液质联用仪是有机物质定性表征和定量分析的经典仪器。该仪器结合了液相色谱和质谱的优势，具有高分离能力、高选择性、高灵敏度、高通量、检测限低、分析速度快等特点，可提供分析物的相对分子质量、结构、浓度等信息。四极杆-线性离子阱（QTRAP）复合型质谱是新一代串联质谱技术，其独特之处在于不仅具备了完整的三重四极杆质谱的功能，作为质量检测器的线性离子阱还可以对离子富集后再进行检测，大大提高了检测灵敏度，进而得到高质量的图谱信息，在化合物的定性和定量分析中具有重要意义。
天津大学地球系统科学学院于2019年购置Sciex公司6500+ QTRAP液质联用仪 ，液相部分为Waters公司超高效液相色谱-二极管阵列检测器（I Class UPLC-PDA）。该质谱仪配置电喷雾电离源（ESI）、大气压化学电离源（APCI），主要用于中高极性有机物分子的定性定量分析。目前广泛应用于生命科学、环境科学、大气科学等领域。
一、痕量定量和多模式定性功能集于一身
四极杆-线性离子阱（QTRAP）质谱属于复合质谱仪，兼具三重四极杆和离子阱质谱的功能。高通量的离子传输系统可实现痕量物质的高灵敏度定量；信息依赖性采集（IDA）方式将四极杆和离子阱多种检测模式灵活结合，得到高质量的图谱信息，可用于未知物的筛查和定性分析，可检测有机物的MS/MS/MS三级离子碎片，用于未知物多级碎片分析以进一步辅助定性；该仪器配置二极阵列管检测器（PDA），可实现PDA-MS串联，同时得到化合物的光谱和质谱信息。
仪器关键性能指标如下：
离子阱独有模式：MS3/EPI/EMS等
关联采集模式：EMS-IDA-EPI、MRM-IDA-EPI、Q3-IDA-EPI等
二、广泛的应用领域
UPLC-QTRAP MS可对天然的复杂基质样品或者人工合成有机组分进行分析，提供样品的定性定量信息。在大气化学、流域化学、环境化学、生命科学等领域有广泛的应用前景。实验室目前可开展的测试项目，在定量分析方面主要涉及：水和土壤中PPCP的定量分析；大气颗粒物中羟基脂肪酸类、有机硫酸酯、硝基酚和氨基酸等有机物的定量分析；水中农药及代谢物等的定量分析，同时串联质谱仪独特的杆-阱混合扫描方式，使其在代谢物鉴定分析方面发挥巨大作用。部分方法及应用如下：
1. 大气有机化学
1.1 羟基脂肪酸类
单羟基饱和脂肪酸（OH-FAs）普遍存在于各种生物体内的脂质组分中，是环境和地球科学研究中微生物和高等植物的重要示踪剂。研究特异羟基位置OH-FAs异构体，对阐明微生物、高等植物代谢物在地表-土壤系统中的迁移过程至关重要。鉴于OH-FAs异构体种类繁多且理化性质相似，前人报道的环境样本中的OH-FAs主要局限于α-/β-/ω-OH-FAs，上述不同羟基位置OH-FAs异构体的组成和浓度可分别代表土壤微生物、革兰氏阴性细菌（GNB）以及源自高等陆生植物的代谢物对环境样本的贡献。
本研究使用 N,N-二甲基乙二胺（DMED）标记与超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）相结合的分析方法，在多反应监测模式（MRM）下，对不同的界面环境样品中（土壤、叶片、花粉和大气微生物）OH-FAs（C8-C18）的位置特异性异构体进行了筛选、鉴定和定量。通过该方法，从界面环境样品中成功检测并注释了共 94 种 OH-FAs 的位置特异异构体，其中 38 种异构体通过标准物得到了进一步确认。本研究为获得详细的脂质生物标志物谱提供了方法学支撑，并有助于日后进一步研究生物及其代谢物在复杂环境基质中的迁移过程。
仪器支撑论文：
https://doi.org/10.1038/s41612-024-00621-5
1.2 有机硫酸脂类
有机硫酸脂（OSs）是挥发性有机化合物对硫酸盐气溶胶的反应性吸收的产物，是一种重要的人为影响下生物源二次有机气溶胶生成的示踪剂。对OSs的定性及定量分析不仅可以为二次气溶胶含量的模型模拟提供数据支撑，还可以帮助分析潜在的大气物理和大气化学过程并理解人类活动对生物成因二次有机气溶胶形成的影响。本研究通过应用HPLC-MS/MS建立多种OSs检测方法，研究将OSs总量分析与典型OSs进行结合，对OSs时空分布特征和形成机制进行深入的分析。
仪器支撑论文：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155314
2. 流域有机化学
聚焦滨海地区新污染物和有机质的时空分布及其耦合作用，通过UPLC-MS/MS技术，建立目标PPCPs（水中药品和个人护理品）高通量、高灵敏度的定量检测方法，从前处理方案、色谱质谱参数角度优化实验和仪器方法，对方法检出限、准确度和基质效应等方面进行评估，并基于该方法，对滨海地区的PPCPs和DOM（溶解性有机碳）耦合关系展开研究。
仪器支撑论文：
https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120881
https://doi.org/10.1002/rcm.9397
3. 电化学
电化学技术，特别是由可再生能源驱动的电化学技术，在合成许多高价值化学品方面越来越受到关注。酰胺是化学和生物学中一类非常重要的化合物，在过去的一个世纪里得到了广泛的研究。仅甲酰胺一项每年就拥有数百万吨的全球市场，甲酰胺传统制备方法消耗了大量的化石燃料并加剧了温室效应，电化学转化可将富含碳和氮的小分子转化为高价值的有机氮化合物可减少对化石能源的依赖。本研究中报道单电池电化学氧化法将甲醇和氨转化为甲酰胺，提供了一种通过C–N偶联合成甲酰胺的方法。在制备产物甲酰胺的定性鉴别中，应用UPLC-PDA-MS，在不改变氨基柱的分离效果的前提下，通过三通针泵进样助离子化试剂，提高产物的质谱响应，同步得到产物中甲酰胺的光谱和质谱特征，可辅助产物定性确证，成为小分子有机氨类化合物有力的定性手段之一。
仪器支撑论文：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139836
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33232-w
4. 环境化学（污染物降解研究）
在环境污染物中，抗生素类在环境水中广泛存在，对生态环境和人类健康具有一定的潜在的风险。四环素类（TCs）抗生素在各种环境中经常被检测到。本研究首次证明四环素（TTC）在针铁矿的存在下的转化，研究了TTC与针铁矿的转化机理和转化动力学，以更好地了解TCs在自然环境中的转化情况。研究中根据TTC结构特点，应用UPLC-PDA-MS联用，在产物鉴别中，应用质谱仪的信息依赖性采集功能，采集探测离子信号后进行增强子离子扫描，结合二级全谱特征和光谱特征，确定4种主要降解产物，进一步确证TTC降解转化机制。该检测模式也同样应用在其他类型环境污染物的降解产物寻找和鉴别。
仪器支撑论文：
https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b07455?ref=pdf
https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117196
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.121358
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138302
三、联系人
科学主管（负责仪器方法开发与设备运行保障）：
傅平青（教授），电子邮箱：fupingqing@tju.edu.cn
戚羽霖（教授），电子邮箱： yulin.qi@tju.edu.cn
技术主管（负责仪器日常管理、仪器的正常运转与科学使用及样品接收）：
付晓丽（工程师），联系电话：022-87371002，电子邮箱：fuxiaoli@tju.edu.cn
