1.2.1 離子源及其技術發展離子源將樣品中的分子或原子離子化，為質譜分析的核心過程提供關鍵離子來源。20世紀初，A.J. Dempster發明了電子轟擊源（EI），這一技術被視為離子源領域的開創性突破。1966年，產生了化學電離（CI）方法，上世紀八十年代，電噴霧電離（ESI）技術以及基質輔助激光解吸電離[10]（MALDI）技術發明，并廣泛應用于生物醫學和生物質譜學領域，引領了質譜技術的新發展方向。大氣壓光學電離源（APPI）技術為難溶解或揮發性較低的樣品提供了有效的離子化方法，實時直接電離源（DART）[11]的問世使得質譜分析更加快速便捷。2009年，快速蒸發電離源（REIMS）技術的發明，進一步提高了樣品的分析速度和準確性，為臨床醫學等領域帶來了革命性的變革（表2）。總之，離子源技術的創新和升級為質譜技術提供了更廣泛的應用選擇。

表2 離子源主要類型

1.2.2 質量分析器及其技術發展

質量分析器用于測量離子的質量和電荷比（m/z），是質譜儀器最為關鍵的組件。扇形磁場式質量分析器于1918年問世。1953年，四極桿質量分析器（Quadrupole）發明，并迅速成為廣泛應用于各類質譜儀的核心組件之一。飛行時間質量分析器（TOF），使離子飛行時間成為測定質量的有效手段，在高分辨率和高精確度的質譜分析中扮演著重要角色。1974年，傅里葉變換離子回旋共振質量分析器（FT-ICR）發明，質譜分析達到了歷史最高的分辨率水平。1979年，離子阱裝置出現，它具有捕獲、存儲和操控離子的能力。2000年，軌道阱質量分析器（Orbitrap）技術問世，引領了質譜儀器領域新的發展（表3）。

表3 質量分析器類型及發展

1.3 質譜儀器類型與技術應用

質譜儀器按質量分析器的不同，分為磁質譜、四極桿質譜、離子阱質譜、飛行時間質譜、傅里葉變換離子回旋共振質譜、軌道阱質譜[12]。從其分辨率來看，正向雙聚焦磁質譜最高分辨率可達4萬（FWHM），飛行時間質譜檢測速度最快，最高分辨率突破60萬（FWHM）。傅里葉變換離子回旋共振質譜，測量精度最高，分辨率可達數百萬甚至更高。靜電場軌道阱最高分辨率可達100萬（FWHM）[13]。目前，我國高校院所中，四級桿質譜儀和飛行時間質譜儀占據了主流，磁質譜儀的數量較少（表4）。

表4 截至2021年底高校院所部分類型質譜儀器數量

數據來源：根據國家科技基礎條件資源調查大型科研儀器數據整理。