鑒定 “同分異構體代謝物” 時，需超高分辨率才能實現(xiàn)有效分離。Cassitrap120K 的傅里葉靜電阱通過兩大設計實現(xiàn)分辨率突破：
- 離子捕獲優(yōu)化：采用 “雙曲面靜電阱” 結構，通過精密電場設計，將離子限定在阱內進行周期性振蕩，振蕩頻率與離子質荷比（m/z）嚴格對應，較傳統(tǒng)線性離子阱的離子捕獲效率提升 40%，為高分辨率檢測提供充足離子源；
- 傅里葉變換算法升級：搭載自主研發(fā)的 “高速傅里葉變換信號處理芯片”，可實時采集離子振蕩信號并轉化為質量譜圖，在 m/z 200 處分辨率最高可達 12 萬（國際主流超高分辨質譜儀分辨率通常為 10 萬～15 萬），能夠有效分離 m/z 281.0785（如鄰苯二甲酸二丁酯）與 m/z 281.0812（基質干擾離子），解決復雜基質中 “共流出離子難以區(qū)分” 的行業(yè)痛點。
（二）高質量精度：實現(xiàn) “未知物精準定性”
質量精度（通常以 “百萬分之一” ppm 為單位）決定未知物鑒定的準確性，例如在食品安全未知污染物篩查中，需通過 “實測質量與理論質量的偏差≤5ppm” 才能確定化合物分子式。Cassitrap120K 通過 “硬件校準 + 軟件算法” 雙重保障，實現(xiàn)高質量精度：
- 動態(tài)質量校準：內置 “全氟三丁胺（PFTBA）在線校準源”，可實時向離子阱中注入校準離子，自動校正質量軸偏差，將長期質量精度控制在≤2ppm（如測定利血平標準品，理論 m/z 609.2807，實測 m/z 609.2818，偏差僅 1.8ppm），遠優(yōu)于國際品牌 “≤5ppm” 的常規(guī)指標；
- 離子信號降噪：采用 “低溫降噪檢測器”，將檢測器工作溫度降至 - 20℃，減少電子噪聲對信號的干擾，在檢測低濃度離子（如 pg 級農藥殘留）時，仍能保持穩(wěn)定的質量精度，確保未知物分子式推導的準確性。
（三）全譜采集優(yōu)勢：捕捉 “瞬時離子信號”
傳統(tǒng)三重四極桿質譜儀需預設 “目標離子對” 進行選擇檢測，無法捕捉未知離子信號；而 Cassitrap120K 的傅里葉靜電阱采用 “全譜采集模式”，可在一次分析中捕獲 m/z 50~2000 范圍內的所有離子信號，無需提前設定目標物，尤其適合未知物篩查與非靶向分析：
- 在環(huán)境水樣未知污染物篩查中，一次進樣即可采集水樣中所有可離子化化合物的譜圖，結合數(shù)據(jù)庫匹配，可快速發(fā)現(xiàn)未預設的新型污染物（如新型全氟化合物）；
- 在藥物代謝研究中，全譜采集可捕捉藥物代謝過程中產生的瞬時中間產物，為代謝通路解析提供完整的數(shù)據(jù)支撐，避免因預設離子對遺漏關鍵代謝物。
三、靈活工作模式：適配從 “常規(guī)檢測” 到 “高端分析” 的全場景需求
Cassitrap120K 創(chuàng)新性設計 “單四極桿低分辨模式、四極桿 - 靜電阱串聯(lián)高分辨模式、四極桿 / 靜電阱并聯(lián)混合模式” 三種工作模式，可根據(jù)不同檢測需求靈活切換，既滿足常規(guī)定量檢測的高效性，又具備高端未知物分析的專業(yè)性，實現(xiàn) “一臺儀器覆蓋全場景”。
（一）單四極桿低分辨模式：常規(guī)檢測的 “高效選擇”
在食品常規(guī)農藥殘留定量、環(huán)境常規(guī)污染物篩查等場景中，無需超高分辨率，更注重檢測效率與成本控制。Cassitrap120K 的單四極桿模式（Scan/SIM）可快速完成常規(guī)檢測：
- Scan 模式：單四極桿快速掃描 m/z 50~1000 范圍，適合樣品快速定性與基質初篩，分析速度可達 10 張譜圖 / 秒，較傳統(tǒng)超高分辨質譜儀的常規(guī)模式快 3 倍；
- SIM 模式：聚焦目標離子（如農藥殘留的特征離子）進行檢測，靈敏度可達 0.1ng/mL，滿足《GB 23200 系列》食品安全標準中常規(guī)農藥殘留的定量要求，且分析時間短（單樣品檢測僅需 5min），適合批量樣品快速檢測，運維成本較高分辨模式降低 60%。
