液質聯用發展歷史

A. 液質聯用的發展歷程

自20 世紀70 年代初，人們開始致力於液-質聯用介面技術的研究。在開始的20 年中處於緩慢的發展階段，研製出了許多種聯用介面，但均沒有應用於商業化生產。直到大氣壓離子化（atmospheric-pressure ionization, API）介面技術的問世，液-質聯用才得到迅猛發展，廣泛應用於實驗室內分析和應用領域。
液-質聯用介面技術主要是沿著三個分支發展的：
（1）流動相進入質譜直接離子化，形成了連續流動快原子轟擊（continuous-flow fast atom bombarment, CFFAB）技術等；
（2）流動相霧化後除去溶劑，分析物蒸發後再離子化，形成了「傳送帶式」介面（moving-belt interface）和離子束介面（particle-beam interface）等；
（3）流動相霧化後形成的小液滴解溶劑化，氣相離子化或者離子蒸發後再離子化，形成了熱噴霧介面（thermo spray interface）、大氣壓化學離子化（atmospheric pressure chemical ionization, APCI）和電噴霧離子化（electrospray ionization, ESI）技術等。有關液相質譜的介面技術和LC-MS 技術的發展，Niessen 曾經進行了較為詳細的綜述。
1 液體直接導入介面
1972 年，Tal』roze 等人提出了直接將色譜柱出口導入質譜的思想，當時稱之為毛細管入口界面。相繼有許多研究組開展這方面的研究，在1980 年這種液質介面已經用於商業化生產。為了避免非揮發溶劑的污染，Melera 使用一個小的橫隔膜對這一介面進行了改進，研製成了液體直接導入介面（direct liquid introction interface）技術。該介面是將液相色譜的流動相沿著進樣桿流動，然後通過一個直徑為3-5µm 的針孔，使液體射入質譜計的CI 離子源中。採用傳統的CI 離子源可以很容易地把色譜與質譜計相連或脫開。
液體直接導入介面的優點是：介面簡單，造價低廉，可將非揮發性和熱不穩定性的化合物溫和地轉化成氣態，樣品以溶液狀態進入質譜形成了CI 條件，可得到分子量信息。缺點是：分流過程中需要減少大量的流動相，使用的隔膜經常堵塞。
2 連續流動快原子轟擊
1985 和1986 年，快原子轟擊（FAB）和連續流動快原子轟擊（CFFAB）介面技術相繼問世，並隨後投入了商業化生產。快原子轟擊是用加速的中性原子（快原子）撞擊以甘油調和後塗在金屬表面的有機物（「靶面」），導致這些有機化合物的電離。分析物經中性原子的撞擊獲取足夠的動能以離子或中性分子的形式由靶面逸出，進入氣相，產生的離子一般是準分子離子。在此基礎上發展的連續流動快原子轟擊技術，得到更廣泛的應用。其甘油的濃度在2%-5%之間，比靜態的FAB使用的甘油量少，且測定過程中「靶面」得到不斷更新，其化學物理性質變化很小，同時經色譜分離後的共存物質不會同時出現在「靶面」上，因此大大降低了雜訊，信噪比提高，定量分析的重現性也得到改善。
連續流動快原子轟擊介面的優點：是一種「軟」離子化技術，適用於分析熱不穩定、難以汽化的化合物，尤其是對肽類和蛋白質的分析在當時是最有效的。缺點是：只能在較低的流量下工作，一般小於5µl/min，大大限制了液相柱的分離效果，流動相中使用的甘油會使離子源很快變臟，同時容易堵塞毛細管，混合物樣品中共存物質的干擾也會抑制分析物的離子化，降低靈敏度。
3 「傳送帶式」介面
1977 年，世界上第一台商業化生產的液-質聯用介面就是使用傳送帶式（moving-belt, MB）技術，是由Mac Fadden 等人對前人研製的傳送線式介面技術的改進。該介面是液相的流動相不停地由傳送帶送入質譜離子源，傳送帶可根據流動相的組成進行調整。在傳送過程中，樣品閃蒸解離進入離子源，在進入離子源前通過兩個不同的泵和真空閥在減壓條件下加熱除去流動相，可以連接EI、CI 或FAB。在分析未知化合物時，可連接EI 分析，獲得的譜圖可以在質譜資料庫檢索。分析大分子生物樣品時，多選用FAB。在CI 條件下，當樣品與CI等離子體完全接觸的狀態下才可獲得最佳結果。
