高分辨串联质谱仪是集高分辨率质量分析与多级质谱裂解功能于一体的分析仪器，兼具精准定性与高灵敏度定量能力，广泛应用于制药、代谢组学、环境监测、食品安全等领域。其核心优势在于既能通过高分辨能力区分质荷比（m/z）极其接近的离子，又能通过串联质谱技术解析化合物结构，是复杂基质中微量成分分析的 “金标准" 设备。
电喷雾离子源（ESI）：适合极性化合物、生物大分子（如蛋白质、多肽），通过高压电场使样品溶液雾化成带电液滴，经溶剂蒸发形成气相离子，软电离特性可减少分子碎裂，保留分子离子峰。
大气压化学离子源（APCI）：适合中等极性、小分子化合物（如农药、药物中间体），利用电晕放电使溶剂离子化，再通过离子 - 分子反应将样品转化为离子，同样属于软电离技术。
基质辅助激光解吸电离源（MALDI）：多用于生物大分子的高分辨分析，以激光照射样品与基质的共结晶物，使样品分子解吸并离子化，适合成像质谱与蛋白组学研究。
离子源的性能直接决定离子产率与检测灵敏度，需根据样品极性、分子量选择适配类型。
维持离子源（大气压）与质量分析器（高真空）的压力梯度；
通过射频电场聚焦离子束，减少离子在传输过程中的损失，提高离子进入质量分析器的效率；
部分系统具备离子聚焦与筛选功能，初步去除中性杂质，降低后续分析的背景噪音。
高分辨质量分析器：负责精准筛选目标离子（母离子），常见类型有轨道阱（Orbitrap） 和飞行时间分析器（TOF）。轨道阱通过静电场使离子做回旋运动，依据运动频率区分质荷比，分辨率可达 10 万～200 万，质量精度≤1ppm；TOF 分析器利用离子飞行时间与质荷比的平方根成正比的原理，实现高分辨检测，适合快速定性分析。
碰撞池（Collision Cell）：将筛选出的母离子引入，与惰性气体（如氦气、氮气）发生碰撞诱导解离（CID），使母离子碎裂为特征性的碎片离子（子离子）。碰撞能量可调节，以获得不同的裂解路径与碎片信息，用于化合物结构解析。
第二级质量分析器：对碎片离子进行二次质量分析，可与分析器类型相同（如 Orbitrap-Orbitrap）或不同（如 Q-TOF、Q-Orbitrap），通过检测子离子的质荷比与丰度，构建特征碎片离子谱图。
真空系统：由机械泵、分子泵组成，为质量分析器与碰撞池提供高真空环境（10⁻⁵~10⁻⁷ mbar）。高真空可减少离子与气体分子的碰撞，延长离子飞行路径，保证质量分析的分辨率与准确性。
控制系统：基于 PLC 或计算机的智能控制模块，负责调节离子源温度、电压、碰撞能量、检测器增益等参数，同时完成数据采集、谱图处理与定性定量分析。
母离子选择：高分辨分析器根据预设的质荷比范围，筛选出目标母离子，排除其他离子进入碰撞池。
碰撞诱导解离：母离子在碰撞池中与惰性气体碰撞，吸收能量后发生化学键断裂，形成一系列特征碎片离子（子离子）。不同化合物的化学键断裂方式具有特异性，因此碎片离子谱图可作为化合物的 “结构指纹"。
子离子检测：碎片离子进入第二级质量分析器，被分离并检测，生成二级质谱图。通过对比二级质谱图与标准谱库（如 NIST、MassBank），可实现化合物的精准定性；同时，选择特征子离子进行监测，可大幅提高定量分析的灵敏度与特异性，适用于复杂基质（如血浆、土壤、食品）中微量成分的定量检测。
高分辨率与高质量精度：可区分同分异构体、同重离子，定性准确性远超低分辨质谱仪。
高灵敏度：串联质谱模式可有效降低背景噪音，检测限可达 pg/mL 甚至 fg/mL 级别。
多功能性：支持全扫描、选择离子监测（SIM）、选择反应监测（SRM）、平行反应监测（PRM）等多种模式，适配定性与定量分析需求。
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