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談SWATH?采集技術(一)

信息來源：金開瑞作者：genecreate 發(fā)布時間：2019-09-12 09:30:24

SWATH（Sequential Window Acquisition of all TheoreticalMass Spectra）是瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的Ruedi博士及其團隊與SCIEX在2012年聯(lián)合推出的一項全新的高分辨質譜采集技術。人們常說：SWATH技術是一種真正全景式的、高通量的、數(shù)據(jù)可追溯的質譜技術。

從技術角度，怎么來理解這句話呢？首先要先了解它的工作模式，我們都知道質譜是按照方法中設定的工作任務來完成掃描的，在SWATH的常規(guī)設定中，一個掃描循環(huán)內，第一步是命令質譜采集一張一級全掃描譜圖；第二步是將掃描范圍內的母離子按一定質量范圍分區(qū)，如：掃描范圍50-1000Da,電腦設定Q1分區(qū)窗口為50Da，則分為50-100Da,99-150 Da, 149-200 Da….依次分下去；Q1依次將這些特定質量范圍，送達到Q2打碎，就獲得相應質量區(qū)間內母離子的所有碎片信息。當然，Q1窗口可以設定其他值或者設定可變窗口（圖1）。

圖1. SWATH®數(shù)據(jù)進行MS/MS掃描時，Q1分窗口依次傳輸母離子進入Q2打碎，獲得相應窗口母離子的所有碎片的MS/MS譜圖。

采集到的信息，通過軟件處理后，可以獲得每一個色譜峰的一級定量、定性信息，二級定性信息，以及類MRM的二級定量信息，也就是說：它包含了每個色譜峰的所有定量、定性信息。所以說SWATH是一種真正全景式的、高通量的、數(shù)據(jù)可追溯的質譜技術。

了解了SWATH的采集流程后，那您肯定想知道SWATH和其他采集模式比較，有什么不同？目前，在高分辨的非靶采集中，主要有IDA（InformationDependent Acquisition,數(shù)據(jù)依耐性）采集模式，MSALL采集模式和SWATH®采集模式，圖2。

IDA采集模式的工作流程是：質譜先采集MS全掃描圖譜，然后根據(jù)觸發(fā)條件判斷哪些m/z去打MS/MS譜圖，質譜續(xù)而采集這些m/z的MS/MS。因為IDA掃描需要根據(jù)一級MS的信息來觸發(fā)MS/MS采集，所以被稱為信息依耐性掃描模式；這種采集模式，能提供一級MS定量信息和MS/MS定性信息，但卻不能提供類MRM的定量信息，即二級定量信息。這是因為觸發(fā)的MS/MS采集，無法提供足夠和穩(wěn)定的掃描點數(shù)，而這是穩(wěn)定定量的關鍵。

和IDA相反，MSALL掃描模式是一種非數(shù)據(jù)依耐性掃描模式，其工作流程是：質譜先采集MS全掃描圖譜，后而將所有母離子傳輸?shù)絈2打碎，得到一張MS/MS譜圖。

這樣，MSALL數(shù)據(jù)中包含所有母離子及其碎片信息，但最大的問題有如下兩點：

1. 在定性方面，因為所有母離子的子離子碎片在一張MS/MS譜圖中，譜圖太復雜，會造成后期數(shù)據(jù)去卷積非常困難，也就是判斷碎片來自于那個母離子，非常困難。

2.在定量方面，我們知道四級桿質量分析器在傳輸越窄的質量范圍時，其傳輸效率越高。這就是為什么三重四級桿使用MRM作為靈敏度最高的定量模式，就是因為MRM模式中，Q1和Q3都僅僅選擇1Da的質量范圍傳輸，可以獲得最高的傳輸效率，保證靈敏度。但在MSALL模式下，Q1選擇整個質量范圍（50-1000Da）傳輸?shù)絈2時，其傳輸效率就會很低，無法保證最大量的母離子到達Q2，其類MRM的定量靈敏度就無法保證。

圖2. IDA，MSALL和SWATH®三種采集模式在MS/MS譜圖采集方式的不同；

SWATH 也是一種非數(shù)據(jù)依耐性掃描模式，和MSALL模式相比，它在MS/MS掃描時，Q1是分段將母離子送到Q2，傳輸離子窗口小，自然能更大化保證離子傳輸效率，從而保證類MRM定量靈敏度。另一方面，因為SWATH的MS/MS譜圖僅僅是小質量范圍內的母離子所打出來的，也減輕了后期去卷積工的壓力，保證了去卷積后，MS/MS譜圖的質量。

相對于其他采集模式，SWATH具有如下優(yōu)勢：

1.全景采集數(shù)據(jù)，包括樣本中所有m/z一級定性、定量和二級定性、定量信息；

2. 優(yōu)異的定量性能，和IDA采集模式相比，SWATH 能提供二級定量信息，和MSALL模式相比，其在類MRM定量中提供更高的靈敏度；

3. 全面且良好的二級定性譜圖，和IDA采集模式相比，SWATH 也能采集更全面化合物的MS/MS信息；和MSALL模式相比，其能提供更好的MS/MS譜圖質量。

從2012年， SWATH技術誕生至今，SWATH發(fā)表的>20分SCI收載的文獻已經(jīng)超過100多篇。

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