傳送帶式介面的優點是：對揮發性溶劑的傳送能力高達1.5ml/min，對純水會減少至0.5ml/min；噴射裝置與傳送帶表面呈45o 夾角時，可以改善色譜積分曲線；非揮發性緩沖液可以從傳送帶上除去，可以使用非揮發性緩沖溶液；對樣品的收集率和富集率都較高。缺點是：傳送帶的記憶效應不易消除，檢測信號的背景值較高，只能分析熱穩定性的化合物。
4 離子束介面
離子束介面（ particle-beam interface,PB ） 是從單分散氣溶膠界面（monodisperse aerosol generating interface for chromatography, MAGIC）發展來的。該介面將液相色譜的流動相在常壓下藉助氣動霧化產生氣溶膠，氣溶膠擴展進入加熱的去溶劑室，此時待測分子通過一個動量分離器與溶劑分離，然後經一根加熱的傳送管進入質譜。分析物粒子在離子源與熱源室的內壁碰撞而分解，溶劑蒸發後釋放出氣態待測分子即可進行離子化。
離子束介面的優點是：分析范圍比熱噴霧介面更寬，將電離過程與溶劑分離過程分開，更適合於使用不同的流動相，不同的分析物質；主要用於分析非極性或中等極性，分子量小於1,000 的化合物，在葯殘、葯物代謝分析、化工方面曾有許多成功的實例分析。其缺點是：靈敏度變化范圍大，線性響應的濃度范圍較窄，兩種化合物的協同洗脫會對響應產生不可預測的效應，使用高速氦氣造價太高，離子化手段仍然是電子轟擊，不適於分析熱不穩定的化合物。
5熱噴霧介面
熱噴霧介面（thermo spray interface）是從20 世紀70 年代中期開始在美國休斯頓大學實驗室立項研究，旨在解決在液相和質譜之間傳送1ml/min 流速水溶液流動相的難題，可使用EI和CI兩種離子化源。在最初的設計中非常復雜，直到1987 年後的五年內才得到突飛猛進的發展。該介面是將液相色譜的流動相通過一根電阻式加熱毛細管進入一個加熱的離子室，毛細管內徑約0.1mm，比液體直接導入介面的取樣孔大很多。毛細管的溫度調節到溶劑部分蒸發的程度，產生蒸汽超聲噴射，在含有水溶劑的情況下，噴射中含有夾帶荷電小液滴的霧狀物。由於離子室是加熱的，並由前級真空泵預抽真空，當液滴經過離子源時繼續蒸發變小，有效地增加了荷電液滴的電場梯度。最終使其成為自由離子而從液滴表面釋放出去，通過取樣錐內的小孔離開熱噴霧離子源。
熱噴霧介面的優點是：可以減少進入質譜的溶劑量，對不揮發的分析物分子也可電離，可以接受的溶劑流量大致范圍為0.5~2.5ml/min，但不允許有不揮發性緩沖溶液。缺點是：該介面技術的重現性較差，受溶劑成分、取樣桿溫度及離子源溫度的影響；是一種軟電離技術，在譜圖中只有分子離子峰，碎片非常少；對分析物要求有一定的極性，流動相中要有一定量的水，對熱穩定性差的化合物有明顯的分解作用。
6 電噴霧離子化技術
電噴霧（ESI）技術作為質譜的一種進樣方法起源於20 世紀60 年代末Dole等人的研究，直到1984 年Fenn實驗組對這一技術的研究取得了突破性進展。1985 年，將電噴霧進樣與大氣壓離子源成功連接。1987 年，Bruins 等人發展了空氣壓輔助電噴霧介面，解決了流量限制問題，隨後第一台商業化生產的帶有API 源的液-質聯用儀問世。ESI 的大發展主要源自於使用電噴霧離子化蛋白質的多電荷離子在四極桿儀器上分析大分子蛋白質，大大拓寬了分析化合物的分子量范圍。
ESI 源主要由五部分組成：（1）流動相導入裝置；（2）真正的大氣壓離子化區域，通過大氣壓離子化產生離子；（3）離子取樣孔；（4）大氣壓到真空的界面；（5）離子光學系統，該區域的離子隨後進入質量分析器。在ESI 中，離子的形成是分析物分子在帶電液滴的不斷收縮過程中噴射出來的，即離子化過程是在液態下完成的。液相色譜的流動相流入離子源，在氮氣流下汽化後進入強電場區域，強電場形成的庫侖力使小液滴樣品離子化，離子表面的液體藉助於逆流加熱的氮氣分子進一步蒸發，使分子離子相互排斥形成微小分子離子顆粒。這些離子可能是單電荷或多電荷，取決於分子中酸性或鹼性基團的體積和數量。
