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歷史傳承：從理論萌芽到技術(shù)標(biāo)桿

Orbitrap技術(shù)的原理可以追溯到1923年，當(dāng)時Kingdon教授提出了Orbitrap技術(shù)的原理基礎(chǔ)，2005年，第一臺基于Orbitrap技術(shù)的質(zhì)譜儀由賽默飛推出并正式進(jìn)入市場。這款最初的商用Orbitrap系統(tǒng)將高分辨率、精確質(zhì)量數(shù)（HRAM）檢測與線性離子阱的優(yōu)勢相結(jié)合，迅速贏得了科研界的青睞。

之后Orbitrap幾乎年年推出新品，同時力攬國內(nèi)外的各項大獎。在液質(zhì)聯(lián)用中大獲成功后，賽默飛也將Orbitrap技術(shù)引入到氣質(zhì)聯(lián)用分析中。在2015年Q Exactive GC和隨后的Exactive GC問世，并在2021年，GC-Orbitrap迎來了Orbitrap Exploris GC 系列以及Orbitrap Exploris GC 240 這兩款新品，幫助客戶簡化操作并提供始終準(zhǔn)確的結(jié)果，并通過高定量準(zhǔn)確度和精度實現(xiàn)科研分析。

傳承經(jīng)典，創(chuàng)新不止

Orbitrap Exploris GC 質(zhì)譜儀繼承了Orbitrap技術(shù)的優(yōu)良基因，并在以下方面實現(xiàn)了突破性創(chuàng)新：

出色的質(zhì)譜分辨率，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠

高分辨率有助于分離化學(xué)背景離子和目標(biāo)離子信號。高質(zhì)譜分辨率對于復(fù)雜基質(zhì)樣品中的基線分離和化合物可靠識別來說至關(guān)重要。出色的質(zhì)量精度和高分辨率實現(xiàn)了同位素分布解析，并精確鎖定化合物的元素組成，為化合物歸屬提供了更多保證。

永不妥協(xié)的靈敏度，提供更深入的數(shù)據(jù)信息

提供 ppt 級全掃描 HRAM 數(shù)據(jù)、低于 1 ppm 的質(zhì)量精度和 240,000 分辨率（m/z 200），為復(fù)雜樣品提供高容量組分檢測。適用于各種分析應(yīng)用，無需在分辨率和靈敏度之間妥協(xié)。

應(yīng)用廣泛，成果豐碩

自2015年問世以來，Orbitrap Exploris GC在不同行業(yè)均可應(yīng)用，包括食品，環(huán)境，工業(yè)，制藥，代謝組學(xué)等方向。

（點擊查看大圖）

同時利用Orbitrap Exploris GC 發(fā)表的文章也在穩(wěn)步增長，截止到2025年1月份，預(yù)計有200多篇文章發(fā)布，主要集中在環(huán)境分析，食品安全，代謝組學(xué)，藥物研發(fā)以及工業(yè)等多個領(lǐng)域，其中中國作者發(fā)表的文章已經(jīng)占到30%以上，在2024年突破性的占據(jù)到55%。

從文章發(fā)布趨勢來看， Orbitrap Exploris GC在環(huán)境領(lǐng)域研究分析方面發(fā)揮了重要作用，新污染物（包括短鏈氯化石蠟,PFAS）以及微塑料研究分析一直是主要的研究分析方向，同時我們也看到環(huán)境暴露組學(xué)相關(guān)的文章也在增加；在食品領(lǐng)域，除了對于食品中農(nóng)殘等有害物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析外，國內(nèi)外對于食品風(fēng)味研究的文章也在增加。Orbitrap Exploris GC 對于食品風(fēng)味的研究可以幫助客戶解析大量基質(zhì)干擾中的痕量/未知的風(fēng)味物質(zhì)，優(yōu)化食品加工工藝過程；還可以通過鑒定風(fēng)味物質(zhì)實現(xiàn)產(chǎn)地溯源以及鑒定真實性鑒別；在代謝組學(xué)領(lǐng)域，不少文章涉及到人體血漿，尿液以及植物相關(guān)的應(yīng)用方向；在工業(yè)領(lǐng)域，我們也看到了GC Orbitrap 在鋰電行業(yè)的前沿應(yīng)用，對LIB 電解質(zhì)降解現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)研究。

案例1

GC-Orbitrap/MS幫助解決氯化石蠟分析挑戰(zhàn)

氯化石蠟（ CPs ）常以異構(gòu)體和同系物這種高度復(fù)雜混合物存在，無法實現(xiàn)色譜分離，加之樣品濃度低，使得其檢測和定量倍加困難。通過GC Orbitrap的高分辨率和穩(wěn)定的亞ppm 級質(zhì)量精確度幫助客戶在復(fù)雜基質(zhì)中也可以提供高選擇性檢測和優(yōu)異的定量結(jié)果。下圖為Orbitrap Exploris GC 分析真實樣品的譜圖：

