儀器對比|氣質聯用儀與液質聯用儀差異大，原因在哪？
2022-06-10
1049核心提示：氣相色譜和液相色譜結構和應用有很大差別……（世界食品網-www.cctv1204.com）
1、氣質聯用儀和液質聯用儀都是四極桿和離子阱，它們的區別在哪里？
氣相色譜和液相色譜結構和應用有很大差別，氣相色譜一般分析可揮發、熱穩定的有機物，分子量一般不超過1000，液相色譜可分析極性、難揮發、 熱不穩定及大分子有機物。此外，兩者與質譜的接口完全不同，眾所周知，由于離子自由程等因素，質譜必須在高真空狀態工作，氣相色譜的毛細管可以直接插入質 譜的離子源，不需要特殊的接口，而液相色譜1mL/min的流動相(如甲醇)在高真空下體積膨脹多少呢？因此，液相色譜與質譜間必須有接口，去掉流動相。兩者的電離方式差別也很大，氣質常用EI和CI，早期，這類電離方式通過粒子束等接口可用于液質，如今液質基本淘汰這類接口和電離方式。取而代之的是接 口、電離一體化且應用更廣的電噴霧和大氣壓化學離子化。氣質有NIST等標準譜庫，液質沒有標準譜庫。
用過液質聯用儀，再用氣質聯用儀的話，就有更深的體會。氣質的質譜都是硬電離，意思就是說給一個很大的能量，將分子全部擊碎，最穩定的離子碎片定義為基峰（也就是豐度 最大的離子碎片），離子碎片有一定的規律性，所以才能制定標準譜圖。而液質無論是ESI 還是APCI，都是軟電離，他的能量較小，一般一級質譜都是得到分子離子峰，但也可以選擇離子做二級質譜或者MS(n)，得到進一步的裂解碎片離子。有時 候除了分子離子峰之外可能也有較小的離子碎片。由于液質不同的離子源條件，得到的譜圖有很大差別，主要是碎片離子的相對豐度不同，所以液質沒有標準譜庫。不過我們自己可以建立自己的譜庫，將自己常做的東西在一定條件下建立譜庫。
液質聯用儀不受化合物沸點限制，但是有的化合物極性太小的話，在液相上出峰晚，不好做。另外有的結構的化合物，比如有些萜類，在液質上無論用哪個離子源可能都得不到他的分子離子峰。液質有正離子和負離子模式，這個在氣質上好像沒見到。
而它們的主要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)。
2、同一物質使用氣質聯用儀打出的質譜和使用液質聯用儀打出的質譜會不會相同？
兩者圖譜應該有很大的不同，首先是兩者才去的離子化方式不同GCMS一般用電子轟擊離子化（EI）和化學離子化（CI），EI離子化能量一般70ev，得到的離子碎片很多，有一定的斷裂規律，不同物質的斷裂方式不太一樣，得出的圖譜可用標準數據檢索。但也可以降低離子化能量，得到較少的碎片離子LCMS的離子化方式有ESI、APCI等，離子化能量一般都小于70ev，因此得到的圖譜一般碎片離子峰很少，一般為準分子離子峰或1/2分子量的峰等，目前LCMS無標準數據庫。
GCMS一般測定揮發或者半揮發的較為穩定物質（一般沸點大于350℃就不適宜用GCMS測定了），而LCMS可以測定很多的物質，穩定，不穩定都可以測定，但測定較大分子量物質較為適合。
3、氣質聯用儀與液質聯用儀應用范圍有何不同？
質譜的種類很多，工作原理和應用范圍也有很大的不同，一般來說，在300C左右能汽化的樣品，可優先考慮用 GC-MS分析，因為其使用EI源，得到的質譜信息多，可進行庫檢索。毛細管柱的分離效果好，如果在300C左右不能汽化，則需要用LCMS分析，此時主要得分子量信息，吐過是串聯質譜，還可以得到一些結構信息，如果是生物大分子，主要利用LC-MS和MALDI-TOF分析。HPLC-MS作為已經比較成熟的技術，目前己在生化分析、天然產物分析、藥物和保健食品分析以及環境污染物分析等許多領域得到了廣泛的應用。氣質聯用儀與液質聯用儀的區別主要是提供分離的方式不同，因此影響到使用范圍。例如，如果需要測試的組分是熱不穩定或者受熱易降解，就比較適合采用液質聯用進行分析檢測，同樣的易揮發組分則比較適合采用氣質聯用進行分析檢測；也就是說，氣質聯用與液質聯用對很多小分子的分析檢測是一樣的。大分子的分析檢測因為沸點和分子量的限制，更適合采用液質聯用進行分析檢測。最近有關單位已經擬開展使用LCMS來進行新生兒篩查、維生素檢測以及血藥濃度檢測等項目。
氣質聯用儀被廣泛應用于復雜組分的分離與鑒定，其具有GC的高分辨率和質譜的高靈敏度，是生物樣品中藥物與代謝物定性定量的有效工具。液質聯用儀，主要應用于藥物代謝及藥物動力學研究、臨床藥理學研究、天然藥物（中草藥等）開發研究、新生兒篩選、蛋白與肽類的鑒定、殘留分析、毒物分析、環境分析－公安、環保、食品、自來水、衛生防疫等行業。
4、為什么氣質聯用儀有標準譜庫，而液質聯用儀沒有？
因為氣質聯用儀有標準譜庫的是用的EI源，能量是70ev，是硬電離，能保證碎片的一致性，且流動相基本一樣，為氣體，He氣。所以，比較一致，僅純度不同，同時，He不參與化合物的電離反應。所以就可以有標準，換個機子，換個牌子，換個人，對碎片是沒有大的影響的，所以我們就能用標準譜庫匹配。但是液質聯用儀一般用的是ESI或者APCI源，這種都是軟電離，流動相參與電離過程，流動相組合不同，離子也不同。電離時，加的電壓不一樣（根據需要加壓），電離的碎片也就不一樣。所以沒有形成標準譜庫。當然分子離子峰基本上是固定的，碎裂的規律也是基本可循的。跟儀器、操作人員也有很大關系。
5、氣質聯用儀與液質聯用儀流動相也不同
GC-MS：流動相基本一樣，為氣體，如He氣。所以，比較一致，僅純度不同，同時，He不參與化合物的電離反應。市面上的儀器電離能量基本一致，均為70eV。LC-MS：流動相組合（水相與有機相）5花8門，沒法統一，就算分析同一個化合物，也有N種不同的方法。同時，流動相參與電離過程，生成+H,+Na/K,+ACN 等等，所以流動相不一樣，離子也不同。電離時，加的電壓不一樣（根據需要加壓），電離的碎片也就不一樣。所以沒有形成標準譜庫。當然分子離子峰基本上是固定的，碎裂的規律也是基本可循的。
總結
氣質聯用儀一般是用EI源：電子轟擊源（Electron Impact Ion Source），是燈絲在高真空下發射電子轟擊目標物分子，形成帶正電的分子離子和分子碎片離子。有水分子會使燈絲氧化壽命迅速降低。液質聯用儀一般是用ESI（電噴霧）或APCI（大氣壓化學電離），ESI是樣品先帶電再噴霧，帶電樣品液滴在去溶劑化過程中形成離子（水也被蒸干了）。APCI是樣品先噴成霧，然后電暈對其放電，樣品被電離后，去溶劑化成離子（水也被蒸干了）。
