串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)技術(shù)作為現(xiàn)代質(zhì)譜分析的重要手段，通過多級(jí)質(zhì)量分析顯著提升了分析的選擇性和信息量。根據(jù)實(shí)現(xiàn)原理的不同，串聯(lián)質(zhì)譜主要分為空間串聯(lián)和時(shí)間串聯(lián)兩大類型，每種類型又包含多種具體實(shí)現(xiàn)方式。本文將系統(tǒng)介紹這些串聯(lián)方式的技術(shù)特點(diǎn)、工作原理及其典型應(yīng)用場(chǎng)景。

一、空間串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)

空間串聯(lián)質(zhì)譜采用多個(gè)物理分離的質(zhì)量分析器通過碰撞室在空間上串聯(lián)實(shí)現(xiàn)多級(jí)分析，是目前應(yīng)用最廣泛的串聯(lián)方式。

1. 三重四極桿串聯(lián)(QqQ)

• ?結(jié)構(gòu)組成?：由三個(gè)四極桿組成(Q1-q2-Q3)，其中Q1和Q3為質(zhì)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(jìn)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(zhì)量差Δm
  • ?多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)??：同時(shí)鎖定特定母離子和子離子對(duì)，提高定量選擇性
• ?特點(diǎn)?：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(lián)

• ?Q-TOF?：四極桿與飛行時(shí)間質(zhì)譜串聯(lián)，兼具高裂解效率和高分辨率
• ?磁扇型串聯(lián)?：采用扇形磁場(chǎng)(B)和電場(chǎng)(E)組合，如BEB、EBE等
• ?特點(diǎn)?：結(jié)合不同分析器的優(yōu)勢(shì)，如Q-TOF適合蛋白質(zhì)組定性分析

二、時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)

時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜利用單個(gè)質(zhì)量分析器的離子存儲(chǔ)功能，通過時(shí)間序列實(shí)現(xiàn)多級(jí)分析。

1. 離子阱質(zhì)譜

• ?工作原理?：
  1. 捕獲并隔離特定m/z的母離子
  2. 施加輔助射頻電壓激發(fā)母離子與背景氣體碰撞(CID)
  3. 掃描拋出并檢測(cè)子離子
• ?特點(diǎn)?：
  • 可進(jìn)行多級(jí)MS?分析(n≥3)
  • 適合未知物結(jié)構(gòu)解析
  • 定量能力相對(duì)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(fā)母離子碰撞裂解
  • 通過傅里葉變換檢測(cè)子離子
• ?特點(diǎn)?：
  • 分辨率極高(>100,000)
  • 可進(jìn)行5-6級(jí)MS分析
  • 儀器昂貴，維護(hù)復(fù)雜

三、特殊串聯(lián)方式

1. 飛行時(shí)間串聯(lián)(TOF/TOF)

• ?結(jié)構(gòu)?：兩個(gè)TOF分析器通過碰撞室串聯(lián)
• ?特點(diǎn)?：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(tǒng)

• ?結(jié)構(gòu)?：線性離子阱與Orbitrap組合
• ?特點(diǎn)?：兼具多級(jí)MS功能和高分辨率

四、技術(shù)比較與應(yīng)用選擇

?應(yīng)用選擇建議?：

• ?藥物代謝研究?：優(yōu)選QqQ進(jìn)行MRM定量
• ?蛋白質(zhì)組學(xué)?：Q-TOF或離子阱-Orbitrap更適合
• ?小分子結(jié)構(gòu)鑒定?：離子阱的多級(jí)MS能力有優(yōu)勢(shì)

串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新使其在生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深化。理解不同串聯(lián)方式的特點(diǎn)，根據(jù)分析需求選擇合適的技術(shù)路線，是獲得理想分析結(jié)果的關(guān)鍵。隨著雜合型質(zhì)譜的發(fā)展，串聯(lián)質(zhì)譜正向著更高通量、更高分辨的方向不斷進(jìn)步。