该系统为安捷伦公司生产型号为TOF(6520)串联RRLC的液质联用设备，主要由液相色谱仪和飞行时间质谱仪所构成的高性能分析系统，‌专门用于复杂样品的分析和鉴定。在性能上，该款仪器‌有许多特色，如32 Gbit/秒的数据采集速率、高效离子光学系统、以及对温度稳定的ADC飞行时间电子系统等，从而使 TOF(6520)兼具质量精确性和分辨率、灵敏度，以及远超其它四极杆-飞行时间串联质谱（Q-TOF）系统和轨道阱质谱仪谱图的动态范围。针对药物杂质定性、内源性代谢物和蛋白质生物标志物等复杂样品，该设备能提供轮廓谱分析、鉴定、表征，定量等各种功能。

       该系统由安捷伦MassHunter工作站软件进行操控。包括仪器控制、数据采集、定性和定量数据分析。数据采集，质量精确度能达到1-2 ppm MS 和2-4 ppm MS/MS，提高了质量分辨率，特别是在低质量数，同时不会影响图谱采集速率，柱上灵敏度在高fg到低pg（阿托摩尔到几个飞摩尔），图谱动态范围高达5个数量级，图谱采集速率高达每秒10张MS/MS图谱，TOF 质量范围宽 m/z 25-20,000。

       数据分析功能，包括最新的数据提取和数据挖掘功能，分子式确证和分子式生成，解卷积和精确的全蛋白质量测定，以样品为中心进行定量，差异质量表达谱分析，以发现潜在的生物标志物，代谢物鉴定和代谢物数据库检索，通过数据库检索和de novo测序进行蛋白质鉴定。

图1  安捷伦LC-Q-TOF MS 代谢组学研究平台示意图

　　应用范围

　　1．分离和检测

       安捷伦6520Q-TOF MS质谱兼具高度的质量精确性和高分辨率、高灵敏度，以及远远超过其它四级杆-飞行时间串联质谱系统和轨道阱质谱仪的超宽谱图内动态范围。针对药物杂志定性、食品安全筛查、代谢组学和蛋白质生物标志物等复杂样品分析。

　　2．特征提取

       安捷伦的Mass Hunter质谱工作站软件包含专利的分子特征提取（Molecular Feature Extraction, MFE）功能，可以自动化地实现对高分辨质谱数据的化合物特征提取。MFE归纳化合物在质谱图中所有的相关离子（加H＋、Na＋或K＋等各种加合离子、多聚体及同位素离子等）并自动化的进行数据提取，最终实现背景过滤，将包含在总离子流图中所有的代谢产物尽可能全部提取出来，并生成后续代谢谱差异分析所需的包含m/z、保留时间及丰度信息的三维数据文件。下图2为MFE功能示意图。

 图2   安捷伦MassHunter质谱工作站分子特征提取（MFE）功能

　　3．统计分析-鉴定-代谢通路分析

       安捷伦全新的生物信息学软件MPP集成代谢谱的差异统计分析、潜在生物标记物的寻找、潜在生物标记物的鉴定（ID Browser）及代谢通路分析（Pathway Analysis）等诸多功能。MPP能够对来自大样本组的数据中的保留时间和丰度进行标准化；用一系列实用的统计分析和图形化工具（包括1-way和2-way ANOVA、PCA，以及分类预测算法）进行数据分析；用内置的ID Browser功能采用METLIN和Fiehn等安捷伦代谢组学数据库进行检索及利用精确质量数进行分子式生成来实现代谢物的鉴定；用内置的代谢通路分析工具Pathway Analysis进行代谢途径中大小分子的相关性分析，并利用已有数据构建新通路；从而识别样品之间的差异和关联，最终实现快速发现疾病或药物毒性等研究中的生物标志物（见图3）。

图3  安捷伦生物学信息软件Mass Profiler Professional（MPP）

　　4．应用实例

       本研究采用HPLC-Q-TOF-MS技术，结合安捷伦代谢组学统计分析软件 (MPP )，建立中药材姜半夏和其伪品姜水半夏的鉴定方法。首先采用Profinder软件对采集到的质谱数据进行特征化合物提取。将Profinder软件导出的数据以PFA格式导入安捷伦代谢组学统计分析软件（MPP）。通过MPP软件的主成分分析，查找姜半夏和姜水半夏之间有显著性变化的化合物，以偏最小二乘法建立姜半夏真伪鉴别预测模型，预测样品的掺伪，为姜半夏的真伪鉴定提供参考。

注：黄色代表姜水半夏; 红色代表姜半夏

图4 两组样品PCA分析结果

注：A. 100%姜水半夏；B. 100%姜半夏；C. 掺20%姜水半夏的姜半夏；D. 掺50%姜水半夏的姜半夏

图5 待测样品预测结果图