二十多年前，Orbitrap 質(zhì)譜的出現(xiàn)，徹底改寫(xiě)了分析科學(xué)的發(fā)展軌跡。憑借超高分辨率、精準(zhǔn)質(zhì)量數(shù)、極致定性能力，研究者得以前所未有的深度，窺探復(fù)雜生物與環(huán)境體系的分子全貌。從代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)，到藥物研發(fā)、環(huán)境食品安全，Orbitrap 超高分辨質(zhì)譜已然成為現(xiàn)代科研不可或缺的核心工具之一。
隨著科研深度持續(xù)深化，傳統(tǒng)分析應(yīng)用中的局限逐漸凸顯，成為科研工作者的共性難題：
• 深耕代謝組學(xué)的研究者：樣品內(nèi)源基質(zhì)豐度懸殊，高豐度組分遮蔽信號(hào)，功能性低豐度疾病標(biāo)志物難以精準(zhǔn)捕獲。
• 專注環(huán)境分析的研究者：PFAS、農(nóng)殘等目標(biāo)物含量低微，受復(fù)雜基質(zhì)抑制，極易漏檢、難以準(zhǔn)確定性。
• 投身蛋白質(zhì)組學(xué)的科研人員：高通量、深覆蓋、穩(wěn)定定量三者難以兼得，大隊(duì)列試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性受限。
• 生物制藥領(lǐng)域研發(fā)人員：創(chuàng)新藥物異質(zhì)性高、體內(nèi)代謝產(chǎn)物含量極低，傳統(tǒng)質(zhì)譜很難同步實(shí)現(xiàn)全結(jié)構(gòu)表征與微量精準(zhǔn)定量。
當(dāng)下科學(xué)研究已不再局限于未知分子的廣譜發(fā)現(xiàn)，更要求在全局覆蓋的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物穩(wěn)定、精準(zhǔn)的定量解析，兼顧篩查廣度與定量精度成為高分辨質(zhì)譜發(fā)展的核心方向。
圖 1：創(chuàng)新引領(lǐng) 迭代不息
賽默飛 Orbitrap 系列質(zhì)譜歷經(jīng)多年技術(shù)沉淀，2019 年上市的 Orbitrap Exploris 480 憑借穩(wěn)定性能與廣泛適用性，已累計(jì)支撐超 3000 篇學(xué)術(shù)論文發(fā)表，成為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)科研主力設(shè)備。在 2026 年 ASMS 全球質(zhì)譜大會(huì)上，賽默飛推出全新迭代平臺(tái)Orbitrap Excedion 二合一高分辨質(zhì)譜儀。
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Orbitrap Excedion：
重新定義高分辨質(zhì)譜工作范式
全新賽默飛 Orbitrap Excedion 二合一質(zhì)譜儀，專為破解“全景發(fā)現(xiàn)” 與 “精準(zhǔn)定量” 無(wú)法兼顧 的行業(yè)痛點(diǎn)而生。依托平臺(tái)架構(gòu)的全面優(yōu)化升級(jí)，以新一代離子傳輸系統(tǒng)、eDR 增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)、靈敏度顯著提升、可拓展式平臺(tái)設(shè)計(jì)四大核心優(yōu)化，兼顧全局未知物挖掘與目標(biāo)物準(zhǔn)確定量，引領(lǐng)質(zhì)譜分析從無(wú)偏向全域篩查，邁入定性可靠、定量精準(zhǔn)的精細(xì)化科研新階段。
全新離子傳輸架構(gòu)：
從源頭守住每一個(gè)痕量離子
質(zhì)譜分析的精準(zhǔn)度，始于離子傳輸?shù)耐暾?。Orbitrap Excedion 全系搭載 OptaMax Plus 離子源，搭配新一代電動(dòng)離子漏斗與高通量離子傳輸管路，重構(gòu)前端離子傳輸邏輯。專屬溫和傳輸設(shè)計(jì)，針對(duì)性保護(hù)易碎裂、不穩(wěn)定化合物、修飾肽段，大幅降低源內(nèi)非特異性碎裂與離子損耗，最大程度保留分子原始結(jié)構(gòu)信息。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，整機(jī)靈敏度較上代機(jī)型提升 10 倍，最低檢出限可達(dá) 1 fmol。以往深埋于基線噪聲、受復(fù)雜基質(zhì)遮蔽的痕量目標(biāo)物，現(xiàn)在能夠被穩(wěn)定檢出。
