質譜儀又稱質譜計，分離和檢測不同同位素的儀器，即根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理，按物質原子、分子或分子碎片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀器。

質譜分析是先將物質離子化,按離子的質荷比分離，然后測量各種離子譜峰的強度而實現分析目的一種分析方法。在眾多的分析測試方法中，質譜檢測技術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。

質譜儀以離子源、質量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置，電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質量的多種碎片離子和中性粒子，它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析器；質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子，按質荷比m/e大小分離的裝置，分離后的離子依次進入離子檢測器，采集放大離子信號，經計算機處理，繪制成質譜圖。離子源、質量分析器和離子檢測器都各有多種類型。

質譜儀按應用范圍分為同位素質譜儀、無機質譜儀和有機質譜儀；按分辨本領分為高分辨、中分辨和低分辨質譜儀；按工作原理分為靜態儀器和動態儀器。

如何選擇質譜類型

很多從事分析工作的都經常會用到氣相和液相色譜，但對質譜卻鮮少使用，所以在選擇質譜時就會有諸多的疑問，有經驗的人會告訴他們三重四級桿只能定量，QTRAP既能定性又能定量，QTOF只能定性，而且質譜圖的解譜需要建立在一定工作經驗的基礎上等等。

其實，在大家的印象中都知道質譜主要用于定性。以藥物分析為例，質譜用于推測藥物未知雜質的結構等很有優勢。如果藥物分子量不是太大且經費預算不是太多，低分辨的離子阱完全夠用；如果經費充足，考慮高分辨的IT-TOF或Q-TOF；如果不差錢，可以考慮FTICR或LTQ-Orbitrap。

各種質譜儀各有所長，離子阱的優勢在于價格低可做多級MS，定性能力強，但定量能力不如普遍使用的四極桿，靈敏度、重現性都要差一點。

離子阱和四極桿的區別

離子阱和四極桿有很多相似之處，在質譜的選擇上，往往讓人難以取舍。一句話總結下來，離子阱對于完全未知的沒有幫助，對于差不多心理有數的物質分析會大有幫助，多級的可獲得比四極桿、TOF更多的信息，分析結構有很多用處。

四極桿質量分析器的結構是在相互垂直的兩個平面上平行放置四根金屬圓柱，能夠通過電場的調節進行質量掃描或質量選擇，質量分析器的尺寸能夠做到很小，掃描速度快，無論是操作還是機械構造，均相對簡單。但這種儀器的分辨率不高，桿體易被污染，維護和裝調難度較大。

很多時候大家都認為四極桿與離子阱的區別就是前者是二維的，后者是三維的。就離子阱本身而言，它具有許多獨特的優點，主要是能方便地進行級聯質譜測量，能承受較高壓力( 0.1 Pa)。此外，這種質量分析器價格相對低廉，體積較小，被廣泛用做色譜檢測器。在質譜儀的小型化中，離子阱的小型化取得了十分注目的成果。

離子阱因體積可做很小，因此相對于四級桿更適合開發為便攜式質譜，且就當前研究發展來看確實如此，曾在AC上見過已被研發出的便攜式質譜儀就比飯盒大一點點。

定量離子和定性離子怎么選擇

定性離子一般選質荷比大且響應值高的。選質荷比大是因為小質荷比的離子不具有代表性，很多物質都可以裂解出它；響應值高是為了提高檢測限，便于定量；總之，就是選響應高，不易被干擾的離子。

定量離子就是在你選的定性離子里選一個，一般選響應值大的那個，如果有干擾，可以選次高的。

常見問題匯總

1、質譜不出峰的可能原因？

? 進樣系統與離子源沒連接或有漏液；

? 六通閥漏液；

? 霧化氣沒開；

? 噴霧電壓沒有；

? 離子進入分析器的離子通道堵塞；

? 噴霧毛細管堵塞。

2、如何根據樣品選擇離子源？

可根據分子量的大小、極性。APCI適合小分子，極性小的化合物；ESI適合分析的分子量范圍較大、分子要求帶有一定極性。一般先考慮用ESI分析，如果極性實在太小，才想到用APCI。

3、等度還是梯度洗脫？

其實只做一兩個化合物是等度洗脫好且速度快，但也并非越快越好，特別在分析生物樣品時，考慮到基質效應，保留因子控制在2-3左右較好。梯度洗脫適合分析多個結構不同的物質，如化合物與代謝產物一同鑒定的時候，比如苷和苷元的一同測定。另外很多做合成化學的分析實驗室用的也是通用的梯度洗脫方法，一個方法搞定大部分樣品。一般來說對于組成簡單的樣品可以采用等度洗脫，而對于那些復雜的樣品分離通常需要進行梯度洗脫。

4、氣質和液質系統對比？

除了采用的分離手段不同(相和液相)主要的區別在于真空系統和電離方式。氣質的真空系統比較簡單，只要一個小的機械泵和一個分子渦輪泵就可以了。液質的機械泵要比氣質大，需要兩個分子渦輪泵。氣質的電離方式有電子電離(EI)和化學電離(CI)液質的電離方式有電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學電離(APCI)和大氣壓光電離(APPI)。

