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液相⾊谱质谱联⽤技术LC-MSMS的五种扫描模式具有液相⾊谱LC前端的串联质谱MS，特别是三重四极质谱（也称为“串联”）质谱（LC-MS/MS），这种仪器在过去的⼗⼏年⾥逐渐取代了GC-MS和单四极质谱检测器（LC-MS），成为⽬前质谱实验中⽤到的主要仪器之⼀。
液相⾊谱质谱联⽤技术LC-MS/MS仪器包括（i）⼤⽓压电离源，通常为ESI源（图1B）或⼤⽓压化学电离源（图1C），由（ii）离⼦⼊⼝和聚焦组件（Q0）耦合，提供从⼤⽓压到真空的转换和离⼦聚焦，进⼊（iii）第⼀质量过滤装置（Q1），接着进⼊（iv）碰撞室（Q2），该碰撞室充满⽤于碰撞诱导离解（CID）的低压⽓体，接着进⼊（v）第⼆质量过滤装置（Q3），最后进⼊（vi）离⼦检测器（电⼦倍增器）（图1A）。
液相⾊谱质谱联⽤技术仪可以在仪器灵敏度和质量分辨率范围内进⾏五种不同的扫描模式：图2：液相⾊谱质谱联⽤技术LC-MS/MS的五种扫描模式1. 全扫描：扫描两个质量过滤器（Q1和Q3）的整个（或部分）质量范围，⽽Q2不包含任何碰撞⽓体。
此实验可以查看样品中包含的所有离⼦（图2）。
2. ⼦离⼦扫描：在Q1中选择⼀个特定的m/Q，⽤碰撞⽓体填充Q2使所选m/Q碎裂，然后扫描Q3的整个（或部分）质量范围。
该实验可以查看所选前体离⼦的所有碎⽚/产物离⼦（图2）。
3. 前体离⼦扫描：扫描Q1的整个（或部分）质量范围，在Q2中填充碰撞⽓体，将扫描范围内的所有离⼦碎⽚化，然后Q3选择⼀个特定的m/Q分析。
此实验可以通过检测产物离⼦和检测之前的m/Q的时间相关性，确定哪个m/Q前体离⼦可能产⽣所选产物离⼦（图2）。
4. 中性丢失扫描：在Q1的整个（或部分）质量范围内扫描，⽤碰撞⽓体填充Q2使扫描范围内的所有离⼦碎裂，然后在预定范围内扫描Q3，该预定范围对应前体扫描范围内每个潜在离⼦发⽣的特定质量的碎裂引起的损失。
该实验可以识别失去选定的通⽤化学基团的所有前体，例如失去与甲基相对应的质量的所有前体（图2）。
质谱扫描模式SIM :单离子检测扫描(single ion monitoring)SRM :选择反应检测扫描(selective reaction monitoring)MRM :多反应检测扫描(multi reaction monitoring)质谱都有几种工作模式：（1）Full Scan：全扫描，指质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模式后，你自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。
对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道这个化合物的分子量。
对于二级质谱MS/MS或多级质谱MSn时，要想获得所有的碎片离子，也得做全扫描。
（2）SIM：Single Ion Monitor，指单离子监测，针对一级质谱而言，即只扫一个离子。
对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子的干扰，就可以只扫描一个离子。
这时候，还可以调整一下分辨率来略微调节采样窗口的宽度。
比如，要对500 amu的离子做SIM，较高高分辨状态下，可以设定取样宽度为1.0，这时质谱只扫499.5～500.5 amu。
还有些高分辨率的仪器，可以设定取样宽度更小，比如0.2 amu，这时质谱只扫499.9～500.1 amu。
但对于较纯的、杂质干扰较少的体系，不妨设定较低的分辨率，比如取样宽度设为2 amu，这时质谱扫描499～501 amu，如果没有干扰的情况下，取样宽度宽一些，待测化合物的灵敏度就高一些，因为噪音很低；但是有很强干扰情况下，设定较高分辨，反而提高灵敏度信噪比，因为噪音降下去了。
