正如我们以前所知道的,质谱计由三个主要组成部分组成,离子源,质谱分析仪和检测器。在离子源中,样品被电离。今天,我们将介绍质谱仪中常用的几种离子源。
电子电离(EI)
电离质谱法是最早和最流行的质谱电离方法之一。适用于相对分子量在600以下的有机分子。在这项技术中,电流通过丝可以产生电子来电离。电场使这些电子加速,产生高能电子束。当一个分子通过这种高能电子束时,一个电子就会从分子中排出,产生离子。
EI对许多气相分子都很有效,所以它总是与气相色谱(GC)一起工作,GC可以用于分离热稳定和挥发性气体的混合物。虽然EI对许多气相分子都很有效,但它也有一些缺点。EI引起广泛的断裂,因此分子离子在许多化合物中不被观察到。
化学电离(CI)
化学电离是一个比EI低的能量过程。在CI中,离子是由样品与离子源中存在的试剂气体中的离子碰撞而产生的。在离子源内部,试剂气体极多于样品。试剂气体首先受到电子的冲击,由灯丝中的快速电子产生试剂气体离子。样品离子是由试剂气体离子与样品分子发生离子-分子反应而产生的。一般来说,试剂气体分子与样品分子的比例约为100:1。一些常见的试剂气体包括甲烷、氨和异丁烯。样品的正离子和负离子是与该等离子体反应形成的。和EI一样,CI通常使用气相色谱法。在被分析化合物的挥发性和热稳定性方面,CI与电子电离质谱(EIMS)具有相同的一般局限性。
大气压化学电离(APCI)
APCI是一种在大气压(105Pa)下生成离子的方法,通常与高效液相色谱(HPLC)相结合。该方法适用于相对极性和半挥发性样品。APCI通常由一个可加热到350-500℃的雾化器探针、带有电晕放电针的电离区和离子转移区组成。样品溶液流过一个加热的雾化器,在那里它被产生成雾,雾被转化成气流。当气体流在大气压下到达电离区时,气态溶剂和样品随后被电晕放电电离,在电晕放电中,一个高电荷的电极产生一个足够强的电场,使附近的分子电离。得到的样品离子然后通过一个撇脂器进入离子转移区。离子被注入质谱分析仪进行检测。
电喷雾电离(ESI)

ESI是一种软电离技术,它对大分子质量的生物分子非常有用,因为这个过程将大分子电离成小液滴,而不是将大分子碎解成更小的带电粒子。ESI在ESI探头出口和对电极之间使用一个电应力,对电极距离探头只有几毫米。这一过程导致从注入的溶液中直接产生高度带电的液滴。在另一种热气流或干气流(通常称为脱溶气体)的帮助下,带电液滴由于溶剂的蒸发而不断减小,导致表面电荷密度增加,液滴半径减小。它导致液滴中存在的电荷之间的哥伦布斥力,然后形成单独的气相分析离子(临界点称为瑞利极限)。最后,离子被引导进入质谱分析仪。
基质辅助激光解吸电离(MALDI)

基质辅助激光解吸/电离(MALDI)是一种允许高分子量化合物作为完整离子进入气相的技术。MALDI的机理包括三个过程。首先,将样品与适当的基体材料过量混合,并将其应用到平板上。其次,脉冲激光辐照样品,基体材料吸收激光引起快速振动激发,导致固溶体局部崩解。最后,分析物分子通过质子化或去质子化而被电离,然后可以加速进入质谱分析仪。飞行时间(TOF)分析仪通常与MALDI电离源一起使用。
参考文献
1.化学电离质谱分析:理论与应用。分析化学百科全书,2006。
2.何志胜,林志强,陈明华,等。电喷雾电离质谱分析原理及临床应用。临床生物化学杂志,2003,24(1):3。