5、APCI和ESI的不同點？

? 離子產生的方式不同。APCI利用電暈放電離子化，氣相離子化。ESI利用離子蒸發，液相離子化；

? 能被分析的化合物類型不同。APCI適合弱極性，小分子化合物且具有一定的揮發性；ESI極性化合物和生物大分子；

? 流速不同。ESI一般流速較小，約0.001-0.25 mL/min，APCI 相對較大，約0.2-2 mL/min；

? 多電荷。APCI不能生成一系列多電荷離子，所以不適合分析大分子；ESI能生成一系列多電荷離子，特別適用于蛋白，多肽類等生物分子。

6、CID和CAD區別？

CID(collision-induced dissociation)碰撞誘導解離。通常在真空接口處調節電壓發生CID現象，一般是去除溶劑，如果電壓增大也會產生碎片離子。這是1級質譜的原理。

CAD(collision-activated dissociation)碰撞活化解離。 做2級質譜時，選擇的母離子進入Q2后碰撞活化產生子離子，這個過程稱為CAD。在這里的CID&CAD都是指氮氣。

7、氮氣發生器該使用嗎？

其工作原理是分離空氣，電解膜的負極側發生氧化反應，“吃掉”空氣中的氧化性氣體，在正極側還原，空氣流過電解池后就只剩下氮氣和惰性氣體。故國內發生器的純度大多標有“相對含氧量”。氮氣的純度和空氣流速、有效分解面的長度、電解電勢的強弱都有關系。這種分離方法也決定了氮氣的純度不可能做的很高。加入電解質的作用就是提高水的導電率，使電化學反應能順利進行。發生器對質譜的影響有一點常常被忽略，就是發生器內的開關電源工作時會對電網電壓造成一定的干擾(壓縮機的啟動和停止也會)。

8、串聯質譜如何定量？

串聯質譜定量時是以后面產生的碎片峰(子離子)定量。但是這一子離子是由母離子在碰撞室產生的特征性碎片，所以用MRM定量靈敏度會比用SIM定量好很多。建立方法的步驟：用一定溶度的標準品溶液(1-10 ug/mL)調諧化合物的1級質譜條件，找到母離子的優選質譜條件。然后對母離子進行打碎，優化碰撞能量得到其特征性的子離子。后利用該質譜條件和該母離子->子離子對進行定量。

9、質量偏差怎么辦？

質譜的質量數偏了，說明該儀器需校正了，一般3個月就要校一次機。一般每個廠家都會隨機帶有校正液。

10、如何更換機械泵油？

一般3個月到半年更換一次泵油，可同時停機對儀器進行一次清洗。更換泵油時先開啟振氣閥5-10分鐘，待將泵內沉淀振起后關閉振氣閥，同時關閉電源。打開泵下的泵油排放閥門，放掉舊油。如果泵油已經很臟，則可取少許新油清洗泵后放掉再注入新油。

11、產生碰裝室離子交互影響(Collision Cell Cross Talk)的原因及消除？

多通道掃描(MRM)時，如果兩個離子掃描通道的碎片離子一樣(或類似如相差1-2分子量單位)，前一個離子通道掃描結束后，碰裝室里的離子來不及清除，影響下一個離子通道反應的定量(如果色譜分離完全則無此影響)。

可能的消除方法：

? 選擇特異的子離子(特別是在用穩定同位素內標時)；

? 增加離子通道掃描反應之間的時間間隔(如100 ms→300 ms)；

? 可設置額外的“無用的離子掃描通道(dummy MRM)”。

12、排除色譜柱流失問題的方法是什么？

診斷色譜柱是否存在流失問題的方法是第1次在方法條件下安裝色譜柱時，做一次空白色譜圖，然后將最近的運行和空白運行色譜圖對比。如果在空白運行中產生了很多峰，則色譜柱性能改變，這可能是由于載氣中含有氧氣，也可能是由于樣品殘留。如果有GC-MS，則低極性色譜柱的典型流失離子(如DB/HP-1或5)質/荷比m/z 將為207、73、281、355 等，大多數為環硅氧烷。

13、譜圖為什么只有溶劑峰？

可能有以下原因：

? 進樣針損壞；

? 載氣流速太低；

? 樣品濃度太低；

? 樣品被柱或進樣器襯套吸附。

14、質譜基線高是什么原因？

質譜的基線其實跟液相的紫外檢測器和熒光檢測器一樣，基線高的原因不外乎內部和外部的原因：

? 選擇的流動相在質譜的響應比較高，比如水相比較多的時候，噪音比較大些；還有如果鹽含量比較大的時候，噪音更大些；

? 檢測器的靈敏度越高的時候，噪音應該越高。如果質譜的污染比較嚴重時，基線肯定比較高。比如離子阱檢測器，用得久了，阱中的離子就會增多，一方面降低了質譜的靈敏度，另一方面增加了基線噪音；

? 質譜的基線很多時候還跟你選擇的離子寬度有關。比如作選擇離子掃描的時候，基線就低些。作選擇反應掃描的時候，離子寬度不要選得太寬，太寬噪音就高些；

? 多級質譜一般做二級或三級質譜，基線噪音就低很多。