LC, HPLC, MS和LC-MS的区别

什么是液相色谱LC？

 

液相色谱LC是一类分离技术，用于分离混合物中的各种成分，是样品通过极性流动相和非极性固定相进行物质传质的过程。

 

液相色谱LC的工作原理

 

注入样品随溶剂（即流动相）进入填充了多孔介质的色谱柱，多孔介质由聚合物、二氧化硅等颗粒状固体材料（即固定相）制成，根据样品与固定相和流动相的相对亲和力，将化合物逐个分离。其中，与固定相亲和力最强的组分最后流出，保留时间最长。

 

液相色谱LC与高效液相色谱HPLC有何不同？

 

高效液相色谱HPLC又称高压液相色谱，是一种先进的液相色谱。高效液相色谱主要用于医药、食品等领域，特别适用于不能用气相色谱分析的低挥发性或非挥发性有机化合物。

传统液相色谱与高效液相色谱的区别在于，液相色谱中的溶剂是依靠重力运动的，而在高效液相色谱中，溶剂在泵的高压下流动，克服了填料塔的压降，缩短了分离时间。正如将要讨论的，连续流动注射泵在高效液相色谱中非常有用。

 

高效液相色谱主要通过泵输送溶剂，常见的泵类型有：

1. 直接气压系统：价格便宜，可靠性高，但更换溶剂困难。
2. 注射泵：可提供无脉冲连续流量，精度高，无需清洗。
3. 气动增强器：在恒压下工作，即任何堵塞都可能导致压力下降，从而产生脉冲。
4. 往复泵：可提供恒定的流量和高压，但可以引起脉冲。

样品注射器要求死体积小，耐高压。由于样品进样阀具有这些特性，所以大多数装置采用样品进样阀而不是直接进样。可以使用自动取样器将样品自动注入阀门回路，也可以使用微型注射器手动注入。

 

HPLC中样品的检测与鉴定

 

化合物的鉴定与定量是通过色谱图来确定的，通常保留时间表示x轴，然而，y轴取决于检测方法，该方法通常是紫外检测器并测量吸光度的强度。其他类型的检测器也可以使用，如质谱检测器、蒸发光散射检测器、荧光检测器等。

 

什么是质谱MS？

 

质谱MS是根据原子或分子的质荷比，将原子或分子电离，从而实现化合物的分离和检测。质谱在生物化学和原子物理学等领域有着广泛的应用。

 

质谱的工作原理

 

样品被转换成气态（除了气态样品或热不稳定的样品），并通过接口引入电离室；气体样品离子化产生阳离子，用质量分析仪根据离子的质荷比进行分离，最后用检测器测定每种离子的种类和数量。

 

注意：大多数情况下，气体样品离子化产生阳离子，但少数类型的质谱会产生阴离子。

 

直接注入

 

有时，特别是对于热不稳定化合物，可以在液相中直接注入样品，这种方法叫做直接注入。在这种情况下，电离发生在冷凝阶段，需要注射泵将样品连续输送到光谱离子源中。注射泵是最常见和最可靠的直接注入方式，也常用于质谱MS中校准溶液和基质的输送。

 

质谱MS的局限性

 

质谱是一种非常精确和高灵敏度的分离和检测技术。然而，在分离高度复杂的混合物中所需组分时，仅利用MS不能实现完全分离。这是由于某些化合物可能具有类似的摩尔质量和碎片模式。因此，将MS与HPLC相结合是一种理想的分离检测技术。

 

什么是液质联用LC-MS？

 

液质联用LC-MS是高效液相色谱LC与质谱MS结合的技术，两者结合可以减少实验误差，提高准确度，在环境废水等涉及大量化合物的检测分析中具有重要的应用价值。

 

LC-MS的工作原理

 

液质联用LC-MS是根据混合物的物理化学性质，分离混合物中各种组分，并通过质谱进行检测。为了确保完全电离并保持质谱的检测灵敏度，LC-MS的流速应小于HPLC的流速。因此，LC-MS的色谱柱要小得多，以适应较小的溶剂流速和样品体积。注射泵因其精确度高并可以提供非常低的流速，常用于LC-MS。此外，还可以使用注射泵将样品注入系统，因为其可以提供的样品剂量非常精确。

 

Q-Exactive-TM质谱联用仪（图片来源：迪信泰检测平台）

 

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参考资料：Basic Principles of LC, HPLC, MS, & MS.