质谱法（MS）是一种将化学物质离子化并根据质荷比（m/z）对产生的离子进行分类的分析技术。它能提供分子量、元素组成和结构碎片的信息，在化学、生物化学和医学领域不可或缺。

基本流程

质谱工作流程包括三个主要阶段。首先，样品分子通过电子电离（EI）、电喷雾电离（ESI）或基质辅助激光解吸电离（MALDI）等方法转化为气相离子。接着，离子在质量分析器（如四极杆、飞行时间 TOF、离子阱或 Orbitrap）中按 m/z 比分离。最后，检测器（如电子倍增器）测量每个离子的丰度，生成强度对 m/z 的质谱图。

离子化技术

有多种离子化技术可供选择。电子电离（EI）是一种硬电离方法，产生大量碎片，可获得可重现的指纹图谱用于谱库比对。电喷雾电离（ESI）是一种软电离技术，主要生成分子离子，适用于蛋白质、多肽和极性化合物。MALDI 利用激光和基质离子化大分子生物分子，碎片极少，而化学电离（CI）使用反应气产生离子，碎片比 EI 少。

质量分析器

质谱中使用多种质量分析器。四极杆由四根平行杆组成，通过稳定振荡路径过滤离子，常用于 GC-MS 和 LC-MS。飞行时间（TOF）分析器测量离子飞行固定距离所需时间，提供高质量精度和分辨率。离子阱在三维电场中捕获离子并依次弹出，而 Orbitrap 在静电场中捕获离子并测量其轴向振荡频率，实现超高分辨率。

串联质谱 (MS/MS)

串联质谱涉及在第一分析器中选择前体离子，在碰撞池中碎裂，然后在第二分析器中分析碎片离子。它用于肽段测序、代谢物鉴定和未知物的结构解析。

应用

质谱用于有机化合物和反应产物的鉴定；蛋白质组学中的蛋白质鉴定和翻译后修饰分析；药物代谢和药代动力学研究；以及食品和水中污染物的环境监测。