儀器對比|氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)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(jié)構(gòu)和應(yīng)用有很大差別……（世界食品網(wǎng)-www.cctv1204.com）
1、氣質(zhì)聯(lián)用儀和液質(zhì)聯(lián)用儀都是四極桿和離子阱，它們的區(qū)別在哪里？
氣相色譜和液相色譜結(jié)構(gòu)和應(yīng)用有很大差別，氣相色譜一般分析可揮發(fā)、熱穩(wěn)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(fā)、 熱不穩(wěn)定及大分子有機物。此外，兩者與質(zhì)譜的接口完全不同，眾所周知，由于離子自由程等因素，質(zhì)譜必須在高真空狀態(tài)工作，氣相色譜的毛細管可以直接插入質(zhì) 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(zhì)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(zhì)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(zhì)，如今液質(zhì)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(yīng)用更廣的電噴霧和大氣壓化學(xué)離子化。氣質(zhì)有NIST等標準譜庫，液質(zhì)沒有標準譜庫。
用過液質(zhì)聯(lián)用儀，再用氣質(zhì)聯(lián)用儀的話，就有更深的體會。氣質(zhì)的質(zhì)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(wěn)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(guī)律性，所以才能制定標準譜圖。而液質(zhì)無論是ESI 還是APCI，都是軟電離，他的能量較小，一般一級質(zhì)譜都是得到分子離子峰，但也可以選擇離子做二級質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)聯(lián)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(jié)構(gòu)的化合物，比如有些萜類，在液質(zhì)上無論用哪個離子源可能都得不到他的分子離子峰。液質(zhì)有正離子和負離子模式，這個在氣質(zhì)上好像沒見到。
而它們的主要區(qū)別在于真空系統(tǒng)和電離方式。氣質(zhì)的真空系統(tǒng)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(zhì)的機械泵要比氣質(zhì)大，需要兩個分子渦輪泵。氣質(zhì)的電離方式有電子電離 (EI)和化學(xué)電離(CI)。液質(zhì)的電離方式有電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學(xué)電離(APCI)和大氣壓光電離(APPI)。
2、同一物質(zhì)使用氣質(zhì)聯(lián)用儀打出的質(zhì)譜和使用液質(zhì)聯(lián)用儀打出的質(zhì)譜會不會相同？
兩者圖譜應(yīng)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(xué)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(guī)律，不同物質(zhì)的斷裂方式不太一樣，得出的圖譜可用標準數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫。
GCMS一般測定揮發(fā)或者半揮發(fā)的較為穩(wěn)定物質(zhì)（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(zhì)，穩(wěn)定，不穩(wěn)定都可以測定，但測定較大分子量物質(zhì)較為適合。
3、氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)用儀應(yīng)用范圍有何不同？
質(zhì)譜的種類很多，工作原理和應(yīng)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(yōu)先考慮用 GC-MS分析，因為其使用EI源，得到的質(zhì)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(lián)質(zhì)譜，還可以得到一些結(jié)構(gòu)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(jīng)比較成熟的技術(shù)，目前己在生化分析、天然產(chǎn)物分析、藥物和保健食品分析以及環(huán)境污染物分析等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)用儀的區(qū)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(wěn)定或者受熱易降解，就比較適合采用液質(zhì)聯(lián)用進行分析檢測，同樣的易揮發(fā)組分則比較適合采用氣質(zhì)聯(lián)用進行分析檢測；也就是說，氣質(zhì)聯(lián)用與液質(zhì)聯(lián)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(zhì)聯(lián)用進行分析檢測。最近有關(guān)單位已經(jīng)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(zhì)聯(lián)用儀被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜組分的分離與鑒定，其具有GC的高分辨率和質(zhì)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(zhì)聯(lián)用儀，主要應(yīng)用于藥物代謝及藥物動力學(xué)研究、臨床藥理學(xué)研究、天然藥物（中草藥等）開發(fā)研究、新生兒篩選、蛋白與肽類的鑒定、殘留分析、毒物分析、環(huán)境分析－公安、環(huán)保、食品、自來水、衛(wèi)生防疫等行業(yè)。
4、為什么氣質(zhì)聯(lián)用儀有標準譜庫，而液質(zhì)聯(lián)用儀沒有？
因為氣質(zhì)聯(lián)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(yīng)。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(zhì)聯(lián)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(jù)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(dāng)然分子離子峰基本上是固定的，碎裂的規(guī)律也是基本可循的。跟儀器、操作人員也有很大關(guān)系。
5、氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)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(yīng)。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(tǒng)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(jù)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(dāng)然分子離子峰基本上是固定的，碎裂的規(guī)律也是基本可循的。
總結(jié)
氣質(zhì)聯(lián)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(fā)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(zhì)聯(lián)用儀一般是用ESI（電噴霧）或APCI（大氣壓化學(xué)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）。