（3）SRM：Selective Reaction Monitor，指选择反应监测，针对二级质谱或多级质谱的某两级之间，即母离子选一个离子，碰撞后，从形成的子离子中也只选一个离子。
因为两次都只选单离子，所以噪音和干扰被排除得更多，灵敏度信噪比会更高，尤其对于复杂的、基质背景高的样品。
我们不妨把它看成二级质谱的SIM，上述关于SIM的特点也适用，即分辨率高些，抗背景排干扰的能力就更强。
高效液相色谱-串联质谱法高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）是一种现代化分析技术。
它结合了高效液相色谱（HPLC）和串联质谱（MS/MS）两种分析方法，能够快速、准确、灵敏地分析复杂的混合样品中的多种化合物。
HPLC-MS/MS技术的基本原理是将样品通过高效液相色谱进行分离，然后以极高的分辨率将分离后的化合物导入串联质谱分析仪中进行质谱检测和分析。
HPLC部分能够通过改变流速、温度、化合物间隔、载气、反应物、固相分离等方法来分离样品中的成分。
MS/MS 部分则能够通过改变离子源、离子传输、离子选择和离子检测等方式检测化合物。
具体来说，HPLC-MS/MS技术的实现过程如下：需要准备一定量的样品。
样品通常是一种混合物，需要进行分离和净化。
这可以通过一系列的化学方法和生物技术实现。
将样品注入到高效液相色谱仪中进行分离。
高效液相色谱仪通过改变环境条件可以分离出复杂混合物中的单个分量，比如改变洗脱剂的浓度、PH值、离子强度来调整样品中化合物的排列顺序。
高效液相色谱仪具有高速分离和高效洗脱的特点，具有处理大量和复杂样品的能力。
接着，通过HPLC输出的流缓和制备离子源，离子源生成的离子对化合物分子进行离子化。
这个过程利用化合物分子上的R基或者H+来形成游离气态的化合物离子。
然后，将产生的离子通过串接质谱进行分析。
在离子进入串联质谱仪的离子源之前，需要将它们选择性的分离为固定质量和电荷比的离子，这可以通过一系列的电子和电场进行控制来实现。
所得到的离子被送至陷入式离子阱，通过对离子的激发和断裂等过程，形成包含多种离子片段的离子质谱图谱。
这些离子片段遵循一定的质量电荷比的规律，可以通过特征峰和离子质量比等独特的质谱性质来鉴别。
将这些片段的数据输入到质谱数据库中，与已知化合物的质谱数据进行比对。
这样，就能够得到混合物中的每个化合物的特定质谱图谱，从而通过质量分析进行结构确认和鉴定。
HPLC-MS/MS技术的优点是明显的，该技术具有高效和灵敏的特点，能够分析非常低的浓度样品成分。
串联质谱原理及应用串联质谱（tandem mass spectrometry，简称MS/MS）是一种高效的质谱分析技术，它通过将质谱仪与多级质谱仪相结合，能够实现对复杂样品的高灵敏度、高分辨率的分析。
串联质谱原理及应用广泛应用于生物医学、环境科学、食品安全等领域。
串联质谱的原理是将样品分子经过质谱仪进行离子化，然后通过碰撞诱导解离（collision-induced dissociation，CID）或其他方式将离子进一步解离成多个离子片段。
这些离子片段再经过第二个质谱仪进行质量分析，从而得到更加精确的分析结果。
串联质谱具有许多优点。
首先，它能够提供更高的灵敏度和分辨率，从而能够检测到低浓度物质。
其次，由于离子片段的产生是可控的，因此可以选择性地分析感兴趣的化合物。
此外，串联质谱还可以通过多级碰撞诱导解离（multiple collision-induced dissociation，MCID）的方法，对复杂样品进行更加深入的结构分析。
