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质谱仪小知识——离子源

齐天小羿

2012/08/06

液质联用（LCMS）

以前还真没接触过质谱，只是因为最近公司进了各种各样的质谱，看看各种牌子的，慢慢的就知道了什么ab的，bruke，micromass等等各家的质谱，也知道版友们说的QQQ，tof，traq等等是神马东西。呵呵，当然，在大虾门面前都是小菜了。
学习总是个循序渐进的过程，因为公司本身的业务要求，比较注重维修维护方面，所以先从仪器的部件下手，先了解一下各式各样的质谱的离子源啦，下面是一些离子源的小资料，供像我们这样的小菜了解了解。

液质联用和气质联用

气质联用仪(GC-MS)：

适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准谱库对比。

GC-MS一般采用EI和CI离子源。

EI：电子电离源，最常用的气相离子源，有标准谱库

CI：化学电离源，可获得准分子离子。PCI，NCI

液质联用(LC-MS)：

不挥发性化合物分析测定，极性化合物的分析测定，热不稳定化合物的分析测定，大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；

液质的离子源种类比较多，这里只列主要的几个。

大气压电离（API）（包括大气压电喷雾电离ESI、大气压化学电离APCI、大气压光电离APPI）

ESI 为电喷雾，即样品先带电再喷雾，带电液滴在去溶剂化过程中形成样品离子，从而被检测，对于极性大的样品效果好一些；

APCI 为大气压力化学电离源，样品先形成雾，然后电晕放电针对其放电，在高压电弧中，样品被电离，然后去溶剂化形成离子，最后检测，对极性小的样品效果较好。

APPI：大气压光电离源，适用于弱极性的化合物，如多环芳烃等

ESI 的软电离程度较APCI 的还小，但其应用范围较APCI 的大，只有少部分ESI 做不出，可以用APCI 辅助解决问题，但是APCI还是不能解决所有ESI 解决不了的问题，一般用ESI 和 APPI 搭配使用比 ESI 和APCI 的应用范围更广一些。

电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。

大气压化学电离源主要用来分析中等极性的化合物。有些分析物由于结构和极性方面的原因，用ESI不能产生足够强的离子，可以采用APCI方式增加离子产率，可以认为APCI是ESI的补充。APCI主要产生的是单电荷离子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。用这种电离源得到的质谱很少有碎片离子，主要是准分子离子。

APCI与ESI源都能分析许多样品，而且灵敏度相似，很难说出哪一种更合适。同时至今没有一个确切的准则判断何时使用某一种电离方式更好。但是通常认为电喷雾有利于分析生物大分子及其它分子量大的化合物，而APCI更适合于分析极性较小的化合物。

APCI源不能生成一系列多电荷离子，所以不适合分析生物大分子。而ESI源由于它能产生一系列的多电荷离子，特别适合于蛋白质，多肽类的生物分子。

ESI和APCI共同点:

1、使用高电压元件和雾化气喷雾法产生离子

2、通常产生(M+H)+或(M-H)-等准分子离子

3、产生极少的碎片，但可以控制产生结构碎片

4、非常灵敏的电离技术。

不同点:

1、生成离子的方式不同，ESI：液相离子化；APCI：气相离子化

2、样品兼容性

ESI：极性化合物和生物大分子

APCI：非极性，小分子化合物（相对ESI而言）且有一定挥发性

3、流速兼容性

ESI：0.001到1ml/min

APCI：0.2到2ml/min

4、ESI的适用范围要远远大于APCI

APCI优点∶

1.利用所得到[M+1]+及[M-1]–进行分子量确认

2.源参数调整简单，容易使用

3.耐受性好，喷雾器及针的位置不关键

4.LC流速可达2.0ml/min

5.好的灵敏度

缺点：

1.有限的结构信息

2.易发生热裂解

3.低质量时化学噪声大

4.不适合做分子量大于1000的化合物

API-MS的特点是可以和液相色谱、毛细管电泳等分离手段联用，扩展了应用范围，包括药物代谢、临床和法医学、环境分析、食品检验、组合化学、有机化学的应用等；

基质辅助激光解吸电离

MatriX AssistedLaser Desorption Ionization （MALDI），中文一般译为基质辅助激光解吸附质谱技术，其基本原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体，当用激光照射晶体时，由于基质分子经辐射所吸收的能量，导致能量蓄积并迅速产热，从而使基质晶体升华，致使基质和分析物膨胀并进入气相。MALDAI所产生的质谱图多为单电荷离子，因而质谱图中的离子与多肽和蛋白质的质量有一一对应关系。MALDI产生的离子常用飞行时间检测器（Time-of-Flight，TOF）来检测质量数，因此合称 MALDI-TOF，适合对蛋白质、多肽、核酸和多糖等生物大分子的研究。

分
该帖子已被版主-happy爱米粒加5积分，加2经验;加分理由:很好的学习资料

相关话题

阿怪

第1楼2012/08/06

楼主成长的真快！

0

dark_wzy

第2楼2012/08/07

楼主勤奋刻苦啊！！学习了！

0

齐天小羿

第3楼2012/08/08

谢谢！还望以后多多指教啊，都是些简单的东西，主要还是仪器的构造等，应用方面的我就更不了解了。
dark_wzy(dark_wzy) 发表:楼主勤奋刻苦啊！！学习了！

0

assx17

第4楼2012/08/14

膜拜，刚学质谱，学习了

0

wangy2006

第5楼2012/08/15

很清楚详细，谢谢楼主分享！

0

erge

第6楼2012/11/07

还有FAB呢？

0

ccc636

第7楼2012/11/27

不错啊，深入了ESI和APCI的区别，上了一课啊

0

lukashoo

第8楼2013/02/06

谢谢楼主。完善了一些知识点

0

yzulcl

第9楼2013/02/16

应助达人

很好的总结。

APCI 的原理稍改一下：不是电弧放电，是电晕放电，电弧放电是要尽一切可能避免发生的。

从 APCI 的名字可以看出与 CI 的类似性。只不过两点不同：一是离子化反应区域的压力不同，一是反应离子的来源不同。

2

Insm_5c2c5df2

第10楼2020/08/04

知道的好多，谢谢

0

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