隨著科研工作的不斷深入，科研工作者對于檢測手段的要求也越來越高，在科研工作中質譜的應用已經越來越普及。我們在處理樣品時會用到質譜儀中的一個重要組成部分—離子源，該怎么選擇離子源呢？

我們一起來看看離子源的分類、工作原理和優缺點。希望能對你選擇離子源有所幫助哦~

氣相質譜（GC/MS）

離子源

 對于氣相質譜（GS/MS）來說，主要有電子轟擊電離源（EI）、化學電離源（CI）、場致電離源（FI）及場解吸電離源（FD）。我們一起來了解一下：

1.電子轟擊離子源（EI）

EI源主要由電離室（離子盒）、燈絲、離子聚焦透鏡和一對磁極組成。燈絲發射電子，經聚焦并在磁場作用下穿過離子余弦定理到達收集極。此時進入離子化室的樣品分子在一定能量電子的作用下發生電離，離子被聚焦、加速聚焦成離子束進入質量分析器。

EI的優點：

非選擇性電離，只要樣品能氣化都能夠離子化；離子化效率高，靈敏度高；EI譜白日做提供豐富的結構信息，是化合物的“指紋譜”；有龐大的標準譜庫供檢索，譜圖是在70eV條件下獲得的，譜圖重復性好，被稱作經典的EI譜（是指譜圖中同位素峰的比例能反映構成該離子的天然同位素豐度分布規律。

EI的缺點：

樣品必須能氣化，不適于難揮發，熱不穩定的樣品；有的化合物在EI方式下分子離子不穩定易碎裂，得不到分子量信息，譜圖復雜解釋有一定困難；EI方式只能檢測正離子，不檢測負離子。

2.化學電離源（CI）

CI和EI一樣，燈絲發射的電子使中性分子電離，不同的是樣品和反應試劑一起進入離子化室，反應所濃度高于樣品濃度，首先電離的是反應試劑中性分子，由于壓力較高，發生離子-分子反應，產生各種活性反應離子，這些離子與樣品分子再發生離子-分子反應，實現樣品分子電離。常用的反應氣試劑有甲烷、異丁烷、氨氣等.

CI的優點：

CI不僅是獲得分子量信息的重要手段，還可通過控制反應，根據離子親和力和電負性選擇不同的反應試劑，用于不同化合物的選擇性檢測。

CI的缺點：

和EI一樣要樣品必須能氣化，不適于難揮發，熱不穩定的樣品；而且CI譜圖重現性不如EI，沒有標準譜庫。另外反應試劑易形成較高本低，影響檢測限。反應試劑的壓力需要摸索。

3.場致電離源/場解電離源（FI/FD）

由一個電極和一組聚焦透鏡組成，電壓高達幾千伏的電極形成一強電場，氣態的樣品被導入離子區，在強電場作用下使氣態分子的電子被拉出電離，形成的離子不會有過剩的能量，因此電子幾乎不再進一步裂解FD源，將樣品涂在長晶須的電極上，通過電流加熱使樣品吸解并在強電場作用下發生電離。

FI/FD的優點：

只有分子離子幾乎沒有碎片離子，而且沒有反應試劑形成的本底，譜圖比EI圖更為簡潔。適合于聚合物和同系物的分子量測定，尤其是烴類混合物中各類烴分子量測定。結合高分辨質譜能給出元素組成，從而獲得分子式，對化合物鑒定非常有利。

FI/FD的缺點：

和EI、CI一樣要樣品必須能氣化，不適于難揮發，熱不穩定的樣品。FD雖然可解決樣品不易氣化和熱不穩定問題，但FD源的發射絲需要活化成本較高，重現性較差；靈敏度差，別外高電壓易發生放電效應，操作難。同時四極桿和離子阱質譜是不能配置FI源。

液相質譜（LC/MS）

離子源

液相色譜質譜聯用儀，簡稱液質聯用儀(LC/MS或LC/MS/MS)，常用離子源從大的分類來說，主要有大氣壓離子源（以下簡稱API）、基質輔助激光解析電離源（以下簡稱MALDI）和快原子轟擊源（以下簡稱FAB）三種電離方式。下面咱們逐一來了解一下：

1.大氣壓離子源（API）

（包括大氣壓電噴霧電離ESI、大氣壓化學電離APCI、大氣壓光電離APPI）

大氣壓電噴霧電離ESI

在ESI中，離子的形成是被測分子在帶電液滴的不斷收縮過程中噴射出來的，即離子化是在液態下完成的。經液相色譜分離的樣品溶液流入離子源。在N2流下汽化后進入強電場區域，強電場形成的庫侖力使小液滴樣品離子化，借助于逆流加熱N2分子離子顆粒表面液體進一步蒸發，使分子離子相互排斥形成微小分子離子顆粒如圖所示。這些離子可能是單電荷或多電荷，這取決于所得的帶有正、負電荷的分子中酸性或堿性基團的體積和數量。多電荷離子峰的形成使質量范圍為3000u的四極桿濾過器質譜儀也能檢測到生物大分子的準確分子量。
   

