LC-MS联用是集分离、分析于一体的新兴检测技术，广泛应用于生物、环境、化学、医学以及商检等领域。该方法不仅拥有液相色谱高效的分离能力，而且还继承了质谱高灵敏度和强定性的特点，已成为药物代谢与药理研究、药物合成中微量杂质和降解产物的分析鉴定、精细化工中间体分析检测以及天然产物筛选等领域不可或缺的重要分析检测手段之一。应用LC-MS联用技术有如下特点：①获得复杂混合物中单一成分的质谱图，提高了混合物的分离和鉴定能力。②同时对各物质含量进行准确测定。

当液相色谱很难将两种极性近似的化合物分离时会大大限制LC-MS的应用范围。在这种情况下可以通过LC-MS-MS技术克服背景干扰、提高信噪比从而提高对复杂样品分子检测的灵敏度。此外，在处理生物样品时，以往采用的方法大都是液液萃取法（LLE)，但是这种方法比较费时。而在线萃取技术（如多元LC系统、固相微萃取、柱切换等）的出现有效地缩短了萃取时间，提高了萃取效率，特别是在线萃取技术与LC-MS-MS联用时，可以很容易地实现微量、高通量样品分子的分析检测，从而更加鲜明地突出LC-MS-MS的优点。各种软离子化技术，特别是电喷雾（ESP)、离子喷雾（ISP)、大气压化学电离(APCI）的引入，使LC-MS对高极性化合物的分析具有独特优势，在药物化学等研究中发挥着日趋重要的作用，在很大程度上代替了气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术，简化了样品处理过程。

1．小分子化合物

乙酰左卡尼汀（acetyl-L-carnitine）是一种天然存在的类维生素类物质，其主要功能是促进脂类代谢，临床上用来治疗和预防老年性痴呆。其结构式如图12-14所示。

图12-14乙酰左卡尼汀

在制备乙酰左卡尼汀过程中易产生杂质，下面以乙酸左卡尼汀为例，利用液相色谱-质谱联用技术对在制备过程中产生的副产物进行分析鉴定。

实验得到总离子流色谱图、待测组分的一级质谱图和每个组分的质谱图，并对每个组分峰的质谱图进行分析。乙酰左卡尼汀粗品的总离子流色谱图如图12-15所示。

图12-15乙酰左卡尼汀粗品的总离子流色谱图

液相色谱条件：色谱柱，uBondapak NH₂ (300mm×3.9mm)；流动相，乙腈-水(65:35，体积比），用甲酸调节pH为3～4；流速，1mL/min，柱后分流比为3:1;柱温，30℃。

保留时间为9.82min的色谱峰的ESI⁺ -MS图如图12-16所示，主要的准分子离子峰为204。其二级质谱图如图12-17所示。

分析准分子离子峰204的二级质谱图，主要产生m/z 145,85和60三个碎片离子峰。经分析其即为目标产物乙酰左卡尼汀。

分析液质联用图时发现，在保留时间为14.47 min时，出现明显的一个副产物，其一级质谱图如图12-18所示。

分析准分子离子峰145的二级质谱图（图12-19)，主要产生，n／z85,57和43三个碎片离子峰。经分析其可能结构为

图12-16色谱峰（tR=9.82)对应的一级质谱图

图12-17准分子离子峰204的二级质谱图

图12-18色谱峰（tR=14.47)对应的一级质谱图

图12-19准分子离子峰145的二级质谱图

2．生物大分子

肤类和蛋白质中含有数量不等的质子化的位置，这些质子化位置一般是分子中赖氨酸（Lys)、精氨酸（Arg）和组氨酸（His）残基所贡献的碱性位点。天然蛋白质和肽类中平均每10个氨基酸中就有1个碱性氨基酸，平均每1000u可加成1个质子。在酸性条件下，这些位置的质子化，可使得肽类和蛋白质产生多个带有不同数量电荷的离子。ESI-MS分析中这些离子沿着质量数轴表现为不同丰度的分布，这个分布在正常情况下应接近正态分布。离子所带的最高电荷数一般随着相对分子质量的增加而增大，但也同分子的构象和测定条件有密切的关系。表12-6列出几种蛋白质的多重电荷离子数据。

表12-6几种蛋白质的多重电荷离子数据

随着电荷的减少，相对分子质量由低丰度再向高丰度变化。但在实际测定中，许多结果并不理想。如果丰度随着电荷的减少由高向低一直变小或相反，其结果可用于相对分子质量的计算。如果丰度在每一对离子间出现间隔性的高低变化则要重新优化实验条件。

对于大分子，反卷积计算需要有至少4个及以上的多电荷才能保证其准确，同时要注意其他加成离子（如钠离子）对计算的影响。

蛋白质由于环境pH的变化、加热等因素会出现构象上的改变。许多方法可在溶液中用于蛋白质的这一变性行为研究，如酸碱滴定、光度、荧光以及核磁共振等方法。