实验分析仪器液相色谱质谱联用仪组成

液相色谱或质谱仪器类型很多，用途不同，但多数仪器的组成结构基本相同。它们是液相色谱系统、质谱系统及数据处理系统等。以LC-MS （四极杆）联用仪器为例其主要的构成如图一所示。只要采用适当的连接方式，将色谱柱出口和质谱进样口连接起来，即可成为液相色谱和质谱联用的系统。去掉连接件，将色谱柱接回到色谱检测器，仍是可独立使用的液相色谱和质谱仪。

1-液相入口；2-雾化喷口；3-离子源；4-高压放电针；5-毛细管；6-CID区；7-锥形分析器；8-八极杆；9-四极杆；10-HED检测器

图一 液相色谱-质谱的基本结构

在专用型液相色谱-质谱联用商品仪器尚未普及时，一些实验室使用的联用系统都是这样构成的。如今已经有许多配置不同、性能各异的专用型液相色谱-质谱联用仪器，供不同用途选择。不同厂家各种型号的LC-MS联用仪器多达几十种，有小型台式的液相色谱-单四极（single quadrupole）质谱或三重四极（triple quadrupole）质谱联用仪，液相色谱-离子阱（ion traps）质谱联用仪，液相色谱-飞行时间（time of flight，TOF）质谱联用仪（LC/TOF）以及液相色谱-扇形磁场（magnetic sector）质谱联用仪等。

一、高效液相系统

高效液相色谱仪一般包括四个部分：高压输液系统、进样系统、分离系统和检测系统。此外，还可以根据一些特殊的要求，配备一些附属装置，如梯度洗脱、自动进样及数据处理装置等，见图二。

图二 HPLC流程图

高效液相色谱系统是构成液质联用仪的重要组成部分，这部分可以参考有关液相色谱部分的具体内容。由于要与质谱联用，其在流动相组成、色谱条件等方面与常规的液相色谱之间存在着一定的不同。在液质联用过程中，为了加快样品的分析过程，在液相上通常采用了梯度程序洗脱过程，通常的液质联用中配置了二元泵或四元泵系统。

色谱柱是实现样品分离的重要部件，在液质联用中根据使用方法、离子源的种类等的不同所选择的色谱柱也有一定的区别。对于分析型的液相色谱而言如果质谱选择了ESI离子源，建议使用内径小于4.6 mm的微径柱，如果质谱选择了大气压化学电离源（APCI），建议使用内径为4.6 mm的色谱柱。

二、质谱系统

液质联用仪是实现样品液相分离并检测过程的仪器，无论液质联用仪的类型如何变化，构成质谱系统的5个基本组成部分皆是相同的，它们是接口、电离源、真空系统、检测系统及数据处理系统。

电离源是将引入的样品转化为正或负离子，并使之加速，聚焦为离子束的装置。电离样品分子所需要的能量随分子类型的不同而变化，因此，应根据分子的类型选择与之适配的电离源。

根据样品离子化方式和电离源能量高低，通常可将电离源分为：

（1）硬源：离子化能量高，伴有化学键的断裂，谱图复杂，可得到分子官能团的信息，如电子轰击，快原子轰击。

（2）软源：离子化能量低，产生的碎片少，谱图简单，可得到分子量信息，如化学电离源（CI），电喷雾电离源（ESI），大气压化学（APCI）电离源。

质谱仪中所有部分均要处于高度真空的条件下（10-4 Pa -10-6 Pa），其作用是减少离子碰撞损失。真空度过低，将会引起：大量氧会烧坏离子源灯丝；引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化；干扰离子源正常调节；用作加速离子的几千伏高压会引起放电。

液相色谱-质谱联用质量分析器的作用就是将不同离子碎片按质荷比m/z分开，将相同m/z的离子聚集在一起，组成质谱。质量分析器类型：磁分析器、飞行时间、四极杆、离子捕获等。