ASMS 全新升级｜ecTOF 双离子化技术，开启代谢组学鉴定新纪元

  2026年6月1日 美国圣地亚哥  

布鲁克在 ASMS 2026 重磅发布 MetaboScape® 软件现已适配 ecTOF™ 双电离技术，可同步处理气相高分辨质谱（GC-HRAM）的电子轰击电离（EI）与化学电离（CI）谱图，全面实现化学暴露组数据覆盖。布鲁克同步推出 timsMetabo™ 混合型代谢组学抢先试用项目，依托试剂盒绝对定量技术，在一套 “行业标杆级” 定性定量同步实验方案中，整合靶向定量与非靶向筛选分析。

慕尼黑亥姆霍兹研究所 Michael Witting 博士表示：“代谢组学研究既需要定量数据，也要求广泛的探索性分析。以往想要兼顾两者，只能采用独立的实验流程，增加了工作复杂度。如今在单次实验中整合靶向与非靶向代谢组学分析，可简化大规模研究，更全面地解析引发疾病的代谢变化。”

布鲁克于 2026 年 1 月完成对 TOFWERK 公司的收购后，正式推出大气暴露组学专项计划。该方案融合了 TOFWERK Vocus™ 实时挥发性有机物监测系统、mipTOF™ 便携式微量金属气溶胶分析仪，以及4D-代谢组学与脂质组学技术。整套解决方案可将实时环境暴露监测数据与呼吸系统疾病、神经退行性疾病及癌症相关联。

约翰斯・霍普金斯大学环境健康与工程系 Peter DeCarlo 教授表示：“实时大气监测与多组学技术相结合，助力我们深入探究大气污染物暴露在人体生物系统中的作用机制，这是大气暴露组学发展的关键转折点。”

双离子化技术赋能代谢组学

ecTOF

开启“高置信度”鉴定新时代

在复杂生物基质的分析中，代谢组学研究始终受到化合物定性难度大、鉴定置信度不足等问题的掣肘。传统 GC-MS 往往局限于单一的电子轰击电离（EI）模式，面对组分共馏出的干扰、碎片图谱的指纹特征性不强、分子离子峰信号微弱及同系物碎片高度相似等挑战时，定性分析的准确性难以保障。

布鲁克最新 ecTOF 气质双源高分辨飞行时间质谱仪，依托EI/CI 双离子源并行技术，实现指纹特征碎片与分子离子信息的同步获取，显著提升代谢组学研究的定性能力与结果可靠性。

图1. ecTOF工作示意图：EI源和CI源同时工作，软硬电离数据同步获得

核心技术：一次进样，双重定性信息同步获取

ecTOF 的核心优势在于单次色谱运行中，同步地获取 EI（70eV 电子轰击电离）和 CI（化学电离）两种质谱数据。

• EI 光谱：提供丰富的结构碎片信息，可直接进行标准的 NIST 谱库检索。
• CI 光谱：产生准确的准分子离子信息，用于确定化合物的分子量和分子式。

两种电离方式的数据在保留时间上完全一致，避免了后期复杂的数据对齐过程，显著提升了代谢物鉴定的置信度。

类固醇类是疾病筛查和监测的重要生物标志物。在针对尿液样本的研究中，ecTOF 表现出卓越的定性能力：

• 靶向分析：可同时准确检测已知40余种内源性类固醇类代谢物，满足高通量分析的需求。

• 非靶向分析：对于数据库中未覆盖的化合物，利用 CI 提供的精确质量数和同位素分布信息，可以准确推导出分子式 。如图所示，研究人员通过 ecTOF 成功初步鉴定出腺苷-3TMS（adenosine-3TMS）等化合物，即便这些化合物在 EI 模式下几乎不产生分子离子峰，仍可通过 CI 的分子信息实现可靠定性 。

图2. ecTOF 分析尿液样品时同步采集的 EI 与 CI 总离子流图

图3. 上图依次为：腺苷-3TMS 的 EI 和 CI 质谱图；EI 图谱跟 NIST 标准图谱的镜像对比；CI 获得 [M+H]⁺ 峰同位素分布和理论同位素分布的叠加对比

短链脂肪酸（SCFAs）在肠道健康和免疫调节中起着至关重要的作用，借助ecTOF的 CI离子源卓越的灵敏度，可在该类化合物分析中实现较传统 EI 方法更优的检测性能。

• 灵敏度显著提升：相比于传统 EI 定量方式，CI 模式下 产生的 [M+H] ⁺ 离子具有更高的信噪比。研究表明，CI 模式下的定量限（ LOQ ）可达 0.03-1.3 µmol/L ，显著优于常规方法 。

• 去卷积能量增强：CI 图谱背景噪音更低，使得重叠峰的去卷积处理更加简单且精确，有效降低假阳性结果风险 。

图4. 巴豆酸（1.953 μM）的未经平滑处理的提取离子色谱图（EIC）。蓝色曲线代表 EI 模式下的定量离子绝对信号强度，红色曲线代表 CI 模式下的 [M+H]⁺ 离子信号。结果显示，相比 EI 定量离子，CI 产生的 [M+H]⁺ 离子信号具有更高的信噪比。

人类汗液中的挥发性有机化合物（VOCs）会随着情绪状态（如恐惧、快乐）发生动态变化，是近年来备受关注的研究方向。

• 精准识别：通过热脱附富集与 ecTOF 联用，研究者能够从复杂的汗液成分中精准鉴定出与不同情绪相关的特定化合物。 

• 高可信度筛选：结合 CI 提供的分子量信息，有效排除干扰项，显著提升化合物筛选的可靠性，为后续生物学验证（如工作犬识别实验）提供高可信度的候选物清单。

图5. 在非极性柱（左）与极性柱（右）上测得的某“愉悦”样本的总离子流图，其中 CI（红色）与 EI（蓝色）信号峰形高度对齐。

图6. 以“恐惧”与“中性”情绪对比为例，通过t-test发现两种情绪状态下具有显著差异的化合物。

表1. 不同情绪状态下汗液中检测到的差异性化合物

总结：代谢组学研究的理想工具

从临床诊断到环境监测，从基础研究到应用开发，ecTOF 正在重新定义气质高分辨质谱的分析标准。其双离子源并行的采集能力，不仅显著提升分析效率，更为代谢物鉴定提供了更高的确定性与可靠性。

创新质谱技术，助力精准科研！如需了解更多关于 ecTOF 的详细应用方案，请联系布鲁克相关技术团队。

参考文献：

1. Targeted Analysis and Non-Targeted Discovery of Steroids in Urine Using the ecTOF, Bruker Ebook. 

2. Profiling of Short-Chain Fatty Acids in Biological Matrices Using A Novel Dual Ionization GC-HRMS, ASMS 2025.

3. Untargeted Exploration of Putative Emotional Chemo-Signals by Thermal Desorption Preconcentration GC-EI&CI-TOFMS, ASMS 2024.

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