主题：【已应助】各家TOF的数据采集速率最高能到每秒几张谱图？

说了这么多，好像有点偏题了。
其实我想问的是：
1.有没有人对LECO的500HZ提出质疑？
2.没有的话，既然LECO可以做到，为什么其他的TOF厂家没有跟进？（如上所述，高扫描速度在蛋白质组学方面还是很有应用前景的）

原文由 gaoliang1012(gaoliang1012) 发表:

原文由 peter2006(peter2006) 发表:
同问，waters MSE 具体是个什么过程？AB的SWATH又是怎么样的一个过程？
我了解的waters MSe：假如waters的QTOF最大的扫描速度是20Hz，那么扫描时间最小也就是0.05S（1/20=0.05）。
当我们设定一个MSe方法扫描时间设定为0.1秒钟时，其中0.05S用于MS扫描，下一个0.05S用于MS/MS扫描，然后循环......(当然中间还有inter scan delay,lockspray snan time等，在此我们忽略这些次要因素)，这样就在计算机的处理下，形成了两个数据通道，即低能量通道和高能量通道。这种办法是针对全质量范围的。不知道我的理解是不是正确？

AB的SWATH是这样的，一个循环中，首先100ms的MS（400-1200），接下来进行32个100ms的MS/MS，第一个MS/MS的precursor ions是400-425（对Quad进行一种特殊的tune，使其可以选择这一范围的离子送到碰撞室去进行CID），第二个MS/MS的precursor ions是425-450，以此类推，第32个MS/MS的precursor ions是1175-1200，这样一个循环下来总共花费了3300ms，得到了一张MS谱图，以及32张MS/MS谱图。（为了简化描述，这里precursor ions的选择是整数，实际上Reudi做的时候，是有一个0.5Da的偏移）

按照我的理解，Waters的MSE一个扫描循环下来似乎只得到了一张MS谱图和一张MS/MS谱图，这样的话对MS/MS谱图进行解析的话，有些难以将谱图上的碎片峰与其precursor ion进行对应。当然了WATERS对此好像有解释，但我没有仔细看，不知道有没有高手对此了解的比较详细的来给大家解惑。

AB的swath虽然也不是对某个确定的m/z的precursor ion去打二级，但他们将全部的质量范围等分成了32份，至少我们知道第一张谱图的precursor ions来自400-425这个范围。即使这样，在谱图解析的难度上，这与我们常用的DDA,IDA等还是有不小的差距的，因为DDA或者IDA是选择一个确定的m/z去打二级的，每张MS/MS谱图都有一个确定m/z的precursor ion。当然了，SWATH是对全质量范围进行了MS/MS，其结构信息还是更为丰富的，DDA或者IDA只是对TOP 5， 10，20或者甚至到50，100（已经非常困难了）进行了MS/MS。若要以每张谱图都有一个确定m/z的precursor ion的要求来对全质量范围进行MS/MS的话，一个循环中要有800张二级谱图（当然要保证谱图的质量），这对扫描速度是一个极其巨大的挑战。

您的理解很准确，waters的MSE一个Scan只得到一张MS及MS/MS图，瞬间切换（约1ms），它解析整个母离子与子离子关联的方法是依靠waters家的chromlynx的软件（设计是一个三元的高斯函数），此软件的原理是母离子应该与子离子具备相同的色谱行为，必须保证有高度稳定的保留时间，这也是waters号称只有他们有底气同时采集MS及MS/MS的原因，他家的UPLC有足够稳定的泵。

原文由 peter2006(peter2006) 发表:
同问，waters MSE 具体是个什么过程？AB的SWATH又是怎么样的一个过程？
我了解的waters MSe：假如waters的QTOF最大的扫描速度是20Hz，那么扫描时间最小也就是0.05S（1/20=0.05）。
当我们设定一个MSe方法扫描时间设定为0.1秒钟时，其中0.05S用于MS扫描，下一个0.05S用于MS/MS扫描，然后循环......(当然中间还有inter scan delay,lockspray snan time等，在此我们忽略这些次要因素)，这样就在计算机的处理下，形成了两个数据通道，即低能量通道和高能量通道。这种办法是针对全质量范围的。不知道我的理解是不是正确？

理解很准确，就是低能量及高能量两通道瞬时切换。waters的扫描速度MS和MS/MS均为30scan/sec

这些机器用的是TDC，而且是TDC里面比较老的LIST模式。数据线上传输的是HIT信息，并不是质谱的谱图。到了电脑以后再转换成HIST模式，才是谱图。理论上LIST可以记录每一个离子打击的时间，但是问题是动态范围低会失真。

如果是ADC的话，一张谱图大概至少256k点x 32bit=1Mb，如果一秒钟100张，总线传输能力要达到100Mb，超过PCI-32和100M以太网，特别是硬盘，需要用阵列8个硬盘才够。也不是不能做，麻烦一点。USB2号称480Mb，实际效果也就10MB随机BLOCK的样子。或者根本不开FPGA处理功能，这样，一秒钟可以到3万张，但是数据量大概2Gb的样子，用板载的32G RAM，可以记录15秒，但是无法传输。

