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液質聯用儀（LC-MS）作為現代分析化學領域的核心設備，通過液相色譜與質譜技術的深度融合，實現了對復雜樣品的高效分離與精準檢測。其核心架構由五大系統協同構成，每個系統均承載著特殊功能，共同支撐起從樣品處理到數據輸出的完整分析鏈條。
1.液相色譜系統：精準分離的基石
液相色譜系統是LC-MS的“前端處理器”，通過色譜柱實現樣品中各組分的物理分離。該系統包含高壓輸液泵、自動進樣器、色譜柱及柱溫箱等組件。高壓泵以150-500 kg/cm²的壓力輸送流動相，確保流速恒定（0.01-10 mL/min）；自動進樣器通過六通閥或定量環實現精準進樣，重復性誤差小于0.5%；色譜柱則采用2.1mm窄徑設計，配合3.5μm粒徑填料，在降低流速的同時提升分離效率。例如，在藥物代謝研究中，該系統可成功分離血漿中濃度差異達三個數量級的原藥與代謝物。
2.離子源系統：氣液轉化的關鍵樞紐
離子源系統負責將液相色譜分離后的中性分子轉化為氣相離子，是連接液相與質譜的“橋梁”。主流技術包括電噴霧電離（ESI）和大氣壓化學電離（APCI）。ESI通過高壓霧化形成帶電液滴，經溶劑蒸發和庫侖爆炸產生多電荷離子，特別適用于熱不穩定極性分子；APCI則利用電暈放電產生初級離子，通過質子轉移實現中性分子的電離，對非極性化合物具有更高靈敏度。
3.質譜分析系統：質量解析的核心引擎
質譜分析系統由質量分析器和檢測器組成，承擔離子分離與信號轉化的重任。四極桿質量分析器通過射頻電場篩選特定質荷比（m/z）的離子，掃描速度達5,000 Da/s；飛行時間分析器（TOF）利用離子飛行時間差異實現高分辨率分離，質量精度優于2 ppm；離子阱則通過動態電壓控制實現多級質譜（MS?）分析，可獲取化合物碎片信息。檢測器采用電子倍增器或微通道板，將離子信號放大10?-10?倍，確保痕量物質（pg級）的可靠檢測。
4.真空與電氣系統：穩定運行的保障
真空系統通過機械泵與分子泵的組合，維持離子源、質量分析器和檢測器處于10??-10?? Torr的高真空環境，避免離子-分子碰撞導致的信號干擾。電氣系統則提供精確的電壓控制（如ESI毛細管電壓±4 kV）、射頻信號生成（四極桿射頻頻率0.1-2 MHz）以及數據采集同步，確保各組件協同工作。
5.數據處理系統：智能分析的終端大腦
數據處理系統集成MassHunter、Analyst等軟件平臺，實現從原始信號到定量結果的全程自動化處理。該系統可完成峰識別、積分、同位素分布擬合、多反應監測（MRM）優化等復雜運算，并支持與NIST、Metlin等標準譜庫的比對。在臨床藥代動力學研究中，數據處理系統可在30秒內完成100個樣本的利血平檢測，信噪比（S/N）達120:1，顯著提升分析通量。
從樣品注入到數據輸出，液質聯用儀的五大系統形成閉環分析體系。這種模塊化設計不僅賦予其應對藥物研發、環境監測、食品安全等多元場景的能力，更通過持續的技術迭代（如超高效液相色譜與高分辨質譜的耦合），推動分析化學向更高靈敏度、更高分辨率、更高通量的方向邁進。
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