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实验分析仪器--表面解吸常压化学电离源结构原理及特点

深蓝

2023/01/29

气质联用（GCMS）

1.基本原理

表面解吸常压化学电离源（surface desorption atmospheric pressure chemical ionization ，DAPCI）又可写成 SDAPCI，其以APCI工作原理为基础，通过电晕放电的方式将试剂（如水、乙酸等）分子电离，生成初级试剂离子［H₃O⁺，H₂O⁺^.，（H₂O）H₂O⁺^.，（H₂O）nH₃O⁺等］。初级试剂离子作用于承载粉末、颗粒、液态等样品的玻璃或聚四氟乙烯等材质的平面上，将样品中待测分子解吸并发生分子-离子反应，使待测分子电离。根据待测样品分子的不同， DAPCI也有不同的工作形式，对于有一定挥发性易于解吸的样品分子，可以使用空气作为初级离子试剂［图1（a）］；相对难于解吸的小分子，可以通过使用辅助试剂产生初级试剂离子，增强离子源解吸能力［图1（b）］；对于样品量较少的样品，可以采用微量取样的方式进行分析［图1（c）］；对于较难解吸的大分子，可以使用液体辅助的 DAPCI进行分析［图1（d）］。不管哪种形式的 DAPCI，其主要经过三个过程：

图1 表面解吸常压化学电离示意图

（a）无需气体，液体辅助，通过放电针电放电直接检测复杂待测表面的装置示意图；

（b）通过气体为离子源增加辅助试剂的装置示意图；

（c）通过微量取样针，检测极微量样品的装置示意图；

（d）液体辅助DAPCIN装置示意图

①放电针电晕放电产生初级离子；

②待测物分子从样品表面被解吸出来；

③待测物分子与初级离子在电晕放电的迁移区域内发生分子-离子反应，进行能量的转移和电荷的交换，从而完成对待测物分子的电离。

2.技术分类

DAPCI是以电晕放电为基础的，通过初级试剂离子对样品中待测分子进行解吸电离的二维离子化技术。

3.技术特点

DAPCI在复杂样品的直接电离质谱分析中，具有如下特点：

①由于电放电能产生比ESI更多的初级离子 DAPCI就有较高的离子化效率和灵敏度；

②可以无需载气，可以检测粉末样品；

③便于与小型质谱仪联用；

④可以无需有毒化学试剂，对样品表面无污染；

⑤由于初级离子产生密度较高，对弱极性和非极性物质的检测能力也较高；

⑥可以通过选择不同的辅助试剂，来提高分析的选择性；

⑦可以在常压下产生自由基阳离子作为初级试剂离子，对于气相中分子离子反应的研究具有重要意义；⑧可以应用于样品表面的质谱成像研究；

⑨上述各种形式的 DAPCI源，均可非常方便地与各种常见的质谱仪进行联用，如四极杆、离子阱、飞行时间和轨道阱质谱仪等。

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