LC-MS/MS（液相色谱-串联三重四极杆质谱）作为当下临床质谱应用方向较为丰富的核心技术板块，其凭借独特的技术原理在不同的应用场景中有区别于其他技术的优势与特点。

LC-MS/MS的技术优势

LC-MS/MS作为当前在临床诊断中热门研究及应用最广泛的质谱技术，它的强大功能离不开液相色谱分离能力与质谱检测优势的互相补充，作为“强强联合”的搭配，其具备灵敏度和特异度高、检测时间短、可实现多重检测、适用范围广的特点，是免疫方式的有效替代与补充。随着精准医学的发展，LC-MS/MS被应用于遗传代谢疾病筛查、维生素检测、激素检测、疾病标志物的检测、治疗药物监测、多组学研究等各领域。

液质联用以液相色谱作为分离系统，质谱作为检测系统。样品通过液相色谱分离后依次进入质谱检测器，被离子化后，经质谱的质量分析器将离子碎片按质荷比分开，经检测器得到质谱图，随后通过对质谱图的分析处理，可以得到样品的定性和定量结果。

液相色谱分离作为其中的重要环节，其工作原理为：溶于流动相(mobilephase)中的各组分经过固定相时，由于与固定相(stationphase)发生作用(吸附、分配、排阻、亲和)的大小、强弱不同，在固定相中滞留时间不同，从而先后从固定相中流出。由于几十种甚至上百种性质类似的化合物可在同一根色谱柱上得到分离，因此色谱能在几分钟至几十分钟内解决许多复杂样品的分析问题，具有更强大的分离能力。

高效液相色谱法以经典的液相色谱为基础，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有颗粒极细的高效固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。高效液相色谱法应用范围十分广泛，不受分析对象挥发性和热稳定性的限制，因此弥补了气相色谱法的不足。在目前已知的有机化合物中，可用气相色谱分析的约占20%，而80%则需用高效液相色谱来分析。

高效液相色谱仪分析流程

自从2004年Waters推出革命性的UPLC（超高效液相色谱）并不断迭代创新，已将色谱技术提升到了新的高度。在此高分离能力的基础之上，再与质谱的高选择性、高灵敏度及能够提供相对分子质量与结构信息的优点结合起来，可极大提升仪器的检测通量、特异性、灵敏度、可扩展性、检测时效性等，使其拥有更广阔的应用场景，由此LC-MS/MS也成为研发企业、临床专家重点关注的细分赛道。

LC-MS/MS的迭代历程

LC-MS/MS成为临床检验领域富有生命力的新技术之一并非一蹴而就，液相色谱与质谱均经历了充满创新与突破的发展史，而联用技术的研究开始于20世纪70年代，其中“接口”技术的演变发展及Waters等质谱先行者的技术探索对液质联用进程的迭代有极大影响。

从1972年简单且造价低廉的液体直接导入接口到后续出现的传送带式（moving-belt，MB）、快原子轰击（FAB）和连续流动快原子轰击（CFFAB）接口技术都使液质联用的检测方式日趋成熟，其中连续流动快原子轰击接口作为“软”离子化技术，适用于分析热不稳定、难以汽化的化合物，对肽类和蛋白质的分析能力尤为突出。

80年代，继离子束接口与热喷雾接口相继出现后，电喷雾（ESI）进样与大气压离子源连接进一步发展为空气压辅助电喷雾接口，解决了流量限制问题，为第一台商业化生产的带有API源的液质联用仪的问世作铺垫。直到大气压离子化（atmospheric-pressure ionization，API）接口技术问世，液质联用得到迅猛发展，开始广泛应用于实验室内分析和应用领域。大气压化学离子化（APCI）技术区别于传统的化学电离接口，借助于电晕放电启动一系列气相反应以完成离子化过程，具有更高的灵敏度，成为精确、细致分析混合物结构信息的有效技术。

