1977年,LC/MS开始投放市场; 1978年,LC/MS首次用于生物样品分析; 1989年,LC/MS/MS研究成功; 1991年,API LC/MS用于药物开发;
1997年,LC/MS/MS用于药物动力学高通量筛选;
2002年美国质谱协会统计的药物色谱分析各种不同方法所占的比例。1990年,HPLC高达85%,而2000年下降到15%,相反,LC/MS所占的份额从3%提高到大约80%。我们国家目前在这方面可能相当于美国1990年的水平。
二、液质仪器基本构造及原理
质谱分析过程:样品通过进样系统进入离子源,将样品离子化变为气态离子混合物,由于结构性质不同而电离为各种不同质荷比(m/z)的分子离子和碎片离子,而后,带有样品信息的离子碎片被加速进入质量分析器,不同的离子在质量分析器中被分离并按质荷比大小依次抵达检测器,经纪录即得到按不同质荷比排列的离子质量谱,也就是质谱(mass spectrum)。
质谱的基本结构
质谱仪一般由进样系统、电离源、质量分析器、真空系统和检测系统构成。
(一)进样系统
在液质联用中一般有两种进样方式。
第一种是输注,即用注射器泵(syringe pump)将样品溶液直接缓慢输入到离子源。这种方法虽然简便、快速,但是需要相对多的样品,且难以实现自动进样分析。
第二种是流动注射,即将样品溶液注入HPLC进样系统,由LC泵缓慢推动溶剂将样品溶液直接注入离子源。这种方法既简便、快速,样品溶液的用量较小,易于实现自动进样分析。
(二)电离源
液质联用中最常用的电离源有大气压电喷雾电离源(ESI)和大气压化学电离源(APCI),两者同属于大气压电离(API)技术,其离子化过程发生在大气压下。 1、电喷雾(ESI)
工作原理:电喷雾电离(ESI)是在液滴变成蒸汽,产生离子发射的过程中形成的,溶剂由液相泵输送到ESI Probe,经其内的不锈钢毛细管流出,这时给毛细管加2-4kv的高压,由于高压和雾化气的作用,流动相从毛细管顶端流出时,会形成扇状喷雾,使液滴生成含样品和溶剂离子的气溶胶。
电喷雾离子化可分为三个过程:
1)形成带电小液滴:由于毛细管被加高压,造成氧化还原反应,形成带电液滴。
2)溶剂蒸发和小液滴碎裂:溶剂蒸发,离子向液滴表面移动,液滴表面的离子密度越来越大,当达到Rayleigh (瑞利)极限时,即液滴表面电荷产生的库仑排斥力于液滴表面的张力大致相等时,液滴会非均匀破裂,分裂成更小的液滴,在质量和电荷重新分配后,更小的液滴进入稳定态,然后再重复蒸发、电荷过剩和液滴分裂这一系列过程。
3)形成气相离子:对于半径<10nm的液滴, 液滴表面形成的电场足够强,电荷的排斥作用最终导致部分离子从液滴表面蒸发出来,而不是液滴的分裂,最终样品以单电荷或多电荷离子的形式从溶液中转移至气相,形成了气相离子。