液质联用仪是一种结合液相色谱(LC)和质谱(MS)技术的分析设备,主要用于复杂样品的分离与检测。其工作原理是通过液相色谱系统分离样品组分,再由质谱系统进行高灵敏度分析。液相色谱部分负责样品分离,常用超高效液相色谱提升效率;质谱系统则包括离子源(如ESI、APCI)、质量分析器(如三重四极杆、Orbitrap)和检测器。
该仪器具有高分辨率、多模式分析能力,支持痕量物质检测,灵敏度可达痕量级(pg水平)。其优势在于高灵敏度、强抗干扰能力和高通量分析,能够动态同步监测多组分。液质联用仪在药物研发、环境检测、食品安全、临床药理学研究、天然药物开发、残留分析、毒物分析以及蛋白与肽类鉴定等领域应用广泛。例如,在药物代谢研究中,它能精确监测药物体内过程;在环境分析中,可检测水样中痕量污染物。
一、开机前准备
环境检查
确保实验室温度(通常18~25℃)、湿度(40%~60%)和电源符合仪器要求。
检查氮气、氩气等气体供应压力(如氮气发生器、氩气钢瓶),确保压力稳定(如小表<0.1MPa)。
仪器状态确认
检查液相色谱系统(泵、自动进样器、柱温箱)和质谱系统(离子源、检测器)是否正常,无漏液或污染。
清洁喷雾电极、色谱柱等关键部件,避免交叉污染。
二、开机与系统初始化
开启设备顺序
打开氮气发生器、氩气钢瓶→启动计算机→打开UPLC自动进样器电源→打开UPLC泵电源→最后打开质谱仪电源。
等待质谱仪预热(约5分钟),直至离子源透视镜亮起。
软件启动与真空检查
启动控制软件(如Masslynx),进入诊断模式(Diagnostics),检查真空系统状态。
碰撞室真空度需在4小时内达到理想值(如80%以上),否则需延长抽真空时间。
三、方法建立与参数设置
色谱条件设置
流动相配置:选择合适溶剂(如水、甲醇、乙腈),使用0.45μm过滤器过滤并脱气(超声或在线脱气)。
色谱柱安装:根据样品特性选择C18、HILIC等色谱柱,设定流速(如0.2~1mL/min)、柱温(30~40℃)及梯度洗脱程序。
质谱条件优化
离子源选择:根据样品极性选择电喷雾电离(ESI)或大气压化学电离(APCI)源,调整源温度、电压等参数。
校准与调谐:使用标准品(如多肽混合物)进行质谱校准,确保质量精度(如偏差<0.1Da)。
扫描模式:根据需求选择全扫描(Full Scan)、选择性离子监测(SIM)或多反应监测(MRM)模式。
四、样品处理与进样
样品前处理
固体样品需提取、浓缩,液体样品需过滤(如0.22μm滤膜)或稀释,确保与流动相兼容。
避免引入颗粒物或杂质,防止堵塞色谱柱或污染离子源。
进样操作
使用自动进样器或手动注射,确保进样量准确(如1~100μL)。
编制样品表(Sequence),设置空白、标准曲线样品及待测样品的进样顺序。
五、数据采集与监控
启动运行
开始色谱分离与质谱检测,实时监控色谱图和质谱图,检查峰形、信号强度及噪音水平。
若出现异常(如峰分裂、信号漂移),需暂停运行并检查流动相、离子源或柱状态。
数据存储
保存原始数据文件(如.RAW或.MS格式),确保实验可追溯性。
六、数据分析与报告
色谱数据处理
根据保留时间、峰面积或峰高定量目标化合物,使用内标法或外标法绘制标准曲线。
质谱数据解析
通过分子离子峰([M]+或[M]-)和碎片离子峰进行定性分析,结合数据库(如NIST、HMDB)或文献比对。
计算质量准确度(如误差<5ppm)以验证结果可靠性。
报告生成
整理样品信息、实验条件、定量结果及误差分析,生成PDF或Word报告并存档。
七、关机与维护
清洗系统
运行冲洗程序(如甲醇-水混合液),清洗色谱柱和流路,防止盐或残留物沉淀。
每周至少更换一次废液瓶,清洁喷雾电极和离子源。
关机顺序
先关闭质谱仪电源,再关闭UPLC泵和自动进样器,最后关闭计算机和气体供应。
若长期停机(超过一周),需保持质谱真空状态,避免微生物污染。