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液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的詳細(xì)介紹與應(yīng)用

更新時(shí)間:2025-05-16      點(diǎn)擊次數(shù):712

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS,Liquid Chromatography-Mass Spectrometry)是一種結(jié)合液相色譜(LC)分離能力與質(zhì)譜(MS)高靈敏度檢測(cè)能力的分析技術(shù),廣泛應(yīng)用于復(fù)雜混合物中化合物的定性和定量分析。以下是其詳細(xì)介紹與應(yīng)用:


一、LC-MS的基本組成

  1. 液相色譜(LC)部分

    • 輸液系統(tǒng):高壓泵輸送流動(dòng)相(如甲醇/水)。

    • 進(jìn)樣器:自動(dòng)/手動(dòng)注入樣品。

    • 色譜柱:反相C18柱、HILIC柱等,根據(jù)化合物極性選擇。

    • 柱溫箱:控制分離溫度以提高重現(xiàn)性。

  2. 接口(離子源)

    • 電噴霧電離(ESI):適合極性、大分子(如蛋白質(zhì)、多肽)。

    • 大氣壓化學(xué)電離(APCI):適合弱極性小分子(如脂類(lèi)、甾體)。

    • 大氣壓光電離(APPI):用于非極性化合物(如多環(huán)芳烴)。

  3. 質(zhì)譜(MS)部分

    • 四極桿(Q):低成本,適合靶向定量(如藥物代謝分析)。

    • 飛行時(shí)間(TOF):高分辨率,適合非靶向篩查(如代謝組學(xué))。

    • 離子阱(Ion Trap):多級(jí)質(zhì)譜(MS?)能力,用于結(jié)構(gòu)解析。

    • Orbitrap:超高分辨率(可達(dá)100萬(wàn)+),用于復(fù)雜樣品。

    • 質(zhì)量分析器類(lèi)型:

    • 檢測(cè)器:電子倍增器(EM)或光電倍增管。

  4. 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

    • 軟件用于峰識(shí)別、定量及數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)(如NIST、mzCloud)。


二、LC-MS的核心優(yōu)勢(shì)

  • 高靈敏度:可檢測(cè)pg/mL級(jí)痕量物質(zhì)。

  • 高選擇性:通過(guò)多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)排除基質(zhì)干擾。

  • 寬動(dòng)態(tài)范圍:跨越4-6個(gè)數(shù)量級(jí)。

  • 兼容復(fù)雜樣品:無(wú)需全部分離即可分析(如血液、環(huán)境樣品)。


三、主要應(yīng)用領(lǐng)域

1. 制藥與生物醫(yī)藥

  • 藥物代謝(DMPK):研究藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝(ADME)。

  • 雜質(zhì)分析:檢測(cè)原料藥中的痕量降解產(chǎn)物。

  • 生物大分子分析:?jiǎn)慰寺】贵w、多肽的定性/定量(如肽圖分析)。

2. 臨床診斷

  • 新生兒篩查:遺傳代謝病標(biāo)志物(如氨基酸、?;鈮A)。

  • 治療藥物監(jiān)測(cè)(TDM):如免疫抑制劑(他克莫司)、抗癲癇藥的血藥濃度檢測(cè)。

  • 癌癥標(biāo)志物:發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證腫瘤相關(guān)代謝物(如膽堿、肌酐)。

3. 環(huán)境與食品安全

  • 農(nóng)藥殘留:蔬菜水果中有機(jī)磷的檢測(cè)。

  • 環(huán)境污染物:水體中PPCPs(藥品和個(gè)人護(hù)理品)、微塑料添加劑。

  • 食品添加劑:非法添加物(如三聚氰胺)。

4. 科研領(lǐng)域

  • 代謝組學(xué):疾病機(jī)制研究(如糖尿病、阿爾茨海默癥)。

  • 蛋白質(zhì)組學(xué):翻譯后修飾(磷酸化、糖基化)分析。

  • 法醫(yī)毒理學(xué):血液/尿液中的毒物篩查。


四、LC-MS的局限性

  • 基質(zhì)效應(yīng):復(fù)雜樣品可能抑制/增強(qiáng)離子化效率(需優(yōu)化前處理)。

  • 成本高:儀器購(gòu)置和維護(hù)費(fèi)用昂貴。

  • 技術(shù)門(mén)檻:需專(zhuān)業(yè)操作和數(shù)據(jù)分析能力。


五、前沿發(fā)展

  • 聯(lián)用技術(shù)擴(kuò)展:如LC-MS/MS與離子淌度(IM-MS)聯(lián)用,提升分離維度。

  • 微型化:便攜式LC-MS用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)(如環(huán)境污染應(yīng)急)。

  • AI輔助:機(jī)器學(xué)習(xí)加速代謝物鑒定和通路分析。


六、典型分析流程

  1. 樣品前處理:蛋白沉淀(乙腈)、固相萃?。⊿PE)、稀釋過(guò)濾。

  2. LC分離:優(yōu)化梯度洗脫程序(如5%~95%乙腈/水)。

  3. MS檢測(cè):選擇離子模式(SIM/MRM)或全掃描(Full Scan)。

  4. 數(shù)據(jù)分析:積分峰面積、校準(zhǔn)曲線定量、數(shù)據(jù)庫(kù)匹配。


總結(jié)

LC-MS憑借其強(qiáng)大的分離與鑒定能力,已成為現(xiàn)代分析化學(xué)的核心工具,尤其在生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)醫(yī)療中需要。用戶需根據(jù)目標(biāo)化合物性質(zhì)(極性、分子量)選擇合適的離子源和質(zhì)量分析器,并結(jié)合樣品前處理以優(yōu)化結(jié)果。

內(nèi)容僅供參考,請(qǐng)仔細(xì)甄別。



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