大气压化学电离源（APCI）原理示意图

伴随着质谱的技术交替与市场变革，Waters等先行者也在创新之路上步履不停。1963年，Waters成功上市世界上第一台商业化凝胶渗透液相色谱仪，开创液相色谱时代的同时也为后期LC-MS/MS的发展打下坚实基础。1970年推出Q7四极杆质谱，质量范围可达120Da。1974年第一台用做有机分析的双聚焦高分辨磁质谱70-70问世。随后为了提高离子的分辨率，研发者在磁质谱后串联四极杆Q，打造出真正意义上的串联质谱MS/MS。1996年，Waters将四极杆与Tof串联，推出轰动一时的Q-Tof，自此Q-Tof进入常规分析时代。在此之后，Waters仍旧没有停下探索步伐，先后推出世界首台商品化离子淌度高清质谱SYNAPT HDMSTM及具有划时代意义的Xevo等系列产品。

Xevo TQ Absolute高性能串联四极杆质谱系统

从磁质谱亚稳离子联动扫描，到串联四极杆、双磁质谱串联再到超高效液相色谱与三重四极杆串联等，质谱先锋企业串联质谱的创新史无疑是质谱技术蝶变的重要缩影。

市面主流的品牌型号

根据2023年中国政府采购网公布的中标信息，可统计到质谱仪的中标相关词条335条，质谱仪中标694套，中标总金额约16.39亿元，平均单价为236.11万元，其中进口质谱仪无论是中标单价还是中标数量都远超国产品牌。

2023年国内完成注册的质谱设备达到70个，其中Waters的ACQUITY(r) UPLC I-Class /Xevo(r) TQD IVD System、ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-S IVD System、ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-S micro IVD System，ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-XS IVD System拿到注册证，均为超高效液相色谱串联质谱系统。

ACQUITY(r) UPLC I-Class /Xevo(r) TQD IVD System

ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-S micro IVD System

ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-S IVD System

ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-XS IVD System

其采用的ACQUITY UPLC I-Class 二元高压系统可实现最低的系统延迟体积和最高的分离度。超高效液相色谱样品板容量扩增至20个（7680个样品），提高仪器利用率，夜晚仍可连续进样；一台仪器连续执行多个方法；另外，还支持主动溶剂预加热功能，4-90°C精确控温等。Waters Xevo系列仪器的上市，将质谱系统的自动化智能化程度推向新的高度。

其ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-XS IVD System集成多个尖端技术，专为要求极为严苛的LC-MS/MS定量应用设计。其采用了StepWave XS离轴离子聚焦技术及线性动态范围覆盖六个数量级的Xtended Dynamic Range (XDR)增强型检测系统，从而可提升棘手化合物的分析灵敏度，灵敏度可达1pg 利血平，过柱 S/N > 150万:1成为目前临床市场中具有IVD注册证产品中灵敏度最高的一款。

另外UltraPerformance LC技术使仪器具备业内出色的分离性能，并且速度比以往的仪器更快，无工具化探头的设计，可减少常规维护用时，提高不同操作人员之间的分析重现性，连接移液机器人以及符合HL-7标准的MassLynx LIMS接口，还可极大提升工作流程和数据传输效率。

在数个创新技术的加持下，ACQUITY UPLC I-Class /Xevo TQ-XS IVD System以出众的灵敏度大幅扩展了化合物覆盖范围，可用于临床研究及诊断，适用于开展任何临床项目，包括需高灵敏度检测的体内含量极低的物质，即时遇到非常复杂的临床基质，也可准确定量其中的痕量分析物。

近年来，质谱显然已成为入局者甚多、竞争激烈的热门领域，其高灵敏度、高特异性和多靶标联检的特点被实验室广泛接受和认可。在国家卫健委发布的相关文件中质谱仪更是成为专科应配备的核心设备。在2023年，首个核酸质谱试剂获批，临床质谱的关注热度持续增长，展现了具有创新力与多元化的前沿方向。

相信随着各大企业在质谱技术领域的持续创新，更加高效的技术平台和应用方案将为临床质谱在医学领域的应用提供更加强有力的支撑。

来源：MIR医学仪器与试剂