ESI的優點：

可生成高度帶電的離子而不發生碎裂，這樣可將質荷比降低到各種不同類型的質量分析儀都能檢測的程度。通過檢測帶電狀態，可計算離子的真實分子量。同時，解析分子離子的同位素峰也可確定帶電數和分子量，因同位素峰間的質荷比差與帶電數相對應。最大優勢是可方便地與分離技術聯用。

ESI的缺點：

ESI的主要缺點是它只能接受非常小的液體流量（1-10μl/min），這一缺點已被1987年研制出來的離子噴霧接口（ISP）所克服（離子噴霧接口是一種借助氣動的電噴霧接口，它可適應較高的流速）。

大氣壓化學電離APCI

APCI技術與傳統的化學電離接口不同，它并不采用諸如甲烷一類的反應氣體，而是借助電暈放電啟動一系列氣相反應以完成離子化過程，就其原理，它也可被稱為放電電離或等離子電離。從液相色譜流出的樣品溶液進入一具有霧化氣套管的毛細管，被氮氣流霧化，通過加熱管時被氣化。在加熱管端進行電暈尖端放電，溶劑分子被電離，充當反應氣，與樣品氣態分子碰撞，經過復雜的反應過程，樣品分子生成準分子離子：

上式表示一種正離子模式的化學電離過程。R代表溶劑，M代表樣品分子，MH+為生成的準分子離子。如果溶劑比樣品堿性弱，則生成MRH+，都屬于準分子離子。準分子離子也能以負離子模式生成準分子離子，主要應用于具有強的電子親和力的化合物。樣品分子的準分子離子經篩選狹縫，進入質譜計。

大氣壓光電離APPI

APPI是一種被分析物在氣相中吸收由真空-紫外發出的電子（10eV或10.6eV）后放出電子而離子化的過程，APPI使用較少。APPI是直接將待測物電離，比較適合非極性或弱極性化合物的分析。

APCI&APPI的優點：

適用于低極性化合物離子化；寬度動態范圍（4-5個數量級）；質量敏感，可耐受高緩沖液濃度

APCI&APPI的缺點：

化合物熱穩定性低（最高130-150℃），易揮發，需要摻雜劑

2.基質輔助激光解析電離源（MALDI）

在一個微小的區域內，在極短的時間間隔 (ns數量級 )中，激光對靶上待分析物質提供高強度脈沖式能量，使其在瞬間完成解吸和電離，且不產生熱分解。MALDI是一種直接氣化并離子化非揮發性樣品的質譜離子化方式，但是其離子化機理尚不清楚，存在兩種可能性：離子在固態時已形成，激光照射時只是簡單的釋出；或是由激光引發的離子 -分子反應產生的。

MALDI的優點：

可電離一些較難電離的樣品 (特別是生物大分子 ) ，得到完整的電離產物，且無明顯碎片；單電荷分子離子峰占多數，質譜圖較簡單，適合多組分樣品的分析；適用范圍廣，能耐受一定程度的鹽和緩沖液；對樣品處理的要求不嚴格，甚至可以直接分析未處理過的生物樣品，從而簡化繁瑣的制樣過程；靈敏度高。

MALDI的缺點：

然而在有機小分子、煙草煙氣化學成分定性定量分析方面則應用較少。

3.快原子轟擊源（FAB）

 用加速的中性原子（快原子）撞擊以甘油（底物）調和后涂在金屬表面的有機化合物（“靶面”），導致這些有機化合物電離的方法稱之為快原子轟擊（FAB）。以電子轟擊氣壓約為100Pa的中性氣體（氬或氦），產生的惰性氣體離子經聚焦和加速后撞擊靶面導致分析物的離子化稱作離子轟擊作用。在此基礎上將氬離子還原為中性原子，再以加速的中性原子撞擊“靶面”即為快原子轟擊。分析物經中性原子的撞擊獲取足夠的動能以離子或中性分子的形式由靶面逸出，進入氣相。產生的離子一般是準分子離子。

FAB的優點：

對熱不穩定、難以汽化的化合物的分析有獨到的長處。尤其是它對肽類和蛋白質分析的有效性，在電噴霧接口出現前是其他接口無法相比的。FAB在肽類和蛋白質分析方面有大量的報道和成功的蛋白質分析實例，顯示出在此領域內很強的實用性。

FAB的缺點：

只能在低流量下工作（<5μl/min），嚴重限制了液相柱的分離效果。流動相中含有的1%-5%的甘油會使離子源很快變臟。液體通過石英毛細管時容易造成堵塞。此外，由于它的特殊的制樣方法，FAB的一個很大的問題是混合物樣品中共存物質的干擾，它們常常會抑制分析物的離子化，造成靈敏度下降甚至根本沒有信號產生。

素材源自互聯網,全球化工設備網整理,如有侵權請告之!