EAD Talk | 声音专栏1期：结构解析利器- EAD研发、原理及特点(1)

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对于液质联用（LC-MS/MS）系统，其传统的CID（碰撞诱导解离，collision-induced dissociation）技术，有时我们也叫它CAD（碰撞活化解离，collision activated dissociation）技术，我们并不陌生。实验中，CID技术经常被用于大多数化合物的定量分析和结构鉴定工作。虽然业界标准化的CID技术提供了有价值的MS/MS信息，但仅仅使用CID技术并不能完全解决同分异构体、蛋白翻译后修饰、小分子精细结构鉴定等难题。这时候就需要一种不同于CID碎裂原理，互补于CID碎片信息，且对大、小分子具有通用性的碎裂技术来解决这些难题。因此EAD技术就登上了SCIEX科学家的研发舞台。

首先，EAD与CID的互补性在于其碎裂原理的不同¹。CID技术是基于气体介导的碎裂技术，通过控制气体的流量和运动速度，也就是CAD气量和CE（碎裂能量，Collision Energy）这两个参数，气体与化合物分子碰撞而发生碎裂；EAD技术则是基于电子介导的碎裂技术，通过控制电子束的密度和运动能量，对应仪器上Current Beam和Kenetic Energy (KE)这两个参数，是电子与化合物分子结合而诱导其碎裂。正因为EAD与CID的碎裂原理不同，其碎片也有所不同，所以业内公认两者在MS/MS信息上具有互补性²。

ETD和ECD技术都可应用于多电荷大分子的碎裂，但不同的是ETD不能应用于单电荷离子，而ECD技术因为使用自由电子和化合物发生反应，更容易控制自由电子的运动能量，当运动能量（KE）提高到10eV或以上时，其碎裂模式就变成了EIEIO模式，可使用高能电子进行单电荷离子的碎裂⁶。如果能在商品化设备上自由设定电子束的密度和运动能量，就可以实现ECD/EIEIO模式的自由切换，即可实现多电荷大分子的碎裂，也可实现单电荷小分子的碎裂，SCIEX科学家将这种电子束密度和运动能量可调的碎裂模式称为EAD技术。

2021年SCIEX成功将ZenoTOF^® 7600 高分辨质谱系统推向市场。基于CID技术和EAD技术的互补性，ZenoTOF 7600不仅包含了这两种碎裂技术，而且因为其EAD的电子束密度和运动能量可调，实现了多电荷大分子和单电荷小分子的碎裂通用性⁷。

讲到这里，大家肯定有个疑问，ZenoTOF 7600的硬件是如何实现CID和EAD功能的呢？简单来讲，ZenoTOF 7600的设计是在Q1和Q2之间加入EAD Cell（EAD碰撞池），在EAD碰撞池的上、下两端各有一根电阻丝，产生电子束， 该电子束的电子密度可以通过Current Beam这个参数设定；当Q1选择母离子，进入EAD碰撞池时，可以通过KE这个参数，通过调控电场使电阻丝所产生的电子束获得不同的运动能量，然后和化合物反应引发碎裂（图2）。

当使用EAD碎裂模式时，母离子在EAD碰撞池碎裂后，Q2仅仅起离子传输的作用，将EAD碎片传输到TOF进行检测或者ZenoTrap进行富集；当使用CID模式时，EAD仅仅将Q1选择的母离子传输进Q2，进行CID碎裂，此时EAD碰撞池并不产生电子束。基于这样的硬件设计，ZenoTOF 7600成功地兼顾了CID和EAD两种碎裂方式。

但这也面临着一个问题，就是EAD的碎裂效率远远低于CID，导致碎片丰度偏低，使用7600的Zeno Trap富集功能，就大大提高了EAD碎片丰度⁷，为EAD技术在复杂基质样本中的成功应用埋下了基础。

本期的主要内容，就到这里了。下期内容，我将用具体例子带大家了解在大分子和小分子应用上，EAD碎片信息和CID碎片信息的不同。谢谢大家的收听，我们下期再见。