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液相色譜-質譜聯用儀（LC-MS，Liquid Chromatography-Mass Spectrometry）是一種結合液相色譜（LC）分離能力與質譜（MS）高靈敏度檢測能力的分析技術，廣泛應用于復雜混合物中化合物的定性和定量分析。以下是其詳細介紹與應用：
一、LC-MS的基本組成
液相色譜（LC）部分
輸液系統：高壓泵輸送流動相（如甲醇/水）。
進樣器：自動/手動注入樣品。
色譜柱：反相C18柱、HILIC柱等，根據化合物極性選擇。
柱溫箱：控制分離溫度以提高重現性。
接口（離子源）
電噴霧電離（ESI）：適合極性、大分子（如蛋白質、多肽）。
大氣壓化學電離（APCI）：適合弱極性小分子（如脂類、甾體）。
大氣壓光電離（APPI）：用于非極性化合物（如多環芳烴）。
質譜（MS）部分
四極桿（Q）：低成本，適合靶向定量（如藥物代謝分析）。
飛行時間（TOF）：高分辨率，適合非靶向篩查（如代謝組學）。
離子阱（Ion Trap）：多級質譜（MS?）能力，用于結構解析。
Orbitrap：超高分辨率（可達100萬+），用于復雜樣品。
質量分析器類型：
檢測器：電子倍增器（EM）或光電倍增管。
數據處理系統
軟件用于峰識別、定量及數據庫比對（如NIST、mzCloud）。
二、LC-MS的核心優勢
高靈敏度：可檢測pg/mL級痕量物質。
高選擇性：通過多反應監測（MRM）排除基質干擾。
寬動態范圍：跨越4-6個數量級。
兼容復雜樣品：無需全部分離即可分析（如血液、環境樣品）。
三、主要應用領域
1. 制藥與生物醫藥
藥物代謝（DMPK）：研究藥物在體內的吸收、分布、代謝（ADME）。
雜質分析：檢測原料藥中的痕量降解產物。
生物大分子分析：單克隆抗體、多肽的定性/定量（如肽圖分析）。
2. 臨床診斷
新生兒篩查：遺傳代謝病標志物（如氨基酸、酰基肉堿）。
治療藥物監測（TDM）：如免疫抑制劑（他克莫司）、抗癲癇藥的血藥濃度檢測。
癌癥標志物：發現和驗證腫瘤相關代謝物（如膽堿、肌酐）。
3. 環境與食品安全
農藥殘留：蔬菜水果中有機磷的檢測。
環境污染物：水體中PPCPs（藥品和個人護理品）、微塑料添加劑。
食品添加劑：非法添加物（如三聚氰胺）。
4. 科研領域
代謝組學：疾病機制研究（如糖尿病、阿爾茨海默癥）。
蛋白質組學：翻譯后修飾（磷酸化、糖基化）分析。
法醫毒理學：血液/尿液中的毒物篩查。
四、LC-MS的局限性
基質效應：復雜樣品可能抑制/增強離子化效率（需優化前處理）。
成本高：儀器購置和維護費用昂貴。
技術門檻：需專業操作和數據分析能力。
五、前沿發展
聯用技術擴展：如LC-MS/MS與離子淌度（IM-MS）聯用，提升分離維度。
微型化：便攜式LC-MS用于現場檢測（如環境污染應急）。
AI輔助：機器學習加速代謝物鑒定和通路分析。
六、典型分析流程
樣品前處理：蛋白沉淀（乙腈）、固相萃取（SPE）、稀釋過濾。
LC分離：優化梯度洗脫程序（如5%~95%乙腈/水）。
MS檢測：選擇離子模式（SIM/MRM）或全掃描（Full Scan）。
數據分析：積分峰面積、校準曲線定量、數據庫匹配。
總結
LC-MS憑借其強大的分離與鑒定能力，已成為現代分析化學的核心工具，尤其在生命科學、環境監測和精準醫療中需要。用戶需根據目標化合物性質（極性、分子量）選擇合適的離子源和質量分析器，并結合樣品前處理以優化結果。
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