串聯質譜技術(MS/MS)作為現代質譜分析的重要手段，通過多級質量分析顯著提升了分析的選擇性和信息量。根據實現原理的不同，串聯質譜主要分為空間串聯和時間串聯兩大類型，每種類型又包含多種具體實現方式。本文將系統介紹這些串聯方式的技術特點、工作原理及其在藥物研發、臨床診斷等領域的應用場景。
一、空間串聯質譜技術
空間串聯質譜采用多個物理分離的質量分析器通過碰撞室在空間上串聯實現多級分析，是目前應用最廣泛的串聯方式。
1. 三重四極桿串聯(QqQ)
- ?結構組成?：由三個四極桿組成(Q1-q2-Q3)，其中Q1和Q3為質量分析器，q2為碰撞室
- ?工作模式?：
- ?子離子掃描?：Q1選擇母離子，q2進行CID裂解，Q3掃描子離子
- ?母離子掃描?：Q3固定子離子，Q1掃描可能的母離子
- ?中性丟失掃描?：Q1和Q3同步掃描，保持固定質量差Δm
- ?多反應監測(MRM)??：同時鎖定特定母離子和子離子對，提高定量選擇性
- ?特點?：定量能力突出，信噪比高，適合藥物代謝等痕量分析
2. 混合型串聯
- ?Q-TOF?：四極桿與飛行時間質譜串聯，兼具高裂解效率和高分辨率
- ?磁扇型串聯?：采用扇形磁場(B)和電場(E)組合，如BEB、EBE等
- ?特點?：結合不同分析器的優勢，如Q-TOF適合蛋白質組定性分析
二、時間串聯質譜技術
時間串聯質譜利用單個質量分析器的離子存儲功能，通過時間序列實現多級分析。
1. 離子阱質譜
- ?工作原理?：
- 捕獲并隔離特定m/z的母離子
- 施加輔助射頻電壓激發母離子與背景氣體碰撞(CID)
- 掃描拋出并檢測子離子
- ?特點?：
- 可進行多級MS?分析(n≥3)
- 適合未知物結構解析
- 定量能力相對較弱
2. 傅里葉變換離子回旋共振(FT-ICR)
- ?工作原理?：
- 利用掃頻脈沖選擇性保留母離子
- 激發母離子碰撞裂解
- 通過傅里葉變換檢測子離子
- ?特點?：
- 分辨率極高(>100,000)
- 可進行5-6級MS分析
- 儀器昂貴，維護復雜
三、特殊串聯方式
1. 飛行時間串聯(TOF/TOF)
- ?結構?：兩個TOF分析器通過碰撞室串聯
- ?特點?：高能碰撞解離，適合大分子分析
2. 線性離子阱-軌道阱雜合系統
- ?結構?：線性離子阱與Orbitrap組合
- ?特點?：兼具多級MS功能和高分辨率
四、技術比較與應用選擇
| ?指標? |
?空間串聯(QqQ)?? |
?時間串聯(離子阱)?? |
?混合型(Q-TOF)?? |
| ?分辨率? |
中等(單位質量) |
中等 |
高(>20,000) |
| ?靈敏度? |
高 |
中等 |
高 |
| ?MS?能力? |
n=2 |
n≥3 |
n=2 |
| ?主要應用? |
定量分析 |
結構解析 |
定性定量兼顧 |
?應用選擇建議?：
- ?藥物代謝研究?：優選QqQ進行MRM定量
- ?蛋白質組學?：Q-TOF或離子阱-Orbitrap更適合
- ?小分子結構鑒定?：離子阱的多級MS能力有優勢
串聯質譜技術的持續創新使其在生命科學、環境監測等領域的應用不斷深化。理解不同串聯方式的特點，根據分析需求選擇合適的技術路線，是獲得理想分析結果的關鍵。隨著雜合型質譜的發展，串聯質譜正向著更高通量、更高分辨的方向不斷進步。
