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质谱仪又称质谱计，分离和检测不同同位素的仪器，即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。

质谱分析是先将物质离子化,按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的一种分析方法。在众多的分析测试方法中，质谱检测技术被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。

质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置，电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子，它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器；质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/e大小分离的装置，分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。

质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。

如何选择质谱类型

很多从事分析工作的都经常会用到气相和液相色谱，但对质谱却鲜少使用，所以在选择质谱时就会有诸多的疑问，有经验的人会告诉他们三重四级杆只能定量，QTRAP既能定性又能定量，QTOF只能定性，而且质谱图的解谱需要建立在一定工作经验的基础上等等。

其实，在大家的印象中都知道质谱主要用于定性。以药物分析为例，质谱用于推测药物未知杂质的结构等很有优势。如果药物分子量不是太大且经费预算不是太多，低分辨的离子阱完全够用；如果经费充足，考虑高分辨的IT-TOF或Q-TOF；如果不差钱，可以考虑FTICR或LTQ-Orbitrap。

各种质谱仪各有所长，离子阱的优势在于价格低可做多级MS，定性能力强，但定量能力不如普遍使用的四极杆，灵敏度、重现性都要差一点。

离子阱和四极杆的区别

离子阱和四极杆有很多相似之处，在质谱的选择上，往往让人难以取舍。一句话总结下来，离子阱对于完全未知的没有帮助，对于差不多心理有数的物质分析会大有帮助，多级的可获得比四极杆、TOF更多的信息，分析结构有很多用处。

四极杆质量分析器的结构是在相互垂直的两个平面上平行放置四根金属圆柱，能够通过电场的调节进行质量扫描或质量选择，质量分析器的尺寸能够做到很小，扫描速度快，无论是操作还是机械构造，均相对简单。但这种仪器的分辨率不高，杆体易被污染，维护和装调难度较大。

很多时候大家都认为四极杆与离子阱的区别就是前者是二维的，后者是三维的。就离子阱本身而言，它具有许多独特的优点，主要是能方便地进行级联质谱测量，能承受较高压力( 0.1 Pa)。此外，这种质量分析器价格相对低廉，体积较小，被广泛用做色谱检测器。在质谱仪的小型化中，离子阱的小型化取得了十分注目的成果。

离子阱因体积可做很小，因此相对于四级杆更适合开发为便携式质谱，且就当前研究发展来看确实如此，曾在AC上见过已被研发出的便携式质谱仪就比饭盒大一点点。

定量离子和定性离子怎么选择

定性离子一般选质荷比大且响应值高的。选质荷比大是因为小质荷比的离子不具有代表性，很多物质都可以裂解出它；响应值高是为了提高检测限，便于定量；总之，就是选响应高，不易被干扰的离子。

定量离子就是在你选的定性离子里选一个，一般选响应值大的那个，如果有干扰，可以选次高的。

常见问题汇总

1、质谱不出峰的可能原因？

• 进样系统与离子源没连接或有漏液；

• 六通阀漏液；

• 雾化气没开；

• 喷雾电压没有；

• 离子进入分析器的离子通道堵塞；

• 喷雾毛细管堵塞。

2、如何根据样品选择离子源？

可根据分子量的大小、极性。APCI适合小分子，极性小的化合物；ESI适合分析的分子量范围较大、分子要求带有一定极性。一般先考虑用ESI分析，如果极性实在太小，才想到用APCI。

3、等度还是梯度洗脱？

其实只做一两个化合物是等度洗脱好且速度快，但也并非越快越好，特别在分析生物样品时，考虑到基质效应，保留因子控制在2-3左右较好。梯度洗脱适合分析多个结构不同的物质，如化合物与代谢产物一同鉴定的时候，比如苷和苷元的一同测定。另外很多做合成化学的分析实验室用的也是通用的梯度洗脱方法，一个方法搞定大部分样品。一般来说对于组成简单的样品可以采用等度洗脱，而对于那些复杂的样品分离通常需要进行梯度洗脱。

4、气质和液质系统对比？

除了采用的分离手段不同(相和液相)主要的区别在于真空系统和电离方式。气质的真空系统比较简单，只要一个小的机械泵和一个分子涡轮泵就可以了。液质的机械泵要比气质大，需要两个分子涡轮泵。气质的电离方式有电子电离(EI)和化学电离(CI)液质的电离方式有电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)和大气压光电离(APPI)。