圖1顯示了真實樣品（鮭魚）的分析結(jié)果。NCI 模式下以60k 分辨率全掃描采集數(shù)據(jù)。提取與 C10 和 C11 對應(yīng)的離子的精確質(zhì)量數(shù)，限定一個較窄的提取窗口（±3ppm）從而得到選擇性更高的提取離子流色譜圖（左圖）。該方法屏蔽了樣品中可能存在的基質(zhì)、其他 CPs 和其他鹵代物（如 PCBs）的化學(xué)干擾。相比之下，使用低分辨儀器和名義質(zhì)量數(shù)提取窗口（右圖）分析同一樣品中兩種 CP 離子（C10 和 C11）時不能提供足夠的選擇性，從而無法準(zhǔn)確定量。

案例2

GC-Orbitrap/MS幫助實現(xiàn)高效大規(guī)模農(nóng)殘分析

參照GB23200.113標(biāo)準(zhǔn)，先建立了給出的農(nóng)藥范圍的CompoundDatabase，對樣品中的農(nóng)藥進(jìn)行篩查；利用TraceFinder 軟件的Decovolution 功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行解卷積處理，建立208 種農(nóng)藥及其代謝物的CDB。再利用TargetScreening 進(jìn)行篩查，一次性共篩查出陽性化合物并對陽性化合物進(jìn)行定量分析，滿足客戶實驗室對農(nóng)藥殘留的能力驗證。

圖2：創(chuàng)建篩查方法界面

案例3

熱脫附- 氣相色譜- 高分辨質(zhì)譜聯(lián)用在非靶向呼吸氣分析中的應(yīng)用

呼出氣包含多種 VOCs，呼吸氣檢測成為非侵入性代謝組學(xué)研究中迅速應(yīng)用的技術(shù)。呼出氣體中 VOCs 的研究由于樣品基質(zhì)的復(fù)雜性和呼出氣體中VOCs 的寬濃度范圍而具有挑戰(zhàn)性。可靠地鑒定和定量痕量化合物的能力，對于非靶向研究微小代謝變化影響大量生物學(xué)相關(guān) VOCs 至關(guān)重要。通過特殊的呼吸氣采樣器（ReCIVA）在吸附管中收集并濃縮呼吸氣樣本。使用與熱脫附（TD）自動進(jìn)樣器連接的GC Orbitrap™ GC-MS 系統(tǒng)分析樣品。Orbitrap 質(zhì)譜儀的寬動態(tài)范圍（> 5 個數(shù)量級）和 ppt 級的靈敏度可以在一次分析中同時檢測高豐度揮發(fā)性有機化合物（VOCs；例如丙酮）和痕量待測物，同時其高分辨率，高質(zhì)量精度的優(yōu)勢結(jié)合軟件分析及其他電離方法的數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步確證呼吸氣數(shù)據(jù)中 VOCs 的定性結(jié)果。

圖3 呼吸樣本數(shù)據(jù)(n=12) 顯示目前吸煙者樣本中2,5- 二甲基呋喃和甲苯的高倍變化，并暗示了標(biāo)志物與吸煙行為的相關(guān)性。（點擊查看大圖）

案例4

熱裂解-氣相色譜-靜電場軌道阱質(zhì)譜可以對環(huán)境樣品中的低含量微塑料微粒進(jìn)行靶向和非靶向分析

微塑料是由合成聚合物制成的小顆粒，直徑通常在5 毫米和1 微米之間，而納米顆粒覆蓋的顆粒大小小于1 微米。在微塑料分析中，來自基質(zhì)、萃取過程中的干擾可能會影響聚合物的鑒定，加之微塑料的含量很低，因此這也提高了分析的難度。GC Orbitrap以 60,000 或更高的分辨率運行，可提供不同聚合物的精確質(zhì)量數(shù)測量，大大增加微塑料分析在靈敏度、選擇性、精密度、分離度和質(zhì)量精度方面的潛力。通過對聚合物進(jìn)行全面表征，確定用于定量的離子和用于定性的碎裂離子。

圖4  Py-GC-Orbitrap/MS鑒定室內(nèi)空氣樣品中 微塑料的靶向和非靶向篩查的工作流程

（點擊查看大圖）

圖5 提取每種塑料聚合物的離子色譜圖，包括保留時間、歸一化水平 （NL） 和 m/z。色譜圖對應(yīng)于包含 10 種聚合物的 10 μg 標(biāo)準(zhǔn)品

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