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質譜的離子源

在早期的質譜研究中,涉及的樣品壹般為無機物,檢測目的包括測定原子量、

同位素豐度、確定元素組成等。針對這些要求,需要采用的離子源主要包括電感耦合等離子體(ICP)、微波等離子體炬(MPT)和其他微波誘導等離子體(MIP)、電弧、火花、輝光放電等,幾乎能夠用於原子發射光譜的激發源都可用。 質譜的檢測對象主要是有機物和生命活性物質,需要用到壹些比較特殊(相對於AES 激發源)的電離源。這些電離源可分為 4 類,即電子轟擊電離(EI)、化學電離(CI)、解吸電離(DI)、噴霧電離(SI),如下表所示。除 EI 外,每種電離源都能夠同時得到大量的正離子和負離子,而且分子離子的種類跟離子化過程中的媒介(medium)或基體(matrix)有關。比如,CI 能夠產生(M H) 、(M NH4) 、(M Ag) 、(M Cl)-等離子作為分子離子,也能夠產生類似的碎片離子。

常見的用於有機物分析的質譜電離源表 電離源 離子化試劑 適宜樣品 電子電離(EI) 電子 氣態樣品 化學電離(CI) 氣體離子 氣態樣品 解吸電離(DI) 光子,高能粒子 固態樣品 噴霧電離(SI) 高能電場 熱溶液 電離源產生的不同離子之間能夠互相反應,使得電離的結果更加豐富而復雜。比如在EI的作用下能夠產生大量的離子,內能較大的離子在與中性分子(如He)碰撞時能夠自發裂解產生更多的碎片離子。這種離子-分子反應壹般很難進行完全,往往在得到許多碎片離子的同時還保留著部分母體離子,不過,通過增加離子內能(如調節碰撞時間,EI能量和中性粒子數量等),可以促使這

種離子-分子的反應進行完全;反之,如果降低離子內能,則可能得到穩定的該離子而不是該離子的碎片。相對 EI 而言,CI,DI 和 SI 都是軟電離源。借助激光和基體輔助,DI甚至能夠對沈積在某個表面的難揮發、熱不穩定的固體化合物進行瞬間離子化,得到比較完整的分子離子。SI的出現解決了生物大分子的進樣問題,給質譜法在生命科學領域的應用,尤其是大分子生命活性物質如蛋白質、DNA 等的測定提供了非常便捷有效的手段,其作用也因其創立者獲得 2002 年的諾貝爾化學獎而分外受到世人矚目。考察電離源的性能,壹般需要用到的參數有信號強度、背景信號強度、電離效率、內能控制能力。

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