（二）四極桿 - 靜電阱串聯(lián)高分辨模式：高端分析的 “核心武器”
在未知物鑒定、痕量污染物結構解析、蛋白質組學深度分析等高端場景中，需 “高分辨率 + 高特異性” 的雙重保障。Cassitrap120K 的 “四極桿 - 靜電阱串聯(lián)模式” 實現(xiàn) “靶向篩選 - 碎裂 - 高分辨檢測” 的全流程分析：
- 四極桿篩選（Q1）：作為 “質量過濾器”，精準篩選目標母離子（如未知污染物的分子離子），排除大量基質干擾離子，提高后續(xù)檢測的特異性；
- 碰撞碎裂（Collision Cell）：將 Q1 篩選的母離子導入碰撞室，在高純氮氣作用下碎裂為特征子離子，獲取化合物的結構信息（如官能團斷裂情況）；
- 傅里葉靜電阱檢測（FT Trap）：對碎裂后的子離子進行高分辨全譜檢測，通過子離子的精確質量與豐度比，推導化合物結構。例如在土壤中新型持久性有機污染物篩查中，先通過 Q1 篩選 m/z 400~500 的可疑離子，再經碰撞碎裂后，用靜電阱檢測子離子的精確質量（如 m/z 256.0345、m/z 187.0218），結合質譜數(shù)據(jù)庫匹配，可快速鑒定出新型溴代阻燃劑的結構。
（三）四極桿 / 靜電阱并聯(lián)混合模式：復雜樣品的 “高效解析方案”
在復雜基質樣品（如生物體液、食品提取物）分析中，常需同時完成 “已知物定量” 與 “未知物篩查”，傳統(tǒng)儀器需分兩次分析，效率低下。Cassitrap120K 的 “并聯(lián)混合模式” 通過雙通道設計，實現(xiàn) “一次進樣，雙重分析”：
- 四極桿通道：同步檢測預設的已知目標物（如食品中的 10 種常見真菌毒素），完成定量分析；
- 靜電阱通道：同時采集全譜離子信號，進行未知物篩查（如是否含有未預設的新型真菌毒素）；
- 例如在谷物樣品分析中，一次進樣即可完成 “黃曲霉素 B?等已知毒素的定量” 與 “新型鐮刀菌毒素的未知篩查”，分析效率較傳統(tǒng)方法提升 1 倍，且避免樣品重復前處理帶來的誤差。
四、多領域應用：從 “基礎研究” 到 “產業(yè)質控” 的全鏈條賦能
Cassitrap120K 的高分辨率、高質量精度與多模式優(yōu)勢，使其在環(huán)境監(jiān)測、食品安全、生命科學、藥物研發(fā)四大核心領域展現(xiàn)出獨特價值，為高端分析需求提供國產化解決方案。
（一）環(huán)境監(jiān)測：未知污染物的 “溯源利器”
隨著環(huán)境污染物種類日益復雜（如新型微塑料、抗生素、全氟化合物），傳統(tǒng)檢測方法難以覆蓋未知污染物。Cassitrap120K 可實現(xiàn)：
- 水體未知污染物篩查：對飲用水、地表水樣品進行高分辨全譜分析，結合 “精確質量數(shù)據(jù)庫”（如 HRMS 環(huán)境污染物數(shù)據(jù)庫），可快速識別未知污染物（如新型全氟己基磺酸衍生物），并通過串聯(lián)模式解析其結構，為污染溯源提供依據(jù)；
- 土壤復雜污染物鑒定：針對土壤中 “多組分、多形態(tài)” 污染物（如重金屬絡合物、農藥降解產物），利用 12 萬高分辨率分離相近質量的干擾離子，精準定量 pg 級污染物，滿足《GB 15618-2018 土壤環(huán)境質量標準》中對痕量污染物的檢測要求。
（二）食品安全：新型風險物質的 “預警屏障”
食品安全領域常面臨 “新型非法添加劑、未知真菌毒素、農藥降解產物” 等風險，Cassitrap120K 可構建 “從篩查到確證” 的完整檢測體系：
- 新型非法添加劑識別：如在保健食品中篩查未獲批的新型減肥成分（如氟西汀衍生物），通過全譜采集捕捉可疑離子，結合高質量精度推導分子式（如 C??H??F?NO，精確質量 309.1342），再經串聯(lián)模式解析結構，實現(xiàn)快速確證；
- 真菌毒素多形態(tài)分析：對谷物中黃曲霉素的 “糖苷化、甲基化” 衍生物（與母體毒素質量差僅 16Da 或 14Da），利用高分辨率有效分離，避免因干擾導致的假陽性，精準定量 μg/kg 級衍生物，填補傳統(tǒng)方法無法檢測毒素衍生物的空白。
