液相色谱仪的发展趋势
液相色谱仪的发展趋势
液相色谱-质谱联用（LC-MS）图星色谱、质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实现对复杂混合物更准确的定量和定性分析，同时也简化了样品的前处理过程，使样品分析更简便。
液相色谱流动相流速一般为1mL/min，如果流动相为甲醇，其汽化后换成常压下的气体流速为560mL/min，这比气相色谱流动相的流速大几十倍，而且一般溶剂还含有较多的杂质。因此，在进入质谱计前必须要先清除流动相及其杂质对质谱计的影响。
液相色谱的分析对象主要是难挥发和热不稳定物质，这与质谱仪中常用的离子源要求样品汽化是不相适应的。
为了解决上述两个矛盾以实现联用，可以研究一种接口以协调液相色谱和质谱的不同特殊要求；或者改进液相色谱（采用微型柱，降低流动相流量等）和质谱（主要是离子化方法）以使用它们相互之间逐渐靠近以达到能够联用的目的，或者同时考虑上述两个办法。实际过程中一般是选用合适的接口来解决的。
常用于液相色谱质谱联用技术的接口主要有移动带技术（MB）、热喷雾接口、粒子束接口（PB）、快原子轰击（FAB）、电喷雾接口（ESI）等。其中，电喷雾接口的应用极为广泛，它可用于小分子药物及其各种体液内代谢产物的测定，农药及化工产品的中间体和杂质的鉴定，大分子蛋白质和肽类分子量的测定，氨基酸测序及结构研究以及分子生物学等许多重要的研究和生产领域，并有如下优点:①具有高的离子化效率对蛋白质而言接近100％；②有多种离子化模式可供选择；③对蛋白质而言，稳定的多电荷离子的产生，使蛋白质分子量测定范围可高达几十万甚至上百万；④“软”离子化方式使热不稳定化合物得以分析并产生高丰度的准分子离子峰；⑤将气动辅助电喷雾技术运用在接口中，使得接口可与大流量（约1mL/min的HPLC联机使用；⑥仪器专用化学站的开发使得仪器在调试、操作、LC-MS联机控制、故障诊断等各方面都变得简单可靠。
接口主要由大气压离子化室和离子聚焦透镜组件构成。喷口一般由双层同心管组成，外层通入氮气作为喷雾气体，内层输送流动相及样品溶液。某些接口还增加了“套气”（sheath gas）设计，其主要作用为改善喷雾条件以提高离子化效率。
离子化室和聚焦单元之间由一根内径为0.5mm的，带惰性金属（金或铂）包头的玻璃毛细管相通。它主要作用为形成离子化室和聚焦单元的真空差，造成聚焦单元对离子化室的负压，传输由离子化室形成的离子进入聚焦单元并隔离加在毛细管入口处的3~8kV的高电压。此高电压的极性可通过化学工作站方便地切换以造成不同的离子化模式，适应不同的需要离子聚焦部分一般由两个锥形分离和静电透镜组成，并可以施加不同的调谐电压。
以一定流速进入喷口的样品溶液及液相色谱流动相，经喷雾作用被分散成直径约为1~3m的细小的液滴。在喷口和毛细管入口之间设置的几千伏的高电压的作用下，这些液滴由于表面电荷的不均匀分布和静电引力而被破碎成为更细小的液滴。在加热的干燥氮气的作用下，液滴中的溶剂被快速蒸发，直至表面电荷增大为库仑排斥力大于表面张力而爆裂，产生带电的子液滴。子液滴中的溶剂继续蒸发引起再次爆裂。此过程循环往复直至液滴表面形成很强的电场，而将离子由液滴表面排入气相中。进入气相的离子在高电场和真空梯度的作用下进入玻璃毛细管，经聚焦单元聚焦，被送入质谱离子源进行质谱分析。
在没有干燥气体设置的接口中，离子化过程也可进行，但流量必须限制在每分钟数微升，以保证足够的离子化效率。如接口具备干燥气体设置，则此流量可大到每分钟数百微升乃至1000μL以上，这样的流量可满足常规液相色谱柱良好分离的要求，实现与质谱的在线联机操作。
电喷雾接口的主要缺点是它只能接受非常小的液体流量（1~10μL/min），这一缺点可以通过采用最新研制出来的离子喷雾接口（ISP）所克服。
LC-MS技术已经在药物、化工、临床医学、分子生物学等许多领域中获得广泛的应用。大量有机合成中间体、药物代谢物、基因工程产品等的分析结果，为生产和科研提供了许多有价值的数据，解决了许多在此之前难以解决的问题。谱柱串联起来构成的分离系统。样品经过第一根柱子进入接口中，通过浓缩、捕集或切割进一步被切换进入第二维及后续的监测器中二维分离采用两种不同的分离机理分析样品，即利用样品的两种不同特性把复杂混合物（如肽）分成单一组分，这些特性包括分子尺寸、等电点、亲水性、疏水性、电荷、特殊分子内作用（亲和）等在一维分离系统中不能完全分离的组分，可能在二维系统中得到更好的分离。与一维色谱相比，分辨率、分离能力得到较大的提高。
二维液相色谱大多采用柱结合模式，柱间切换的设计对样品的分离效果及整个系统的性能都有很大影响，因此设计和优化切换模式是二维色谱研究的重点。柱切换通常可分为部分和整体切换两种模式。部分切换模式即采用中心切割技术，只使一维分离的部分组分进入到第二维中，对感兴趣的一种或几种组分加以进一步分析整体切换模式即全二维液相色谱模式（comprehensi HPLC），在全二维系统中，从一维洗脱出来的不连续组分，有规则间隔地进入下一维分离模式中。使用捕集柱捕集一维洗脱物、使用样品环储存一维洗脱物、使用平行柱交替分析样品是几种常用的切换技术。为了达到更好的切换与分离效果，不同的切换技术也可以组合使用。详细情况可参阅有关文献和专著。
二维液相色谱具有不同寻常的峰容量，不同分离模式之间的合理的创造性组合是多维分离技术研究的重要内容和方向。随着二维液相色谱技术的不断发展，其在蛋白质组学研究中必将发生更大的作用，在其他如聚合物工业、制药工业等领域也将会显示出越来越重要的作用。
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