在生物医学领域，串联质谱被广泛应用于蛋白质组学、代谢组学和药物代谢动力学等研究中。
通过对蛋白质和代谢产物进行串联质谱分析，可以获得它们的精确分子量和结构信息，从而揭示其功能和代谢途径。
此外，串联质谱还可以用于药物代谢动力学研究中，通过分析药物及其代谢产物的质谱图谱，可以了解药物在体内的代谢转化过程、代谢产物的结构以及其对生物体的作用机制。
在环境科学领域，串联质谱被广泛应用于环境污染物的检测和分析。
例如，在水体中存在着各种有机污染物和微量元素等，这些污染物对人类健康和环境造成潜在威胁。
利用串联质谱技术可以对这些污染物进行准确的定量和定性分析，从而为环境保护和治理提供科学依据。
在食品安全领域，串联质谱也发挥着重要作用。
食品中存在着各种农药残留、兽药残留、食品添加剂等有害物质，这些物质对人体健康构成潜在威胁。
利用串联质谱技术可以对食品中的有害物质进行快速、准确的检测和分析，从而保障食品安全。
《有机结构分析II》串联质谱技术的应用液相色谱-质谱法(LC/MS)将应用范围极广的分离方法与灵敏、专属、能提供相对分子质量和结构信息的质谱法结合起来, 因此已成为一种重要的现代分离分析技术。
虽然与LC相连的单极质谱仪也能够提供相对分子质量的信息, 但不足之处在于基质对待测组分的干扰难以排除及待测组分的结构信息不能充分利用。
液相色谱与串联质谱联用可在一级质谱MS条件下获得很强的待测组分的准分子离子峰, 几乎不产生碎片离子, 并可对准分子离子进行多级裂解, 进而获得丰富的化合物碎片信息, 可用来推断化合物结构, 确认目标化合物, 辨认重叠色谱峰以及在高背景或干扰物存在的情况下对目标化合物定量, 因而成为药物代谢过程和产物研究, 复杂组分中某一组分的鉴定和定量测定, 以及药用植物成分研究中更为强有力的工具。
本文对液相色谱-串联质谱法(LC-MSn)的原理及其在药物代谢方面的应用作简要介绍。
1 串联质谱(MS/MS)基本原理1.1 离子源离子源的种类包括:电子轰击电离(EI)、化学电离(CI)、快原子轰击(FAB)、场电离(FI)和场解吸(FD)、大气压电离源(API)、基质辅助激光解吸离子化(MALDI)和电感耦合等离子体离子化(ICP)等。
现在主要采用大气压离子化技术(API), 包括电喷雾离子化(ESI)、大气压化学离子化(APCI)和大气压光电离化(APPI)。
API 是软电离技术, 通常只产生分子离子峰, 因此可直接测定混合物。
其中,ESI应用十分广泛, 适用于极性、热不稳定、难气化的成分分离分析, 小到无机离子, 大到蛋白质、核酸。
ESI-MS中可以容易地控制碎片的裂解程度。
用串联质谱可以选择特定的离子, 通过碰撞诱导解离(CID)使其碎裂成碎片离子;另一种方法是通过改变锥孔(取样口)电压(源内CID)的方式, 无选择地将源内所有的离子击碎。
1.2 质量分析器及其特点质量分析器是质谱计的核心, 不同类型的质量计其功能、应用范围、原理和实验方法均有所不同。
代谢组学中需要了解的质谱知识丨扫描模式•Fullscan：全扫，代谢组学研究中最常用的数据采集方法，在样品采集过程中碰撞池不加能量或加很小的能量（< 5v="">获得代谢物离子的一级质谱图。
•TargetMS/MS：在此工作模式下，碰撞池施加能量，对选定的目标离子进行二级串联，获得二级质谱图。
目标离子的选择需要手动输入，即需要定义目标离子的质荷比以及保留时间等信息。
•DDA：全称为data dependent acquisition 数据依赖型扫描，此外，IDA（information dependent acquisition），auto-MS/MS 等指的也是这一扫描模式。
在这种工作模式下质谱仪可以自动地在full scan MS和MS/MS采集之间进行切换，即质谱仪可以自动的对目标离子进行碎裂，获取二级质谱图。
