上一堂我們介紹了 LC、GC、HPLC 與 MS 的差別與應用場景。
剛踏入檢驗領域時，你可能會聽到各種分析方法：GC、HPLC、LC-MS/MS、UV…
這些名詞看起來像密碼，其實都在回答同一個問題：「這個樣品裡，到底有什麼？」
今天我們就從最核心的概念——質譜（Mass Spectrometry, MS）開始說起。
一起來拆解質譜（MS）的邏輯：它到底是怎麼從「樣品」變成「圖譜」？
🔬 質譜是什麼？為什麼它那麼重要？
質譜是一種根據分子質量（mass）與電荷（charge）來分析物質的技術。
簡單講，它能告訴你兩件事：
1️⃣ 這是什麼分子？（定性）
2️⃣ 裡面有多少？（定量）
它的分析流程像三段式偵探任務：
- 離子化（Ionization）：把分子打成帶電粒子
- 分離（Separation）：依照質荷比（m/z）分開不同分子
- 偵測（Detection）：記錄訊號強度，得出各分子的特徵圖譜
結果會得到一張像「分子的指紋圖」一樣的譜圖，
從中就能知道樣品的真實身份。
⚗️ LC-MS/MS 的組成與優勢
LC-MS/MS 是 液相層析串聯質譜（Liquid Chromatography - Tandem Mass Spectrometry）。
可以想像成：
「LC」先把樣品裡的雜質和主要分子分開；
「MS/MS」根據分子的碎片特徵，確認它的身份。
這個雙層過濾機制讓 LC-MS/MS 能做到：
- 🎯 極高靈敏度：低至 ng/mL 的濃度都能測出
- 🎯 極高選擇性：在複雜基質中仍能準確辨識特定化合物
- 🎯 多用途應用：食品、臨床、環境、毒理都能用
在實驗室裡，它常被形容為——
「可以讓每個分子現形的超級偵探。」
質譜分析三步驟
質譜分析，其實可以用三個步驟記住：離子化（Ionization）→ 分離（Mass Analyzer）→ 偵測（Detection）。
掌握這三步驟，你就能理解 LC-MS/MS 報告裡每個峰、每個數據背後的意義。
1️⃣ 離子化（Ionization）：讓分子帶電，才能被看見
質譜儀不能直接「看到」中性分子，它只能測帶電粒子。
所以第一步，就是把分子離子化。
- 原理簡述： 利用能量將分子轉變成帶電粒子（ions），這些帶電分子才能在質譜儀裡被操控、分離。
- 常見方法：
- 電灑游離法（ESI，Electrospray Ionization）：適合極性或大分子，如蛋白質、藥物代謝物
- 大氣壓化學游離法（APCI，Atmospheric Pressure Chemical Ionization）：適合中小分子、非極性化合物。(後續會個別介紹離子化方式)
- 操作要點： 避免樣品過濃或含鹽太多，會影響電離效率 不同電離方式會影響質譜圖形狀與訊號強度
📌 記憶小技巧：電離就像給分子裝上「GPS 信號」，質譜才能追蹤它的位置
2️⃣ 分離（Mass Analyzer）：按照質量大小排列
電離後，樣品變成帶電粒子，但怎麼知道哪個峰對應哪個分子？
這就是第二步：用質量/電荷比（m/z）把分子分開。
- 常見分析器：
- 四極杆（Quadrupole）：選擇特定 m/z 進行分析，精準又快速
- 飛行時間（TOF，Time of Flight）：粒子越輕跑越快，適合全譜掃描，分析未知物
- 離子阱（Ion Trap）：可以暫時「抓住」粒子做多段碎片分析
- LC-MS/MS 的特點：
- 第一個四極杆 Q1 選擇母離子
- 第二個四極杆 Q2 進行碰撞碎片化
- 第三個四極杆 Q3 偵測特定碎片 → 高準確度與靈敏度
📌 記憶小技巧：分離就像「給每個分子排隊，按大小或電荷排列」
3️⃣ 偵測（Detection）：把訊號變成圖
最後一步，就是把分子「看到」並轉成可讀的圖譜。
- 原理簡述： 偵測器記錄每個帶電粒子撞擊時產生的電流或訊號強度
- 常見偵測器：電子倍增器（Electron Multiplier）、飛行時間偵測器
- 生成結果：
- 質譜圖（Mass Spectrum）：X 軸 → m/z，Y 軸 → 訊號強度
- 波峰高 → 相對含量，波峰位置 → 分子或碎片質量
📌 記憶小技巧：偵測就像「拍照」，把每個分子的身影留下來
📍最強組合：LC-MS/MS
LC-MS/MS 就是將LC與MS做串接，並透過MS分析三步驟整合在一起：
- LC 分離樣品 → 讓複雜樣品「拆散」
- MS 三步驟 → 讓每個分子「現形」並被量化
- 離子化 Ionization-> 把分子變成帶電粒子 ->給分子裝 GPS
- 分離 Mass Analyzer-> 按質量/電荷比排序-> 分子排隊
- 偵測 Detection-> 生成質譜圖，讀取訊號-> 拍照留影
✨ 新手快速入門建議
- 不要被名詞嚇到，先掌握「流程」比記公式重要
- LC-MS/MS 就是「離子化 → 電灑 → 分析 → 看圖」
- 先理解每個步驟的概念，再看實際軟體操作或儀器介面
💡 延伸思考
理解這三步驟，你就能從報告中的每一個峰看出端倪：哪個是母離子？哪個是碎片？訊號為什麼強或弱？
下一篇，我們將說明「為什麼 LC-MS/MS 是準確度最高的檢驗技術」，連結實驗設計、前處理與數據可靠性。
