1.2.1 离子源及其技术发展离子源将样品中的分子或原子离子化，为质谱分析的核心过程提供关键离子来源。20世纪初，A.J. Dempster发明了电子轰击源（EI），这一技术被视为离子源领域的开创性突破。1966年，产生了化学电离（CI）方法，上世纪八十年代，电喷雾电离（ESI）技术以及基质辅助激光解吸电离[10]（MALDI）技术发明，并广泛应用于生物医学和生物质谱学领域，引领了质谱技术的新发展方向。大气压光学电离源（APPI）技术为难溶解或挥发性较低的样品提供了有效的离子化方法，实时直接电离源（DART）[11]的问世使得质谱分析更加快速便捷。2009年，快速蒸发电离源（REIMS）技术的发明，进一步提高了样品的分析速度和准确性，为临床医学等领域带来了革命性的变革（表2）。总之，离子源技术的创新和升级为质谱技术提供了更广泛的应用选择。
表2 离子源主要类型
1.2.2 质量分析器及其技术发展
质量分析器用于测量离子的质量和电荷比（m/z），是质谱仪器最为关键的组件。扇形磁场式质量分析器于1918年问世。1953年，四极杆质量分析器（Quadrupole）发明，并迅速成为广泛应用于各类质谱仪的核心组件之一。飞行时间质量分析器（TOF），使离子飞行时间成为测定质量的有效手段，在高分辨率和高精确度的质谱分析中扮演着重要角色。1974年，傅里叶变换离子回旋共振质量分析器（FT-ICR）发明，质谱分析达到了历史最高的分辨率水平。1979年，离子阱装置出现，它具有捕获、存储和操控离子的能力。2000年，轨道阱质量分析器（Orbitrap）技术问世，引领了质谱仪器领域新的发展（表3）。
表3 质量分析器类型及发展
1.3 质谱仪器类型与技术应用
质谱仪器按质量分析器的不同，分为磁质谱、四极杆质谱、离子阱质谱、飞行时间质谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱、轨道阱质谱[12]。从其分辨率来看，正向双聚焦磁质谱最高分辨率可达4万（FWHM），飞行时间质谱检测速度最快，最高分辨率突破60万（FWHM）。傅里叶变换离子回旋共振质谱，测量精度最高，分辨率可达数百万甚至更高。静电场轨道阱最高分辨率可达100万（FWHM）[13]。目前，我国高校院所中，四级杆质谱仪和飞行时间质谱仪占据了主流，磁质谱仪的数量较少（表4）。
表4 截至2021年底高校院所部分类型质谱仪器数量
数据来源：根据国家科技基础条件资源调查大型科研仪器数据整理。