原文由 gaoliang1012(gaoliang1012) 发表:
对于一台QTOF而言，最主要的指标有分辨率，灵敏度及扫描速度（当然还有精度），正常而言，在采集速度与分辨率及灵敏度必须择其一。因为LC峰宽远大于GC峰宽，因此并不需要如此快的速度，以免牺牲其他性能。LECO的这些指标可能都是在比较极端的情况下做出来的结果，当在500HZ速度下，可能灵敏度及分辨率都会较差。扫描速度与各个厂家采用的数据采集方式是息息相关的，现在最主要的QTOF厂家主要是两大类采集方式，Agilent，bruker采用DDA，AB采用IDA和SWATH，IDA就是DDA，waters采用MSE，DDA是一种比较经典但稍显落后的方式，需要设定阈值，再按照丰度从高到低进行MS/MS，这样这个占空比会受到限制，必须去提高扫描速度，所以AB到100HZ,安捷伦50HZ，bruker50HZ，定量会稍弱，且对使用者经验要求较高。SWATH及MSE是同一条路，不需要阈值，同时去采集MS及MS/MS，这样会节省大量时间，定量较好。但需要有性能可靠的软件对复杂的谱图进行解析。当然，SWATH（AB去年推出此技术）跟MSE（waters在07年推出此技术）去比就是小儿科了，SWATH是在25Da（非楼上Lics05说的50Da）范围进行MS及MS/MS同时采集，MSE是在全质量范围进行MS及MS/MS采集，完全避免占空比的问题。

您好，非常感谢您的意见，不过还是有些不太懂的地方：

1.不知道Waters的MSE的在全质量范围进行MS以及MS/MS采集具体是怎么做的，因为按照SWATH的25Da范围在m/z400-1200进行MS以及MS/MS同时采集，一个循环需要的时间大约是100ms（MS累积时间）+100ms（每个MS/MS的累积时间）*（1200-400）/25=3300ms，32张质量还可以接受的MS/MS谱图就需要三秒多，不知道Waters的MSE是怎么样的？

2.即使LECO的500Hz是极端的情况，那么50-100Hz应该是一个各个参数都能够顾及到得情况了，厂家应该不至于常用的条件是10Hz就拿500Hz的极端条件来宣传。然而50-100Hz对目前LC的MS和MS/MS同时采集来说也已经是很高很高的了。因为虽然AB宣传的是最高到100Hz，但为了谱图质量能接受，Reudi的SWATH也只是用了10Hz(每张谱图累积100ms)。如果能把LECO的检测器拿过来用的话，按照50Hz计算，在同样的3300ms时间范围内，一个MS能够得到约160张MS/MS谱图，很高的数目了。

waters的MSE据我所知，因为整个过程非常简单，只是在整个质量数范围做高低能量切换从而得到一张MS及一张MS/MS图，以30HZ计，一个duty cycle time约为33ms+33ms=66ms，1s可以采集15张MS/MS图及15张MS/MS图。您的第一条中MS及MS/MS累积时间均为100ms，我觉得因为AB的MS最高速度为100hz，而MS/MS为50hz，因此我想如果MS累积时间为100ms，那么MS/MS是否应该为200ms呢？我个人觉得waters及AB在速度上或者说在单位时间所采集谱图的数量上应该差别不大。倒是有个担心，当SWATH以25Da做扫描质量数范围切换，四级杆需要变换质量数范围，会不会有信号会丢失呢？不明白。

原文由 xueliwu2000(xueliwu2000) 发表:

waters的MSE据我所知，因为整个过程非常简单，只是在整个质量数范围做高低能量切换从而得到一张MS及一张MS/MS图，以30HZ计，一个duty cycle time约为33ms+33ms=66ms，1s可以采集15张MS/MS图及15张MS/MS图。您的第一条中MS及MS/MS累积时间均为100ms，我觉得因为AB的MS最高速度为100hz，而MS/MS为50hz，因此我想如果MS累积时间为100ms，那么MS/MS是否应该为200ms呢？我个人觉得waters及AB在速度上或者说在单位时间所采集谱图的数量上应该差别不大。倒是有个担心，当SWATH以25Da做扫描质量数范围切换，四级杆需要变换质量数范围，会不会有信号会丢失呢？不明白。

1.虽然AB的MS最高速度为100Hz，MS/MS为50Hz，但是swath中的MS和MS/MS均只是用到了10Hz，因此MS和MS/MS都累积100ms应该没什么问题

2.我个人的理解，SWATH的quad是做了一种特殊的Tune，从而能够选择一定质量范围的母离子，切换应该不会有影响，因为常用的DDA或者IDA在对TOP5或者TOP10做二级的时候也会有切换的问题，只不过SWATH的切换是从一个质量范围到另一个质量范围，而DDA或者IDA是从一个确定的m/z到另一个确定的m/z.