5、APCI和ESI的不同点？

• 离子产生的方式不同。APCI利用电晕放电离子化，气相离子化。ESI利用离子蒸发，液相离子化；

• 能被分析的化合物类型不同。APCI适合弱极性，小分子化合物且具有一定的挥发性；ESI极性化合物和生物大分子；

• 流速不同。ESI一般流速较小，约0.001-0.25 mL/min，APCI 相对较大，约0.2-2 mL/min；

• 多电荷。APCI不能生成一系列多电荷离子，所以不适合分析大分子；ESI能生成一系列多电荷离子，特别适用于蛋白，多肽类等生物分子。

6、CID和CAD区别？

CID(collision-induced dissociation)碰撞诱导解离。通常在真空接口处调节电压发生CID现象，一般是去除溶剂，如果电压增大也会产生碎片离子。这是1级质谱的原理。

CAD(collision-activated dissociation)碰撞活化解离。 做2级质谱时，选择的母离子进入Q2后碰撞活化产生子离子，这个过程称为CAD。在这里的CID&CAD都是指氮气。

7、氮气发生器该使用吗？

其工作原理是分离空气，电解膜的负极侧发生氧化反应，“吃掉”空气中的氧化性气体，在正极侧还原，空气流过电解池后就只剩下氮气和惰性气体。故国内发生器的纯度大多标有“相对含氧量”。氮气的纯度和空气流速、有效分解面的长度、电解电势的强弱都有关系。这种分离方法也决定了氮气的纯度不可能做的很高。加入电解质的作用就是提高水的导电率，使电化学反应能顺利进行。发生器对质谱的影响有一点常常被忽略，就是发生器内的开关电源工作时会对电网电压造成一定的干扰(压缩机的启动和停止也会)。

8、串联质谱如何定量？

串联质谱定量时是以后面产生的碎片峰(子离子)定量。但是这一子离子是由母离子在碰撞室产生的特征性碎片，所以用MRM定量灵敏度会比用SIM定量好很多。建立方法的步骤：用一定溶度的标准品溶液(1-10 ug/mL)调谐化合物的1级质谱条件，找到母离子的优选质谱条件。然后对母离子进行打碎，优化碰撞能量得到其特征性的子离子。后利用该质谱条件和该母离子->子离子对进行定量。

9、质量偏差怎么办？

质谱的质量数偏了，说明该仪器需校正了，一般3个月就要校一次机。一般每个厂家都会随机带有校正液。

10、如何更换机械泵油？

一般3个月到半年更换一次泵油，可同时停机对仪器进行一次清洗。更换泵油时先开启振气阀5-10分钟，待将泵内沉淀振起后关闭振气阀，同时关闭电源。打开泵下的泵油排放阀门，放掉旧油。如果泵油已经很脏，则可取少许新油清洗泵后放掉再注入新油。

11、产生碰装室离子交互影响(Collision Cell Cross Talk)的原因及消除？

多通道扫描(MRM)时，如果两个离子扫描通道的碎片离子一样(或类似如相差1-2分子量单位)，前一个离子通道扫描结束后，碰装室里的离子来不及清除，影响下一个离子通道反应的定量(如果色谱分离完全则无此影响)。

可能的消除方法：

• 选择特异的子离子(特别是在用稳定同位素内标时)；

• 增加离子通道扫描反应之间的时间间隔(如100 ms→300 ms)；

• 可设置额外的“无用的离子扫描通道(dummy MRM)”。

12、排除色谱柱流失问题的方法是什么？

诊断色谱柱是否存在流失问题的方法是第1次在方法条件下安装色谱柱时，做一次空白色谱图，然后将最近的运行和空白运行色谱图对比。如果在空白运行中产生了很多峰，则色谱柱性能改变，这可能是由于载气中含有氧气，也可能是由于样品残留。如果有GC-MS，则低极性色谱柱的典型流失离子(如DB/HP-1或5)质/荷比m/z 将为207、73、281、355 等，大多数为环硅氧烷。

13、谱图为什么只有溶剂峰？

可能有以下原因：

• 进样针损坏；

• 载气流速太低；

• 样品浓度太低；

• 样品被柱或进样器衬套吸附。

14、质谱基线高是什么原因？

质谱的基线其实跟液相的紫外检测器和荧光检测器一样，基线高的原因不外乎内部和外部的原因：

• 选择的流动相在质谱的响应比较高，比如水相比较多的时候，噪音比较大些；还有如果盐含量比较大的时候，噪音更大些；

• 检测器的灵敏度越高的时候，噪音应该越高。如果质谱的污染比较严重时，基线肯定比较高。比如离子阱检测器，用得久了，阱中的离子就会增多，一方面降低了质谱的灵敏度，另一方面增加了基线噪音；

• 质谱的基线很多时候还跟你选择的离子宽度有关。比如作选择离子扫描的时候，基线就低些。作选择反应扫描的时候，离子宽度不要选得太宽，太宽噪音就高些；

• 多级质谱一般做二级或三级质谱，基线噪音就低很多。