1. 药物及体内药物分析
药物的是用来预防、诊断及治疗疾病的一类特殊物质，与人们的健康和生命安危有极其密切的关系，杂质检查及其限度控制是保证药品质量的一个重要方面。使用LC-MS／MS可以简便地对药物中杂质加以监控。
体内药物分析是测定体液(主要是血浆、血清或全血)中药物或其他代谢物浓度。由于血液样品试样提供量少，基质复杂，在此混合物中分析某种微量成分（通常为g/mL或ng/mL水平）并加以鉴别，常常是对分析化学家的挑战。
LC-MS虽然有足够的灵敏度，但遇到LC难以分离的组分，其应用受到限制。使用LC-MS/MS可以克服背景干扰，通过MS/MS的选择反应控制模式（SRM）或多反应检测模式（SRM），提高信噪比，因此对复杂样品仍可达到很高的灵敏度。LC-MS/MS对生物样品的提取、纯化和浓缩等前处理过程没有严格要求，一般采用液液萃取法（LLE）或固相萃取法（SPE），但这两种方法的缺点是比较费时。在线萃取技术在省时和省力方面显出相当大的优越性。现有几种在线萃取技术，如在线固相萃取、柱切换、涂层毛细管微萃取（CCME），有时又称固相微萃取（SPME）、多元LC系统等。在线萃取技术使得LC-MS/MS优点更加明显，它可以实现微量、高通量样品分析。
LC-MS/MS可以鉴别分析体液中各种类型的药物，文献已报道有：罗丁诺森、茚地那韦、叠氮胸苷、齐多夫定、安替比林、奥美拉唑、恩丹西酮、孕三烯酮、右美沙芬、氟尼缩松、特乐福本、抗炎松、特比奈芬、新伐他丁、利多卡因、苯海拉明、雷帕霉素、利布乐定、福辛普利、普萘洛尔、普罗帕酮等。
天然产物（中药材）成分复杂，对这些产物的分析，以及对其中活性成分鉴定确实困难。而LC-MS/MS可对天然产物进行成分鉴定和测定，如生晒参中人参皂甙、蒺藜中甾体皂甙、紫杉中紫杉醇、盾叶鬼臼根茎中木酚素和绿茶中儿茶素等。
2. 兴奋剂，毒品检测
1980年国际奥林匹克委员会把阿片、可卡因、麦角酰二乙胺（LSD）、苯丙胺、大麻、苯二氮卓和促蛋白合成类固醇列为禁用药物，这些药物在体内主要以代谢产物形式存在。例如，阿片类含有酚羟基或醇基等，很容易与人体内的葡糖醛酸结合；合成类固醇在体内以睾酮形式代谢。兴奋剂，毒品检测主要是根据尿液或血液中相当代谢产物的测定浓度，LC-MS/MS已被证明是一个有力工具。
3. 农药，兽药残留量分析
食品中的农药残留量及其他有害成分的含量甚微，往往需要进行痕量分析，对分析方法的灵敏度要求较高。而LC-MS/MS具有极高的灵敏度，特别适合进行痕量分析，可以鉴别和测定各种类型的农药、兽药以及生物毒素等残留物。如：蔬菜中杀虫剂；谷物中矮壮素、瓜萎镰菌醇；动物组织（肌肉、脂肪、肝、和肾）中庆大霉素、磺胺二甲嘧啶和甲氨苄氨嘧啶；肉制品中聚醚离子载体类兽药（拉沙里菌素、莫能菌素、奈良菌素和盐霉素）、杂环芳胺；鸡蛋中硝基咪唑类；牛奶中庆大霉素和新霉素；啤酒中玉米赤霉烯酮；甲壳类水生物中yessotoxin毒素、azaspiracid毒素；土壤中咪唑啉酮；水样（废水、河水、地下水和饮用水）中苯磺酸根、除草剂、杀虫剂等残留物的鉴别和测定均有报道。
4. 微生物的鉴定
微生物传统的鉴定方法是建立在微生物的形态学、生态学、细胞生理和生化以及基因的基础上的，自20世纪80～90年代以来，微生物鉴定系统不断发展，自动化程度不断提高，但也是建立在传统的生理生化和基因基础上。无论是微生物鉴定的传统技术还是基于传统的生理生化和基因基础上的自动化仪器技术，它们均需要经过培养繁殖、分离纯化等步骤，然后再根据表型和基因型来进行鉴定，但是由于微生物群落及其生存环境的复杂性，目前自然界中只有极少部分微生物能够在实验室中培养，这严重阻碍了对微生物验明身份即鉴定的研究，也严重阻碍了对微生物生命活动规律的研究和微生物资源的开发。
虽然随着越来越多的致病微生物和模式微生物基因组全序列测定的完成，基于基因组学的技术也应用于微生物的鉴定系统，但要想通过基因序列，按传统的方法彻底研究海量数据的微生物基因的产物仍非易事，从已经完成测序的一些微生物来看，有许多开放读码框架（ORF）无法确定其功能，人们意识到有必要重新回到蛋白质的水平上来研究微生物，这就需要有一种高灵敏度高通量的大规模蛋白质研究手段，于是微生物蛋白质组研究应运而生。基于质谱的蛋白质组学技术在微生物鉴定和分类的应用，可完成三个方面的工作：①对于一系列已知微生物，可建立已知微生物的标准蛋白质组指纹质谱数据库；②对于未知微生物，则制备未鉴定微生物样品，获得质谱数据，再采用提供的软件包，将获得的质谱数据与已知微生物的标准蛋白质组指纹质谱数据库进行比较，以鉴定具有相同或相似质谱数据的已知微生物，再建立未知微生物的标准蛋白质组指纹质谱数据库；③采用提供的软件包工具，可以利用已建立的已知和未知微生物标准蛋白质组指纹质谱数据库用于临床、环境、工业未知样品的鉴定。这方面的工作是在质谱采集谱图后，由软件进行微生物如细菌、酵母、真菌等的鉴定、分类和去冗余。
5. 新生儿先天性代谢异常疾病的筛查
遗传代谢病近年逐渐成为导致新生儿死亡和残疾的主要原因，尤其是在实行计划生育的今天，更应努力降低此类疾病的危害。代表着世界临床检验技术发展最高水平的液相串联质谱（LC-MS/MS）技术可以做到用一滴血样，在几分钟内一次分析近百种代谢物，检测35种遗传代谢病，可以说是目前世界上最先进、最省钱、最高效的筛查方法。世界发达国家都普遍采用这一技术进行新生儿的筛查。
欧美等目前已经广泛采用LC-MS/MS方法对新生儿遗传代谢疾病进行筛查，其通过同一份标本同时检测多种疾病的特性极大的提高了多疾病大范围筛查的效率。液相串联质谱技术对于常用的筛查方法难以检测的代谢性疾病具有很高的灵敏度，大幅度提高了筛查的范围和准确度，如氨基酸代谢障碍（如枫糖浆尿症）、脂肪酸氧化缺陷如（中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症）、有机酸代谢障碍（如甲基丙二酸血症）。因此，LC-MS/MS在遗传保健工作中的意义重大。
液相色谱-质谱/质谱联用技术在医用材料如人工血、新型生物假肢、人工皮肤等研究中也有较大的潜在用途。主要是分析检测这些材料中活性物质的纯度、浓度及结构等，这是生物材料质量控制的重要依据之一。
编辑：范伟伟
