质谱离子源

在质谱学的早期研究中,涉及的样品一般都是无机物,检测目的包括测定原子量,

同位素丰度、元素成分测定等。为了满足这些要求,使用的离子源主要包括电感耦合等离子体(ICP)、微波等离子体炬(MPT)和其他微波诱导等离子体(MIP)、电弧、火花、辉光放电等。,并且几乎所有可用于原子发射光谱的激发源都是可用的。质谱的检测对象主要是有机物和生物活性物质,需要一些特殊的电离源(相对于AES激发源)。这些电离源可分为四类,即电子轰击电离(EI)、化学电离(CI)、解吸电离(DI)和喷雾电离(SI),如下表所示。除EI外,每个电离源都能同时获得大量的正离子和负离子,分子离子的种类与电离过程中的介质或基质有关。例如,CI可以产生(M H)、(NH4)、(Ag)和(Cl)等离子体作为分子离子,也可以产生类似的碎片离子。

质谱电离源常用电离试剂用于有机物分析的表面电离源适用于样品电子电离(EI)电子气态样品化学电离(CI)气体离子气态样品解吸电离(DI)光子、高能粒子固体样品喷雾电离(SI)高能电场热溶液电离源产生的不同离子可以相互反应,使电离结果更加丰富复杂。比如在EI的作用下可以产生大量的离子,内能大的离子在与中性分子(比如he)碰撞时可以自发裂解产生更多的碎片离子。这种离子-分子反应一般很难完成,往往会得到很多离子的碎片,而留下一些母离子。但是,这可以通过增加离子的内能(如调整碰撞时间、EI能量和中性粒子数等)来促进。)

离子-分子反应完成;相反,如果离子的内能降低,则有可能获得稳定的离子而不是离子的碎片。与EI相比,CI、DI、SI都是软电离源。在激光和基质的辅助下,DI甚至可以电离难挥发、热不稳定的固体化合物,得到相对完整的分子离子。SI的出现解决了生物大分子的采样问题,为质谱在生命科学领域的应用,特别是蛋白质、DNA等大分子生物活性物质的测定提供了一种非常方便有效的手段。它的作用也引起了全世界的关注,因为它的创始人获得了2002年的诺贝尔化学奖。考察电离源的性能,常用的参数有信号强度、背景信号强度、电离效率和内能控制能力。