電噴霧離子化技術的突出特點是：可以生成高度帶電的離子而不發生碎裂，可將質荷比降低到各種不同類型的質量分析器都能檢測的程度，通過檢測帶電狀態可計算離子的真實分子量，同時，解析分子離子的同位素峰也可確定帶電數和分子量。另外，ESI 可以很方便地與其它分離技術聯接，如液相色譜、毛細管電泳等，可方便地純化樣品用於質譜分析。因此在葯殘、葯物代謝、蛋白質分析、分子生物學研究等諸多方面得到廣泛的應用。其主要優點是：離子化效率高；離子化模式多，正負離子模式均可以分析；對蛋白質的分析分子量測定范圍高達105 以上；對熱不穩定化合物能夠產生高豐度的分子離子峰；可與大流量的液相聯機使用；通過調節離子源電壓可以控制離子的斷裂，給出結構信息。
7 大氣壓化學離子化技術
大氣壓化學離子化（APCI）技術應用於液-質聯用儀是由Horning 等人於20 世紀70 年代初發明的，直到20 世紀80 年代末才真正得到突飛猛進的發展，與ESI 源的發展基本上是同步的。但是APCI 技術不同於傳統的化學電離介面，它是藉助於電暈放電啟動一系列氣相反應以完成離子化過程，因此也稱為放電電離或等離子電離。從液相色譜流出的流動相進入一具有霧化氣套管的毛細管，被氮氣流霧化，通過加熱管時被汽化。在加熱管端進行電暈尖端放電，溶劑分子被電離，充當反應氣，與樣品氣態分子碰撞，經過復雜的反應後生成準分子離子。然後經篩選狹縫進入質譜計。整個電離過程是在大氣壓條件下完成的。
APCI 的優點是：形成的是單電荷的準分子離子，不會發生ESI 過程中因形成多電荷離子而發生信號重疊、降低圖譜清晰度的問題；適應高流量的梯度洗脫的流動相；採用電暈放電使流動相離子化，能大大增加離子與樣品分子的碰撞頻率，比化學電離的靈敏度高3 個數量級；液相色譜-大氣壓化學電離串聯質譜成為精確、細致分析混合物結構信息的有效技術。
早在19世紀末，E.Goldstein在低壓放電實驗中觀察到正電荷粒子，隨後W.Wein發現正電荷粒子束在磁場中發生偏轉，這些觀察結果為質譜的誕生提供了准備。
世界上第一台質譜儀於1912年由英國物理學家Joseph John Thomson（1906年諾貝爾物理學獎獲得者、英國劍橋大學教授）研製成功；到20世紀20年代，質譜逐漸成為一種分析手段，被化學家採用；從40年代開始，質譜廣泛用於有機物質分析；1966年，M.S.B，Munson和F.H. Field報道了化學電離源（Chemical Ionization，CI），質譜第一次可以檢測熱不穩定的生物分子；到了80年代左右，隨著快原子轟擊（FAB）、電噴霧（ESI）和基質輔助激光解析（MALDI）等新「軟電離」技術的出現，質譜能用於分析高極性、難揮發和熱不穩定樣品後，生物質譜飛速發展，已成為現代科學前沿的熱點之一。由於具有迅速、靈敏、准確的優點，並能進行蛋白質序列分析和翻譯後修飾分析，生物質譜已經無可爭議地成為蛋白質組學中分析與鑒定肽和蛋白質的最重要的手段。
質譜法在一次分析中可提供豐富的結構信息，將分離技術與質譜法相結合是分離科學方法中的一項突破性進展。如用質譜法作為氣相色譜（GC）的檢測器已成為一項標准化GC 技術被廣泛使用。由於GC-MS 不能分離不穩定和不揮發性物質，所以發展了液相色譜（LC）與質譜法的聯用技術。LC-MS可以同時檢測糖肽的位置並且提供結構信息。1987年首次報道了毛細管電泳（CE）與質譜的聯用技術。CE-MS 在一次分析中可以同時得到遷移時間、分子量和碎片信息，因此它是LC-MS的補充。
在眾多的分析測試方法中，質譜學方法被認為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應用的普適性方法。質譜的發展對基礎科學研究、國防、航天以及其它工業、民用等諸多領域均有重要意義。

