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液相色譜質譜聯(lián)用儀是分析化學領域的重要儀器，它將液相色譜(LC)的高分離能力與質譜(MS)的高靈敏度、高選擇性檢測優(yōu)勢相結合，能夠對復雜樣品中的微量乃至痕量成分進行精準定性與定量分析。其核心原理與行業(yè)應用深度體現(xiàn)了多技術融合的創(chuàng)新價值。
一、核心原理
LC-MS系統(tǒng)的工作流程可分為“分離-電離-檢測”三步：
•分離階段：液相色譜部分利用流動相(如水-甲醇、水-乙腈)與固定相(C18鍵合硅膠柱)之間的相互作用，將樣品中的各組分按極性、分子大小等性質分離。不同組分在色譜柱中移動速度不同，依次從色譜柱末端流出，進入質譜檢測器。
•電離階段：從色譜柱流出的組分進入質譜的電離源(如電噴霧電離源ESI、大氣壓化學電離源APCI)，在高壓氣體(如氮氣)與電場作用下，被轉化為帶電離子(如分子離子、碎片離子)。例如，ESI源適用于極性大分子(如蛋白質、多肽)，能將溶液中的化合物轉化為多電荷離子([M+nH]??)；APCI源則更適合中等極性小分子(如藥物代謝物)。
•檢測階段：離子進入質量分析器(如四極桿、飛行時間TOF、離子阱)，根據(jù)質荷比(m/z)進行分離與檢測。質量分析器將不同m/z的離子依次篩選并檢測，生成質譜圖(橫坐標為m/z，縱坐標為離子強度)。通過與標準品數(shù)據(jù)庫比對或碎片離子解析，可確定化合物的結構(定性分析)；通過峰面積或峰高定量(與標準曲線對比)，可計算樣品中目標成分的含量(定量分析)。
二、行業(yè)應用：
•醫(yī)藥研發(fā)與質量控制：在藥物研發(fā)中，LC-MS用于新藥候選物的結構鑒定(如天然產(chǎn)物的活性成分)、代謝途徑研究(追蹤藥物在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物)及藥物雜質分析(控制雜質含量<0.1%)。例如，抗體藥物偶聯(lián)物(ADC)的表征需分析抗體、連接子及小分子毒素的結合狀態(tài)，LC-MS的高分辨能力(分辨率>100000)可精準區(qū)分各組分。在生產(chǎn)質量控制中，LC-MS可檢測原料藥中的基因毒性雜質(如亞硝胺類)，確保藥品安全性。
•環(huán)境與食品安全：在環(huán)境監(jiān)測中，LC-MS用于檢測水中痕量有機污染物(如全氟化合物PFAS、抗生素)、土壤中的農(nóng)藥殘留(如新型除草劑)及空氣顆粒物中的有機成分。例如，檢測地下水中的全氟辛酸(PFOA，具有持久性毒性)，LC-MS的檢測限可達pg/L級別(傳統(tǒng)方法難以達到)。在食品安全領域，LC-MS可分析食品中的非法添加物(如瘦肉精、塑化劑)、過敏原(如花生蛋白)及營養(yǎng)強化劑(如維生素D)，保障消費者健康。
•生命科學研究：在蛋白質組學研究中，LC-MS用于鑒定細胞或組織中的蛋白質表達譜(通過酶解蛋白質生成肽段，再分析肽段的m/z)，發(fā)現(xiàn)疾病相關的生物標志物(如癌癥特異性蛋白)。在代謝組學中，LC-MS可全面檢測生物體液(如血液、尿液)中的小分子代謝物(如氨基酸、脂肪酸)，揭示代謝通路異常(如糖尿病患者的糖代謝紊亂)。
液相色譜質譜聯(lián)用儀通過分離與檢測技術的協(xié)同創(chuàng)新，將復雜樣品的分析精度提升至較高的水平，成為醫(yī)藥、環(huán)境、生命科學等領域的“分析利器”，為科學研究與產(chǎn)業(yè)應用提供了強有力的技術支撐。
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