与target MS/MS不同的是，目标离子的选择过程是自动的，即研究者需要在样本检测之前就设定一些筛选标准，最常见的筛选条件是设定离子强度强度阈值，选择强度最高的几个离子（T op-n）进行碎裂。
•DIA：全称为data independent acquisition 数据非依赖型扫描，主要包括以下几种技术：all-ion fragmentation（AIF）（热电orbitrap系列质谱），MSall，MSe （沃特世Q-TOF系列质谱）等。
在此工作模式下，碰撞池的能量在低能量和高能量之间切换，低能量获取离子的一级质谱信息，高能量获取离子的二级质谱图。
整个过程也是自动的，与DDA不同的是，该模式不对离子做预先的筛选，即在某一时刻所检测到的所有离子都会被高能量打碎。
•SWATH：全称为sequentical windowed acquisition of alltheoretical fragment ions，属于DIA技术的扩展。
在此工作模式下，扫描范围被划分为以某一固定宽度（如25Da）为间隔的一系列连续的区间，通过高速扫描来获取扫描范围内全部离子的碎片信息。
质谱介绍及质谱图的解析质谱法是将被测物质离子化，按离子的质荷比分离，测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。
质量是物质的固有特征之一，不同的物质有不同的质量谱——质谱，利用这一性质，可以进行定性分析（包括分子质量和相关结构信息）；谱峰强度也与它代表的化合物含量有关，可以用于定量分析。
质谱仪一般由四部分组成：进样系统——按电离方式的需要，将样品送入离子源的适当部位；离子源——用来使样品分子电离生成离子，并使生成的离子会聚成有一定能量和几何形状的离子束；质量分析器——利用电磁场（包括磁场、磁场和电场的组合、高频电场、和高频脉冲电场等）的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置，时间先后或运动轨道稳定与否等形式进行分离；检测器——用来接受、检测和记录被分离后的离子信号。
一般情况下，进样系统将待测物在不破坏系统真空的情况下导入离子源（10-6～10-8mmHg），离子化后由质量分析器分离再检测；计算机系统对仪器进行控制、采集和处理数据，并可将质谱图与数据库中的谱图进行比较。
1进样系统和接口技术将样品导入质谱仪可分为直接进样和通过接口两种方式实现。
1.直接进样在室温和常压下，气态或液态样品可通过一个可调喷口装置以中性流的形式导入离子源。
吸附在固体上或溶解在液体中的挥发性物质可通过顶空分析器进行富集，利用吸附柱捕集，再采用程序升温的方式使之解吸，经毛细管导入质谱仪。
对于固体样品，常用进样杆直接导入。
将样品置于进样杆顶部的小坩埚中，通过在离子源附近的真空环境中加热的方式导入样品，或者可通过在离子化室中将样品从一可迅速加热的金属丝上解吸或者使用激光辅助解吸的方式进行。
这种方法可与电子轰击电离、化学电离以及场电离结合，适用于热稳定性差或者难挥发物的分析。
目前质谱进样系统发展较快的是多种液相色谱/质谱联用的接口技术，用以将色谱流出物导入质谱，经离子化后供质谱分析。
主要技术包括各种喷雾技术（电喷雾，热喷雾和离子喷雾）；传送装置（粒子束）和粒子诱导解吸（快原子轰击）等。
《现代仪器分析》思考题《现代仪器分析》思考题1.有机质谱的⽤途（杨松成）a)确定分⼦量b)阐明化合物结构c)确定未知化合物d)对已知化合物进⾏定量2.有机质谱的离⼦源有哪些（杨松成）a)电⼦轰击（EI）b)化学电离（CI）c)场解析（FD）d)电喷雾电离（ESI）e)基质辅助激光解吸附电离（MALDI）f)快原⼦轰击（FAB)g)热喷雾电离（thermospray ionization）3.质量分析器的种类（杨松成）a)磁式分析器b)四级杆分析器c)离⼦阱分析器d)飞⾏时间分析器e)傅⽴叶变换-离⼦回旋共振分析器4.质量数的定义（杨松成）平均质量（average mass）：按元素的平均原⼦质量计算得到的分⼦量(所⽤同位素按权重计算出的平均效应质量)，适⽤于⼤分⼦。