核心黑科技 eDR：
一次掃描，解鎖完整分子信息
如果說(shuō)靈敏度決定 “能不能看見(jiàn)目標(biāo)”，動(dòng)態(tài)范圍則決定 “能看見(jiàn)多少真實(shí)目標(biāo)”。傳統(tǒng)全掃描模式動(dòng)態(tài)范圍約覆蓋 5 個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)高豐度離子搶占檢測(cè)器資源，低豐度待測(cè)物常被信號(hào)壓制、無(wú)法檢出，很難適配高低豐度物質(zhì)共存的復(fù)雜基質(zhì)樣品。
Orbitrap Excedion 搭載原創(chuàng) eDR 增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)，依托智能分段子掃描 與譜圖自動(dòng)拼接算法，將有效動(dòng)態(tài)范圍拓寬至 6 個(gè)數(shù)量級(jí)，在質(zhì)譜維度實(shí)現(xiàn)近似氣相分離的分離效果。單次全掃描即可同步留存高豐度基質(zhì)與超低豐度標(biāo)志物的完整信息，緩解檢測(cè)器飽和與離子抑制效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣品無(wú)偏差檢出。
代謝組學(xué)應(yīng)用
代謝組學(xué)研究多集中于常規(guī)小分子表征，而臨床血漿、組織、干血斑等樣品基質(zhì)極其復(fù)雜。血漿中抗凝成分EDTA 等高豐度組分極易造成信號(hào)飽和、產(chǎn)生強(qiáng)烈離子抑制，常常導(dǎo)致大量疾病相關(guān)低豐度代謝物被掩蓋，出現(xiàn)關(guān)鍵上下游代謝通路缺失的困境，制約疾病機(jī)制解析與精準(zhǔn)標(biāo)志物挖掘。
Orbitrap Excedion 依托eDR增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍及新一代溫和離子傳輸，有效削弱高豐度基質(zhì)干擾，一次掃描同時(shí)容納高低豐度組分。依托 eDR 掃描模式，可檢出的特征代謝物數(shù)量顯著增多，高效捕捉微量標(biāo)志物，拓寬代謝組覆蓋廣度，助力標(biāo)志物篩選與代謝通路解析。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：相較傳統(tǒng)全掃描，血漿代謝物檢出數(shù)最高提升 3 倍，m/zCloud 高置信定性占比提升 70%；干血斑樣本化合物檢出量提升 798%，高可信度定性結(jié)果提升 139%。
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挪威奧斯陸大學(xué)醫(yī)院代謝組學(xué)負(fù)責(zé)人 Katja Prestø Elgstøen 教授表示
復(fù)雜生物基質(zhì)最大難題就是高豐度背景遮蔽低豐度信號(hào)。Excedion 憑借 eDR 顯著拓寬動(dòng)態(tài)范圍，在不增加實(shí)驗(yàn)復(fù)雜度的前提下，獲得更完整代謝輪廓與更高生物學(xué)解讀價(jià)值。
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Orbitrap Excedion 可兼容 AP?SMALDI5 AF 高分辨成像離子源，適配分子空間分布質(zhì)譜成像研究。該聯(lián)用方案可同步獲得高質(zhì)量精度與高空間分辨率的一級(jí)質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)，對(duì)組織內(nèi)高、低豐度脂質(zhì)分子均保持優(yōu)異檢測(cè)靈敏度；支持在同一套原始成像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，靈活追加目標(biāo)區(qū)域二級(jí)質(zhì)譜采集，完成分子結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)確證。