（三）生命科學：蛋白質組學與代謝組學的 “深度工具”
在蛋白質組學、代謝組學研究中，需對 “復雜生物基質中的低豐度生物標志物” 進行精準鑒定與定量，Cassitrap120K 的性能可滿足：
- 靶向定量蛋白質組學：對細胞裂解液中的低豐度蛋白質（如信號通路關鍵酶），通過串聯(lián)高分辨模式選擇特異性肽段離子（如 m/z 456.2318），實現(xiàn) fmol 級定量，相對標準偏差（RSD）≤5%，為蛋白質表達差異分析提供可靠數(shù)據(jù)；
- 非靶向代謝組學：對血清樣品進行全譜代謝物分析，一次性檢測數(shù)千種代謝物（如氨基酸、脂質、有機酸），利用高質量精度（≤2ppm）匹配代謝物數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)疾病相關的潛在生物標志物（如糖尿病患者血清中異常的丙酮酸代謝物）。
（四）藥物研發(fā)：藥物代謝與雜質分析的 “關鍵支撐”
藥物研發(fā)中 “藥物代謝動力學、雜質譜分析” 對質譜儀的分辨率與質量精度要求極高，Cassitrap120K 可助力：
- 藥物代謝產物鑒定：對藥物在體內的 Ⅰ 相、Ⅱ 相代謝產物（如羥基化、葡萄糖醛酸化產物），通過串聯(lián)高分辨模式解析代謝產物的結構，確定代謝通路，為藥物安全性評價提供依據(jù)；
- 藥物雜質分析：檢測藥物中含量僅為 0.1% 的微量雜質（如合成中間體、降解產物），利用高分辨率分離藥物主峰與雜質峰（質量差 0.005Da），結合精確質量推導雜質分子式，滿足《ICH Q3A》藥物雜質控制要求。
五、行業(yè)意義：中國質譜從 “跟跑” 到 “并跑” 的關鍵跨越
Cassitrap120K 的推出，不僅是安益譜自主研發(fā)的重大突破，更對國內分析檢測行業(yè)產生深遠影響，推動我國質譜技術實現(xiàn) “三大跨越”：
（一）核心技術自主化：打破國際壟斷
Cassitrap120K 的傅里葉靜電阱、高速傅里葉變換芯片、低溫降噪檢測器等核心部件均實現(xiàn)國產化設計與生產，無國外專利依賴，徹底打破國際品牌在超高分辨質譜領域的技術壟斷，為我國高端分析儀器的自主可控發(fā)展提供 “標桿案例”。
（二）性能對標國際化：提升國產儀器競爭力
Cassitrap120K 的最高 12 萬分辨率、≤2ppm 質量精度、多模式靈活切換等性能，已達到國際頂尖超高分辨質譜儀水平（如賽默飛 QE 系列、布魯克 maXis 系列），而價格僅為國際品牌的 60%~70%，維護周期縮短至 72 小時以內，大幅降低國內實驗室的使用成本，提升國產儀器在全球市場的競爭力。
（三）應用場景本土化：服務國內產業(yè)需求
Cassitrap120K 內置 “中國特色數(shù)據(jù)庫”（如中國食品安全風險物質數(shù)據(jù)庫、中國環(huán)境優(yōu)先控制污染物數(shù)據(jù)庫），并可根據(jù)國內用戶需求定制專屬分析方法（如針對中藥材中農殘與重金屬的同時分析方法），比國際品牌更貼合國內產業(yè)實際需求，為國內環(huán)境監(jiān)測、食品安全、生物醫(yī)藥等產業(yè)的高質量發(fā)展提供技術支撐。
六、結語：以自主創(chuàng)新，開啟超高分辨質譜的 “中國時代”
安益譜 Cassitrap120K 四極桿 - 傅里葉靜電阱超高分辨質譜儀的推出，不僅是一款產品的誕生，更是我國質譜技術從 “技術跟隨” 到 “技術引領” 的重要標志。它以 “自主研發(fā)的傅里葉靜電阱” 為核心，以 “多模式靈活適配” 為特色，以 “全場景應用賦能” 為目標，為國內實驗室提供了 “高性能、高性價比、高適配性” 的超高分辨質譜解決方案。
未來，隨著 Cassitrap120K 的推廣應用，我們有理由相信，國產超高分辨質譜儀將在更多高端分析場景中替代進口儀器，推動我國分析檢測行業(yè)實現(xiàn) “從依賴進口到自主可控” 的轉變，為我國食品安全、環(huán)境保護、生命健康等領域的發(fā)展注入更強動力，開啟超高分辨質譜的 “中國時代”。
