Orbitrap Eclipse超高分辨质谱系统是Thermo Scientific公司推出的第三代“三合一”质谱仪，该系统巧妙地将三种质量分析器（QR5分段四极杆、静电场轨道阱和双压线性离子阱）以及三种碎裂方式（CID、HCD和ETD）有机融合为一体。与上一代相比，Orbitrap Eclipse在离子捕获与传输、灵敏度、HCD碎裂速度和ETD碎裂效率等方面都有了显著提升，极大地增强了对蛋白质进行定性和定量分析的能力。
图1. Vanquish Neo液相与Orbitrap Eclipse质谱联用的分析系统
Orbitrap Eclipse在大分子领域有着广泛的应用，能够应对蛋白质组学研究中的各种挑战，包括肽质量指纹图谱测定、蛋白质翻译后修饰、蛋白质相互作用鉴定、未知肽段的筛选与测序、蛋白质分子量测定，以及使用标记或非标记方法进行相对和绝对定量蛋白质组学研究。下面简要介绍其性能指标和特有的应用场景。
1. Eclipse应用于定性蛋白质组学
Orbitrap Eclipse配备的QR5分段四级杆具有领先的离子传输效率，隔离窗口宽度可达0.4-1200 m/z。同时，Orbitrap分析器具有超高分辨率（500k）、高质量准确度（外标<3ppm，内标<1ppm）、高灵敏度和高采集速度（40Hz）等优势。将Eclipse与Vanquish Neo液相系统联用，以500 ng HEK 293T全细胞酶解产物为样品，采用60分钟梯度洗脱，经DIA数据采集和DIA-NN软件分析，可鉴定到超过6000个蛋白质。
2. Eclipse应用于TMT定量蛋白质组学
TMT标记是最常见的定量蛋白质组学方法之一，可实现多样本同时分析，减少误差和定量缺失值，在疾病相关的生物标志物筛选、药物作用机制研究方面有广泛应用。常规的TMT MS2定量流程存在“比值压缩效应”，致使定量不准，而Eclipse系列独有的SPS-MS3定量方法可规避此问题，显著提高定量的准确性，同时结合实时检索的同步母离子选择（SPS）技术定量，定量通量相比上一代仪器（Fusion Lumos）提升一倍（图2）。
图2. 结合实时检索的SPS技术，TMT10plex标记的三个细胞样品中的定量通量
3. Eclipse应用于不稳定翻译后修饰的定位研究
ETD （Electron Transfer Dissociation，电子转移解离）是一种重要的质谱碎裂技术，使用携带电子的试剂与肽段反应，诱导肽段碎裂，是目前常用HCD碎裂的补充。一些常见的修饰，如磷酸化、O-glycosylation、ADP-Ribosylation等在HCD碎裂模式下，修饰基团很容易发生中性丢失，造成无法对修饰进行定位。Eclipse系列独有的ETD碎裂模式，能保留完整的修饰侧链信息，准确地推断修饰位点（图3）。
图3. ETD用于鉴定组蛋白ADP-Ribosylation修饰（Leidecker et al., 2016）
4. Eclipse应用于肽段从头测序研究
在抗体和免疫多肽研究中，经常需要对肽段进行从头测序。常用的HCD碎裂方式无法区分质量完全一样的亮氨酸（L）与异亮氨酸（I）。Eclipse系列独有的EThcD碎裂模式，可以使I和L的侧链产生不同质量的中性丢失，进而对其进行区分。同时ETD与HCD产生互补的肽段碎片信息，联合使用可提高从头测序的序列覆盖度和可信度。Eclipse是肽段从头测序的理想仪器。
图4. EThcD在肽段从头测序中区分I/L的示意图
5. Eclipse应用于完整蛋白和Top-down研究
在Top- Down研究以及完整蛋白质研究中，Eclipse 的Orbitrap分析器具有更高的真空度，可以获得最佳的信噪比。相比前代，100 fmol/uL的碳酸酐酶在Eclipse获得的信噪比提升2~4倍；另外，结合Eclipse的ETD， EThcD和HCD碎裂模式，可使赫赛汀的轻链序列覆盖度达到57%，重链覆盖度达到36%。
图5. 碳酸酐酶在Eclipse中灵敏度的提升（左），多种组合碎裂模式下赫赛汀的序列覆盖度（右）
综上所述，Orbitrap Eclipse质谱系统不仅能够完成常规的蛋白质组学分析，其独有的ETD碎裂模式和多级碎裂策略还使其能够胜任更为复杂和富有挑战性的分析任务，如TMT SPS-MS3定量、肽段从头测序以及完整蛋白质的表征等。因此，Orbitrap Eclipse可谓是一款全方位解决蛋白质相关科学问题的利器，能够为蛋白质组学和大分子研究提供强大的技术支撑。
中国科学院免疫与感染研究所支撑中心的Orbitrap Eclipse质谱仪已安装就位，欢迎全所实验室及中心区域的各单位咨询、试用。
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