原文由 徐好狗(hoggy) 发表:
这些机器用的是TDC，而且是TDC里面比较老的LIST模式。数据线上传输的是HIT信息，并不是质谱的谱图。到了电脑以后再转换成HIST模式，才是谱图。理论上LIST可以记录每一个离子打击的时间，但是问题是动态范围低会失真。

如果是ADC的话，一张谱图大概至少256k点x 32bit=1Mb，如果一秒钟100张，总线传输能力要达到100Mb，超过PCI-32和100M以太网，特别是硬盘，需要用阵列8个硬盘才够。也不是不能做，麻烦一点。USB2号称480Mb，实际效果也就10MB随机BLOCK的样子。或者根本不开FPGA处理功能，这样，一秒钟可以到3万张，但是数据量大概2Gb的样子，用板载的32G RAM，可以记录15秒，但是无法传输。

非常感谢徐老师的回复，不过您提到的TDC的一些相关名词真心不太懂。另外按照您提到的，是不是受电脑和通讯等硬件方面的限制，因此ADC的扫描速度不能做到100Hz以上，但是就ADC本身来说还是能够达到500Hz甚至更高的。还有后面的FPGA等彻底不懂了

Waters Synapt G2 or G2-s采用3Ghz ADC，再之前老的产品是TDC。
AB5600采用40GHz TDC。
不过仍然不是很明白TDC与ADC的区别，请教。

我来给你们讲讲SWATCH的笑话吧！



说QTOF的MS2，其实窗口开的太小不是太好，一方面灵敏度低了，生物大分子同位素浪费很厉害，另一方面生物信息学的分析其实也不是太看母离子的m/z有多好。这些软件如今都可以从碎片倒推母离子，甚至于很多时候倒推出来的母离子还不只几个这么多，即使你母离子子窗口还仅仅1u宽，有的母离子可以偏离窗口高达十几个u。



这样就有聪明人想，干脆烂到底，全开（MS ALL），后来效果也不好，就跳呀跳，搞了个开30u。

原文由 gaoliang1012(gaoliang1012) 发表:

原文由 peter2006(peter2006) 发表:
同问，waters MSE 具体是个什么过程？AB的SWATH又是怎么样的一个过程？
我了解的waters MSe：假如waters的QTOF最大的扫描速度是20Hz，那么扫描时间最小也就是0.05S（1/20=0.05）。
当我们设定一个MSe方法扫描时间设定为0.1秒钟时，其中0.05S用于MS扫描，下一个0.05S用于MS/MS扫描，然后循环......(当然中间还有inter scan delay,lockspray snan time等，在此我们忽略这些次要因素)，这样就在计算机的处理下，形成了两个数据通道，即低能量通道和高能量通道。这种办法是针对全质量范围的。不知道我的理解是不是正确？

AB的SWATH是这样的，一个循环中，首先100ms的MS（400-1200），接下来进行32个100ms的MS/MS，第一个MS/MS的precursor ions是400-425（对Quad进行一种特殊的tune，使其可以选择这一范围的离子送到碰撞室去进行CID），第二个MS/MS的precursor ions是425-450，以此类推，第32个MS/MS的precursor ions是1175-1200，这样一个循环下来总共花费了3300ms，得到了一张MS谱图，以及32张MS/MS谱图。（为了简化描述，这里precursor ions的选择是整数，实际上Reudi做的时候，是有一个0.5Da的偏移）

按照我的理解，Waters的MSE一个扫描循环下来似乎只得到了一张MS谱图和一张MS/MS谱图，这样的话对MS/MS谱图进行解析的话，有些难以将谱图上的碎片峰与其precursor ion进行对应。当然了WATERS对此好像有解释，但我没有仔细看，不知道有没有高手对此了解的比较详细的来给大家解惑。

AB的swath虽然也不是对某个确定的m/z的precursor ion去打二级，但他们将全部的质量范围等分成了32份，至少我们知道第一张谱图的precursor ions来自400-425这个范围。即使这样，在谱图解析的难度上，这与我们常用的DDA,IDA等还是有不小的差距的，因为DDA或者IDA是选择一个确定的m/z去打二级的，每张MS/MS谱图都有一个确定m/z的precursor ion。当然了，SWATH是对全质量范围进行了MS/MS，其结构信息还是更为丰富的，DDA或者IDA只是对TOP 5， 10，20或者甚至到50，100（已经非常困难了）进行了MS/MS。若要以每张谱图都有一个确定m/z的precursor ion的要求来对全质量范围进行MS/MS的话，一个循环中要有800张二级谱图（当然要保证谱图的质量），这对扫描速度是一个极其巨大的挑战。

讲得太好了，我们假设一个循环是3300ms，而且已经能做800张二级谱图。那SWATH的窗口最小就可开成是1Da（实际工作时由于同位素峰不需开得这么小），基本上一个样品做下来所有看得见看不见的母离子二级信息都全了，那将推动二级谱图采集从data dependent 到data independent的巨大改进。我想这也是楼主对500HZ技术那么感兴趣的的原因。