B. 什麼叫液質聯用技術其優點是什麼

液相色譜儀+ 質譜儀。
液相色譜儀起分離作用；質譜儀作檢測。
關鍵是質譜儀。 質譜儀不僅能夠作定性，定量檢測，而且能夠提供一些分子結構信息（像異構體的區分）。

C. 液質聯用的基體效應

1基體效應的來源
LC-MS中的基質效應現象最初在1993年被發現，當改變樣品基質的種類和濃度時，待測物電噴霧化質譜的響應值降低了。美國FDA2001年出版的《生物分析方法驗證准則》明確提出：在LC-MS分析方法開發和驗證過程中需要對基質效應進行評價。基質效應是指樣品中除了待測物以外的其他基質成分對待測物測定值的影響，它源自色譜分離過程中與被測物共流出的物質對被測物離子化過程的影響，共流出干擾物可分為內源性雜質和外源性雜質。內源性雜質是指樣品提取過程中同時被提取出來的有機或無機分子，當這些物質在共提取液中濃度較高，並與目標化合物共流出色譜柱進入離子源時，將嚴重影響目標化合物的離子化過程。外源性雜質通常易被人們忽視，但也會帶來嚴重的基體效應。這些干擾物由樣品前處理各步驟引入，文獻報道的主要包括的聚合物殘留、酞酸鹽、去污劑降解產物、離子對試劑、有機酸等離子交換促進劑、緩沖鹽或SPE小柱材料及色譜柱固定相釋放的物質等。
2 基體效應的補償
基體效應的存在會嚴重影響對待測物的定量准確度和精密度，且影響因素多變，很難被完全消除。近幾年來，致力於消除和補償基質效應的研究逐漸增多，主要包括優化質譜條件，優化色譜分離體系，多步凈化措施，使用內標物定量，採用基質匹配標准曲線定量，回聲峰技術等。

