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实验分析仪器--有机质谱仪电喷雾电离源结构原理及特点

气质联用(GCMS)

  • 1.基本原理

    一般认为当细小的雾滴从毛细管喷射出来时,就从毛细管口的高强电场中获得了大量的电荷,由于受电荷之间库仑力的作用,这些电荷均匀地分布在液滴的表面。当液滴被干燥去溶时,液滴体积逐渐减小,于是单位表面积上的电荷急剧增加,使得液滴不稳定而进行分裂,产生更细小的液滴。如果对新产生的液滴继续去溶,则将继续这种过程,直到产生稳定的单分子多电荷离子为止。为适应大流量样品需求,一般会使用雾化气(气动辅助雾化气)辅助雾化,电喷雾电离源(electrospray ionization,ESI)见图1,而没有使用雾化气的小流量电喷雾也常被称为纳升电喷雾(nano-ESI)。



    图1 电喷雾装置示意图

    2.技术分类

    电喷雾电离是以电场作用为主的一种电离方法,待电离样品直接引入电场中形成离子。

    3.技术特点

    电喷雾作为一种工业技术,很久以前就已用于工业生产,比如在工业上很早就开始用电喷雾来给汽车等上漆。当液体高速地从喷嘴喷射出来时,能够形成非常细小的带电液滴,如果提供的能量足够高时,还可以使液滴干燥去溶,进而形成气态分子离子。在ESI中,一般还利用切向的热气流来去溶,有时候也用多种方法进行联合去溶,能够得到更好的去溶效果。如果在酸性溶液中,一般形成(M+nH)n+形式的多电荷阳离子;反之,如果具备去质子的条件,则形成(M-nH)n-多电荷离子。在大分子中,这种电荷数量可以多达100以上,这种多电荷离子的形成大大降低了大分子的质荷比,并且根据峰的位置和相邻峰之间的间隔可以计算出分子的精确质量,非常有利于生物大分子的检测。因此,电喷雾在生命物质的结构分析中特别有意义。由于具有非常好的去溶、电离效率,使得ESI具有非同寻常的灵敏度,一般检出限在amol(10-18mol)数量级。另外电喷雾在小分子分析中常能生成单电荷准分子离子,在用质谱-质谱分析混合物时,各组分的准分子离子经过碰撞(CID)得到二级质谱信息,其对结构鉴定也具有重要意义
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