無(wú)需重復(fù)制備樣本與二次上機(jī)，即可無(wú)損實(shí)現(xiàn)組織空間層面的生物差異分子解析與標(biāo)志物定位。腦組織脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)可清晰分辨小腦浦肯野細(xì)胞層特征脂質(zhì)的空間分布特征，分子定位邊界與經(jīng)典 H&E 組織染色解剖結(jié)構(gòu)高度吻合，有效驗(yàn)證了質(zhì)譜成像的空間定位精度與結(jié)構(gòu)匹配度。
環(huán)境與食品安全應(yīng)用
過(guò)往環(huán)境與食品檢測(cè)多采用靶向定點(diǎn)檢測(cè)思路，而當(dāng)下 PFAS、農(nóng)殘、真菌毒素及各類新型污染物不斷涌現(xiàn)，樣品基質(zhì)日趨復(fù)雜。基質(zhì)中的高豐度雜質(zhì)易遮蔽痕量污染物，引發(fā)目標(biāo)物漏篩、定性存疑、定量失準(zhǔn)等問(wèn)題，傳統(tǒng)質(zhì)譜無(wú)法兼顧全域未知物篩查與合規(guī)級(jí)精準(zhǔn)定量雙重需求。
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Orbitrap Excedion 依托<2 ppm 高質(zhì)量精度與 eDR 超寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)，顯著抑制復(fù)雜基質(zhì)干擾。在 AFFF 消防泡沫實(shí)測(cè)中，啟用 eDR 后可檢出化合物由 1824 種升至 8741 種，增幅約 3.8 倍，超 6000 種組分完成二級(jí)質(zhì)譜結(jié)構(gòu)定性。Orbitrap Excedion實(shí)現(xiàn)單一平臺(tái)覆蓋靶向精確定量、可疑污染物篩查、非靶向未知物挖掘與歷史數(shù)據(jù)再挖掘，農(nóng)殘及環(huán)境污染物可實(shí)現(xiàn) μg/kg 至 ppt 量級(jí)的超痕量檢出。
杜克大學(xué)環(huán)境工程 P. Lee Ferguson 教授指出
現(xiàn)代環(huán)境分析已從單點(diǎn)靶向檢測(cè)轉(zhuǎn)向全域分子輪廓解析。eDR 突破性掃描技術(shù)可同步完整采集高低豐度組分，單臺(tái)質(zhì)譜便可兼顧全域非靶向篩查與污染物超痕量精準(zhǔn)定量。
蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)用
蛋白組研究已經(jīng)邁入高通量大隊(duì)列時(shí)代，傳統(tǒng)質(zhì)譜難以平衡鑒定深度、測(cè)試通量與定量穩(wěn)定性：提速高通量會(huì)損失蛋白覆蓋度，深挖鑒定深度又無(wú)法支撐大規(guī)模臨床樣本，不同上樣條件下定量 CV 偏高、比值偏移等現(xiàn)象，直接干擾隊(duì)列數(shù)據(jù)的分析結(jié)論。Orbitrap Excedion 全通量區(qū)間保持出眾的定量精度與重復(fù)性，適配高通量隊(duì)列分析和高深度覆蓋解析的多樣化研究需求。
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加州大學(xué)舊金山分校 Danielle Swaney 教授實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明
Orbitrap Excedion在定量準(zhǔn)確度方面，在人、大腸桿菌與酵母蛋白組的混合樣本中，三種物種蛋白的 log?(A/B) 中值偏差均 ≤ 0.10，數(shù)據(jù)點(diǎn)沿理論比值線高度集中，表明系統(tǒng)對(duì)高低豐度蛋白均能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定量。同時(shí)，定量精度表現(xiàn)優(yōu)異：12 SPD 模式下樣本 A、B 的蛋白 CV 中值分別為 4.0% 與 3.6%；96 SPD 模式下 CV 中值仍穩(wěn)定控制在 6.2%–6.5% 區(qū)間內(nèi)，即便在高樣本通量條件下，仍可保持良好的定量重復(fù)性。