平均质量= ∑（平均原⼦量*原⼦数）精确质量（exact mass）或单同位素质量（monoisotopic mass）：全部元素均按丰度最⾼的天然同位素的质量计算得到的分⼦量，适⽤于较⼩分⼦。
单同位素质量=∑（单同位素原⼦量*原⼦数）名义质量（nominal mass）: 全部元素均按丰度最⾼的天然同位素的质整数量计算得到的分⼦量5.质谱分辨率（杨松成讲义）分辨率是质谱仪对质量的鉴别能⼒，指的是分开两个峰的能⼒。
通常分辨率R定义为：R=M/ΔM对于磁质谱的定义，要求相邻两峰10％峰⾕分开才算真正分开，其分辨率（即M/?M）不随质量变化，所以磁质谱都⽤R＝M/?M来表⽰分辨率。
磁质谱中，R不变，?M是变化的，质量M越⼤，?M越⼤。
所以，磁质谱表⽰分辨率都⽤R，常常可以见到R＝10,000的说法今天我们讨论的有机质谱，都是要求50％峰⾕刚刚分开就算分开，这个定义没有磁质谱严格。
同时，这个分辨率R随质量变化，⽽?M不变，即M越⼩，R越⼩。
因为实际⼯作中很难找到恰好在50％峰⾕分开的峰，所以⼜简化为⽤单峰法表⽰，即测定⼀个峰半峰⾼处的全峰宽Full width half Maximum（简写为FWHM），则分辨率定义为R＝M/FWHM这种定义适⽤于四级杆、离⼦阱和飞⾏时间质谱。
质谱扫描模式--（二）SIM :单离子检测扫描(single ion monitoring)SRM :选择反应检测扫描(selective reaction monitoring)MRM :多反应检测扫描(multi reaction monitoring)质谱都有几种工作模式：（1）Full Scan：全扫描，指质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模式后，你自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。
对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道这个化合物的分子量。
对于二级质谱MS/MS或多级质谱MSn时，要想获得所有的碎片离子，也得做全扫描。
（2）SIM：Single Ion Monitor，指单离子监测，针对一级质谱而言，即只扫一个离子。
对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子的干扰，就可以只扫描一个离子。
这时候，还可以调整一下分辨率来略微调节采样窗口的宽度。
比如，要对500 amu 的离子做SIM，较高高分辨状态下，可以设定取样宽度为1.0，这时质谱只扫499.5～500.5 amu。
还有些高分辨率的仪器，可以设定取样宽度更小，比如0.2 amu，这时质谱只扫499.9～500.1 amu。
但对于较纯的、杂质干扰较少的体系，不妨设定较低的分辨率，比如取样宽度设为2 amu，这时质谱扫描499～501 amu，如果没有干扰的情况下，取样宽度宽一些，待测化合物的灵敏度就高一些，因为噪音很低；但是有很强干扰情况下，设定较高分辨，反而提高灵敏度信噪比，因为噪音降下去了。
（3）SRM：Selective Reaction Monitor，指选择反应监测，针对二级质谱或多级质谱的某两级之间，即母离子选一个离子，碰撞后，从形成的子离子中也只选一个离子。
因为两次都只选单离子，所以噪音和干扰被排除得更多，灵敏度信噪比会更高，尤其对于复杂的、基质背景高的样品。
