GC、LC、MS究竟都是啥，什么时候适用？ 一文讲清质谱与色谱的最强cp

老师经常说的GC是啥，LC又是啥，为啥有时候后面还跟个MS，是因为不会做实验就要被“骂死” 吗？

Nonono，这只是几种检测当中常用的技术哦，无论是探索新材料的合成、追踪环境污染物、解析药物的代谢途径，还是揭秘生命体内的蛋白质组学，都离不开这些强大的分析工具。

今天，我们就来深入剖析这四类核心仪器：气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、质谱（MS），以及它们强强联合的产物——GC-MS和LC-MS。

一、 分而治之的“分离专家”：色谱

想象一下，你有一杯混合了红、黄、蓝三种颜色的墨水，你要如何将它们分开？色谱技术就是这个过程的精妙科学版本。它的核心思想是“分离”。

1. 气相色谱（GC）

它是什么？

气相色谱是一个“赛跑”系统。样品被气化后，由惰性气体（载气，如氦气）这股“风”吹着，通过一个长达数十米的毛细管柱。这个柱子的内壁涂有一层特殊的固定相，类似于一层有粘性的油脂。不同的组分因为与固定相的“亲和力”不同，在气-液两相间进行反复的分配与交换。“亲和力”弱的跑得快，先出柱；“亲和力”强的跑得慢，后出柱。就这样，混合组分被分离开，并按时间顺序依次流出。

有什么作用？

（1）分离与分析挥发性、半挥发性化合物。

（2）广泛应用于石油化工、环境监测（有机污染物）、食品安全（农药残留）、香精香料、法医毒物分析等领域。

2. 液相色谱（LC）

它是什么？

液相色谱是一个“过关”系统。样品溶解在液体（流动相）中，由高压泵推动，通过一个填充有微小颗粒（固定相）的短柱。不同组分与固定相颗粒的作用力（如疏水性、极性、离子交换等）强弱不同。作用力弱的，容易被流动相冲走，先出柱；作用力强的，在柱子上滞留时间长，后出柱。我们常听到的高效液相色谱（HPLC）和超高效液相色谱（UPLC）都是LC的升级版，核心区别在于压力更高、柱效更好、速度更快。

有什么作用？

（1）分离与分析高沸点、热不稳定、大分子和极性强的化合物。

（2）是生物化学、制药、医学检验、食品科学等领域的绝对主力。例如，蛋白质、多肽、核酸、糖类、大多数药物及其代谢物，都需要用LC来分析。

色谱小结：色谱是一位出色的“分离大师”，它能告诉你混合物里“有哪几种东西”，以及它们的“大概含量”（通过峰面积）。但它通常不能直接告诉你“这个东西具体是什么”——这就需要另一位专家登场了。

二、 明察秋毫的“鉴定专家”：质谱

如果说色谱是“分拣员”，那么质谱就是“身份证查验官”。它的核心任务是 “鉴定”。

它是什么？

质谱仪的工作原理可以概括为“打碎、称重、识别”。它使样品分子电离，形成带电离子，然后在真空环境中利用电场和磁场将这些离子根据其质荷比（m/z，质量与电荷的比值）进行分离和检测。

1.电离：将分子“打”成带电的碎片离子。方法有很多，如电子轰击（EI）、电喷雾电离（ESI）等。

2.质量分析：根据不同m/z的离子在电场/磁场中运动轨迹的不同，将它们分离开。

3.检测：记录各种m/z离子的丰度，形成一张质谱图。

有什么作用？

（1）确定化合物的分子量。

（2）推测或确定分子的结构（通过分析碎片离子的pattern）。

（3）对化合物进行精确定量和定性分析。

质谱本身也可以分析混合物，但复杂混合物直接进质谱会导致信号严重重叠，难以解析。因此，它最需要一位“前处理助手”。

三、 强强联合：1+1 > 2 的协同效应

将色谱的“分离能力”与质谱的“鉴定能力”结合起来，就诞生了分析化学领域的“黄金标准”——色谱-质谱联用技术。

1. 气相色谱-质谱联用（GC-MS）

工作流程：混合物 → GC分离 → 各组分依次进入MS → MS进行电离和检测。

优势：

GC分离效率高，MS检测灵敏度高、特异性强。

GC-MS拥有庞大的标准质谱图库，可以通过计算机快速检索，实现未知物的高效鉴定。

适用对象：主要针对挥发性好、热稳定性好、分子量相对较小（通常<1000 Da）的化合物。

2. 液相色谱-质谱联用（LC-MS），尤其是LC-MS/MS

工作流程：混合物 → LC分离 → 各组分依次进入MS（通常使用更温和的ESI电离源） → MS进行检测。串联质谱（MS/MS）可以将其中的目标离子再次打碎，提供更丰富的结构信息，用于确证和复杂基质中的高灵敏度定量。

优势：

无需样品气化，可以分析大分子、极性强、热不稳定的化合物。

与生物体系的兼容性极佳，是蛋白质组学、代谢组学、药物研发等生命科学领域的基石技术。

适用对象：范围极其广泛，从小分子药物到大分子蛋白质，几乎覆盖了所有GC-MS无法分析的化合物。

四、 核心异同点总结

为了更直观地对比，我们用一个表格来概括：

而对于气相质谱联用技术和液相质谱联用技术：

对于踏入科研深水区的研究生而言，理解这些核心分析工具的原理与适用边界，就如同战士熟悉自己的武器。GC-MS和LC-MS并非孰优孰劣，而是各有所长的“神兵利器”。选择哪一套系统，完全取决于你的科学问题所指向的分析物特性。

希望这篇浅析能帮助大家在未来面对复杂的样品和科学问题时，能够更加自信地选择并运用这些“火眼金睛”，让它们为你的科研发现提供最坚实的数据支撑。