生物制藥應(yīng)用
新藥研發(fā)時(shí)代，GLP-1 多肽、ADC、雙抗、寡核苷酸與 RNA 療法快速崛起，在帶來(lái)全新治療價(jià)值的同時(shí)，也帶來(lái)更復(fù)雜的分析挑戰(zhàn)。多肽代謝物易被血漿基質(zhì)掩蓋；ADC 存在復(fù)雜偶聯(lián)位點(diǎn)與 DAR值 異質(zhì)性；單抗修飾位點(diǎn)細(xì)微難辨；寡核苷酸分子量偏大、痕量定量難度高，每一處結(jié)構(gòu)差異都直接關(guān)聯(lián)藥效與安全。Orbitrap Excedion 依托高靈敏離子源、eDR 抗基質(zhì)干擾、超高分辨精準(zhǔn)質(zhì)量，適配多肽藥物、寡核苷酸、單抗全鏈條表征。
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在對(duì)小型豬皮下注射司美格魯肽研究血漿樣本中司美格魯肽代謝物的研究中，Orbitrap Excedion可在給藥后 60 分鐘即可在提取血漿樣本中實(shí)現(xiàn)低豐度司美格魯肽代謝物的有效檢出。依托全掃描 eDR 模式高靈敏度、高同位素保真度，顯著提升信噪比并有效區(qū)分血漿基質(zhì)背景。與常規(guī)全掃描模式相比，eDR 可完整呈現(xiàn) m/z 906.5192 司美格魯肽代謝物同位素分布、精準(zhǔn)判定電荷態(tài)，信噪比顯著提升，為痕量待測(cè)物的可靠檢出與定性提供支撐。
可成長(zhǎng)式平臺(tái)，一次投入適配長(zhǎng)期科研迭代
Orbitrap Excedion 質(zhì)譜儀專為高適配、可擴(kuò)展性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)，助力實(shí)驗(yàn)室從容應(yīng)對(duì)不斷演進(jìn)的分析需求，穩(wěn)定輸出科研成果。Orbitrap Excedion搭配靈活的漸進(jìn)式升級(jí)方案，，兼顧當(dāng)下實(shí)驗(yàn)需求與長(zhǎng)遠(yuǎn)科研規(guī)劃。從 Orbitrap Excedion 起步，隨著科研需求提升，可升級(jí)至 Orbitrap Excedion Pro。兩款儀器在核心性能上，如靈敏度、質(zhì)量準(zhǔn)確度、線性動(dòng)態(tài)范圍、eDR、掃描范圍等保持一致。Orbitrap Excedion支持現(xiàn)場(chǎng)加裝ETD 碎裂模塊，同時(shí)后續(xù)面向 ADC，AOC，雙抗，完整蛋白高階解析能力等新型研究，隨時(shí)拓展，以低投入完成技術(shù)迭代，避免整機(jī)更替成本。
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結(jié)語(yǔ)：
Orbitrap Excedion 不止是一次性能迭代升級(jí)，更是兼顧全景篩查與精準(zhǔn)定量的一體化分子分析平臺(tái)。依托新型離子傳輸架構(gòu)、eDR 寬域動(dòng)態(tài)范圍、十倍級(jí)超高靈敏度、全場(chǎng)景應(yīng)用適配、可成長(zhǎng)式平臺(tái)架構(gòu)五大核心實(shí)力，打破高分辨質(zhì)譜“發(fā)現(xiàn)與定量難以兼顧”的局限。
從代謝脂質(zhì)組深度挖掘、蛋白質(zhì)組學(xué)高通量分析，到生物制藥精細(xì)表征、環(huán)境與食品合規(guī)篩查，Orbitrap Excedion單個(gè)平臺(tái)即可同時(shí)兼顧分析覆蓋廣度與定量精準(zhǔn)度。未來(lái)科學(xué)研究的競(jìng)爭(zhēng)，早已不再局限于單一參數(shù)的極致比拼，而是追求更完整、更真實(shí)、更具重現(xiàn)性的分子解析答案。Orbitrap Excedion 開(kāi)拓全新分析視野，為多領(lǐng)域科研應(yīng)用筑牢可靠分析基石。后期我們還將陸續(xù)推出基于此款產(chǎn)品的深度應(yīng)用解讀與真實(shí)案例，敬請(qǐng)持續(xù)關(guān)注！
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