D. 液質聯用是什麼有什麼作用，優點

答：各取所長彌補缺點，比如氣質聯用，液質聯用，氣相紅外聯用，現在的電鏡也配有其他分析儀器聯用了。

E. 液質聯用的質譜儀器

伴隨著液-質聯用介面技術的發展，質譜儀器本身也在不斷發展，出現了多種類型的質譜檢測器。目前比較常用的質譜儀器有：四極桿質譜儀、四極桿離子阱質譜儀、飛行時間質譜儀和離子迴旋共振質譜儀等。
1 四極桿質譜分析儀
質譜儀
目前，四極桿質量濾器的應用仍然最為廣泛。三級四極桿質譜儀的選擇反應監測（selected-reaction monitoring, SRM）模式適於進行常規的和高通量的生物分析。四極桿工藝的改進和強穩定性的射頻（RF）大大提高了質譜的解析度，分辨質量數的寬度達到0.1Da，提高了分析化合物的選擇性。隨著對三級四極桿質譜中碰撞池的改進，出現了高壓線形加速碰撞池，提高了對傳送離子的能力，降低了物質間的干擾，大大提高了對多組分生物化合物的分析能力。在所有的質譜分析儀中，四極桿質譜儀的定量分析結果的准確度和精密度最好。
2 四極桿離子阱質譜分析儀
在闡明化合物的結構方面，三維的四極桿離子阱得到廣泛的應用。與此相關的革新主要有基質輔助激光解吸離子化源、大氣壓基質輔助激光解吸離子化源、紅外多光子光離解技術的發展，以及使用離子阱分析鹼性加合離子與金屬配位產物的研究。近些年，線形二維離子阱的生產，取得了突破性的進展。這種線形二維離子阱與三維離子阱一樣可以對化合物做多級質譜分析，此外還可以積累更多的離子，提高了檢測的靈敏度。在與線形加速碰撞池離子化源連接後，可大大提高靈敏度，避免小分子量碎片的干擾，得到更整潔、美觀的色譜峰。
3飛行時間質譜分析儀
隨著基質輔助激光解吸離子化技術的出現和計算機的發展，飛行時間質譜儀在20 世紀90 年代得到快速發展。目前，最好的飛行時間質譜分析儀解析度能夠達到20,000Da，測得分子的質量數准確度非常高。飛行時間質譜儀在很大程度上取代了高分辨雙聚焦磁扇分析儀，但其不能有效地利用選擇離子監測模式進行分析。在高分辨質譜的選擇離子監測模式分析中仍然主要使用雙聚焦質譜儀。為了使用解析度高的質譜分析化合物的二級質譜圖，人們嘗試將飛行時間質譜與其它質譜串聯使用，目前使用比較多的是具有突破性技術的新一代四極桿飛行時間質譜系統(AB SCIEX TripleTOF 5600+)，確保系統能獲得高准確度的質譜數據和定量檢出限。

4 傅立葉變換離子迴旋共振分析儀
許多年以來，傅立葉變換離子迴旋共振質譜（Fourier-transform ion-cyclotron resonance mass spectrometry, FT-ICR-MS）在氣相離子-分子反應的基礎研究中成為有效的手段。該質譜與ESI離子源聯接後被廣泛地應用於生物大分子的研究，能夠充分發揮其高解析度和准確度的優勢。基於傅立葉變換離子迴旋共振池內離子的四極激發，該質譜可以選擇地累積非共價鍵復雜化合物的離子，使其能夠分析分子量非常大的生物大分子化合物，如分析分子量高達108Da 的大腸桿菌噬菌體的T4DNA，成為該質譜儀發展的重要里程碑。該質譜儀通過射頻脈沖消除其它離子的干擾選擇性地捕獲目標離子到離子迴旋共振池內，也能夠進行多級質譜分析。當前又有許多新的離子裂解方法應用到傅立葉變換離子迴旋共振質譜儀，如碰撞誘導裂解、激光致光裂解或紅外多光子光裂解、表面誘導裂解、黑體紅外輻射裂解、電子捕獲裂解等，又進一步改善了這種質譜儀分析的性能。
除上面描述的常見的幾種介面技術和質譜儀之外，還有其它的一些產品不斷問世。近十年來，人們在液-質聯用技術的研究方面已經將研究的重點轉移到研製適合某種分析領域的強優勢的技術，並加速產品的商業化。總之，液-質聯用分析技術的發展取決於液-質聯用介面技術和質譜分析儀技術的共同發展。通過合適的介面將液相色譜與質譜儀聯接，會獲得具有特殊分析性能的液-質聯用儀器，另外通過介面將質譜與質譜進行串聯，可以彌補各種質譜儀的不足，達到取長補短，協同提高的效果。

F. 液質聯用儀

液質聯用儀，主要應用於葯物代謝及葯物動力學研究、臨床葯理學研究、天然葯物（中草葯等）開發研究、新生兒篩選、蛋白與肽類的鑒定、殘留分析、毒物分析、環境分析－公安、環保、食品、自來水、衛生防疫等行業。液質聯用儀的靈敏度高，通量性能好——優異的高流量性能、降低的離子抑制效應、自清潔離子源探針設計和可靠的介面設計，加速了分析速度；使用更簡便。

G. 液質聯用技術原理

液質聯用技術原理:
(1)液相色普---分離!
(2)質普檢測!
(3)液質聯用技術!

H. 液質聯用原理

液相色譜可以將混合物分開。

然後再一個接一個的注入到質譜裡面，把各個分子打碎，出質譜。

從而達到鑒定的目的