SWATH®采集技术(一)——中国生物器材网

SWATH（Sequential Window Acquisition of all TheoreticalMass Spectra）是瑞士苏黎世联邦理工学院的Ruedi博士及其团队与SCIEX在2012年联合推出的一项全新的高分辨质谱采集技术。人们常说：SWATH技术是一种真正全景式的、高通量的、数据可追溯的质谱技术。   从技术角度，怎么来理解这句话呢？首先要先了解它的工作模式，我们都知道质谱是按照方法中设定的工作任务来完成扫描的，在SWATH的常规设定中，一个扫描循环内，第一步是命令质谱采集一张一级全扫描谱图；第二步是将扫描范围内的母离子按一定质量范围分区，如：扫描范围50-1000Da,电脑设定Q1分区窗口为50Da，则分为50-100Da,99-150 Da, 149-200 Da….依次分下去；Q1依次将这些特定质量范围，送达到Q2打碎，就获得相应质量区间内母离子的所有碎片信息。当然，Q1窗口可以设定其他值或者设定可变窗口（图1）。     图1. SWATH 数据进行MS/MS扫描时，Q1分窗口依次传输母离子进入Q2打碎，获得相应窗口母离子的所有碎片的MS/MS谱图。

 

采集到的信息，通过软件处理后，可以获得每一个色谱峰的一级定量、定性信息，二级定性信息，以及类MRM的二级定量信息，也就是说：它包含了每个色谱峰的所有定量、定性信息。所以说SWATH是一种真正全景式的、高通量的、数据可追溯的质谱技术。

 

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

 

IDA采集模式的工作流程是：质谱先采集MS全扫描图谱，然后根据触发条件判断哪些m/z去打MS/MS谱图，质谱续而采集这些m/z的MS/MS。因为IDA扫描需要根据一级MS的信息来触发MS/MS采集，所以被称为信息依耐性扫描模式；这种采集模式，能提供一级MS定量信息和MS/MS定性信息，但却不能提供类MRM的定量信息，即二级定量信息。这是因为触发的MS/MS采集，无法提供足够和稳定的扫描点数，而这是稳定定量的关键。

 

和IDA相反，MSALL扫描模式是一种非数据依耐性扫描模式，其工作流程是：质谱先采集MS全扫描图谱，后而将所有母离子传输到Q2打碎，得到一张MS/MS谱图。

 

这样，MSALL数据中包含所有母离子及其碎片信息，但最大的问题有如下两点：

1. 在定性方面，因为所有母离子的子离子碎片在一张MS/MS谱图中，谱图太复杂，会造成后期数据去卷积非常困难，也就是判断碎片来自于那个母离子，非常困难。 2.在定量方面，我们知道四级杆质量分析器在传输越窄的质量范围时，其传输效率越高。这就是为什么三重四级杆使用MRM作为灵敏度最高的定量模式，就是因为MRM模式中，Q1和Q3都仅仅选择1Da的质量范围传输，可以获得最高的传输效率，保证灵敏度。但在MSALL模式下，Q1选择整个质量范围（50-1000Da）传输到Q2时，其传输效率就会很低，无法保证最大量的母离子到达Q2，其类MRM的定量灵敏度就无法保证。     图2. IDA，MSALL和SWATH 三种采集模式在MS/MS谱图采集方式的不同；

SWATH 也是一种非数据依耐性扫描模式，和MSALL模式相比，它在MS/MS扫描时，Q1是分段将母离子送到Q2，传输离子窗口小，自然能更大化保证离子传输效率，从而保证类MRM定量灵敏度。另一方面，因为SWATH的MS/MS谱图仅仅是小质量范围内的母离子所打出来的，也减轻了后期去卷积工的压力，保证了去卷积后，MS/MS谱图的质量。   最后，我们来总结一下SWATH相对于其他采集模式的优势：   1.全景采集数据，包括样本中所有m/z一级定性、定量和二级定性、定量信息； 2. 优异的定量性能，和IDA采集模式相比，SWATH 能提供二级定量信息，和MSALL模式相比，其在类MRM定量中提供更高的灵敏度； 3. 全面且良好的二级定性谱图，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谱图质量。   这里提一下，既然SWATH采集技术有这么强大的功能，要实现这个技术需要什么仪器硬件条件呢？答案是：SWATH采集技术的成功依托于2个硬件条件：   1.是绝对快速的扫描速度； 2.是在最快速的扫描速度下，良好的分辨率和灵敏度。   语音讲解