waters-2008 MS_2_API基本原理

1、2008 Waters Corporation2008 Waters Corporation 2 大氣壓電離原理簡介大氣壓電離原理簡介 電噴霧電噴霧(Electrospray,ESI)機(jī)理機(jī)理影響被分析物響應(yīng)的因素影響被分析物響應(yīng)的因素 多電荷離子多電荷離子 大氣壓化學(xué)電離大氣壓化學(xué)電離(APcI) 離子化后的過程離子化后的過程2008 Waters Corporation 3 離子化過程發(fā)生在大氣壓下離子化過程發(fā)生在大氣壓下 與在真空下的電離有本質(zhì)的不同與在真空下的電離有本質(zhì)的不同,例如例如,EI電子電子轟擊離子源轟擊離子源 API 技術(shù)技術(shù)ESI -電噴霧離子源電噴霧離子源APCI - 大

2、氣壓化學(xué)電離源大氣壓化學(xué)電離源2008 Waters Corporation 4 ESI 和和APCI 共同點(diǎn)共同點(diǎn):使用高電壓元件和充氣噴霧法產(chǎn)生氣相離子使用高電壓元件和充氣噴霧法產(chǎn)生氣相離子通常產(chǎn)生通常產(chǎn)生 (M+H)+ 或或 (M-H)- 等準(zhǔn)分子離子等準(zhǔn)分子離子產(chǎn)生極少的碎片，但可以控制產(chǎn)生結(jié)構(gòu)碎片產(chǎn)生極少的碎片，但可以控制產(chǎn)生結(jié)構(gòu)碎片非常靈敏的技術(shù)非常靈敏的技術(shù)2008 Waters Corporation 5 ESI 和和 APCI 不同點(diǎn)不同點(diǎn): 生成離子方式不同生成離子方式不同o ESI - 液相離子化液相離子化o APCI - 氣相離子化氣相離子化 樣品兼容性樣品兼容性o E

3、SI - 極性化合物和生物大分子極性化合物和生物大分子o APCI - 非極性非極性, 小分子化合物小分子化合物 (相對于用相對于用 ESI電離的電離的化合物而言化合物而言) 且有一定的揮發(fā)性且有一定的揮發(fā)性 流速兼容性流速兼容性o ESI - 0.001 到到 1 mL/mino APCI - 0.2 到到 2 mL/min2008 Waters Corporation 6探頭可清洗擋板排氣口排氣襯墊 渦輪分子泵機(jī)械泵霧化器氣樣品質(zhì)量分析器脫溶劑氣取樣錐孔 萃取錐孔隔離閥 離子源RF透鏡2008 Waters Corporation 7 電噴霧離子化分為三個過程電噴霧離子化分為三個過程:形成

4、帶電小液滴形成帶電小液滴溶劑蒸發(fā)和小液滴碎裂溶劑蒸發(fā)和小液滴碎裂最終形成氣相離子最終形成氣相離子2008 Waters Corporation 8LCFlow+2-4kV氧化還原反應(yīng)2008 Waters Corporation 9 在在ESI高壓電極處施以正的高電壓高壓電極處施以正的高電壓, 小液滴從毛細(xì)管高速噴出而帶有過小液滴從毛細(xì)管高速噴出而帶有過量的正電荷量的正電荷. 從而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)：通過溶劑組分氧化而去掉負(fù)離子從而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)：通過溶劑組分氧化而去掉負(fù)離子 (reaction 1) 或通過毛細(xì)管自身的氧化而增加正離子或通過毛細(xì)管自身的氧化而增加正離子 (reaction 2).

5、J 4OH_(aq) O2 (g) + 2H2O + 4e_ (1)J Mo(s) M2+(aq) + 2e_ (2) 同樣，當(dāng)在同樣，當(dāng)在ESI高壓電極處施以負(fù)的高電壓，高壓電極處施以負(fù)的高電壓， 小液滴從毛細(xì)管高速噴小液滴從毛細(xì)管高速噴出而帶有過量的負(fù)電荷出而帶有過量的負(fù)電荷2008 Waters Corporation 10+溶劑蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)液滴非均勻液滴非均勻碎裂碎裂+.2008 Waters Corporation 11AH+對于半徑對于半徑 10nm的的液滴液滴 ,電荷的排斥作電荷的排斥作用導(dǎo)致離子從液滴用導(dǎo)致離子從液滴表面蒸發(fā)而不是液表面蒸發(fā)而不是液滴的分裂滴的分裂. 離子從溶液

6、中轉(zhuǎn)移離子從溶液中轉(zhuǎn)移至氣相至氣相 AH+AH+AH+AH+X-AAH+X-AH+AH+AAH+AH+AH+X-AH+AH+AH+X-AH+AH+AAH+X-AH+r PA (S)2008 Waters Corporation 31 溶劑溶劑 PA (kcal/mol) 溶劑溶劑 PA (kcal/mol) HCl 140 i-PrOH192n-Hexane AH+的質(zhì)量的質(zhì)量溶劑溶劑被分析物離子被分析物離子2008 Waters Corporation 42 問題問題簇離子會降低所要檢測的被分析物質(zhì)量處的信號簇離子會降低所要檢測的被分析物質(zhì)量處的信號 簇離子會增加背景信號簇離子會增加背景信號 解決方法解決方法加熱加熱一級真空區(qū)一級真空區(qū) ( (離子源區(qū)離子源區(qū)) ) 以阻止簇離子的生成以阻止簇離子的生成, ,使不帶溶劑使不帶溶劑的樣品離子被檢測的樣品離子被檢測2008 Waters Corporation 43 在通過加熱的離子源區(qū)以后在通過加熱的離子源區(qū)以后,樣品離子在靜電場作用下通過萃取錐樣品離子在靜電場作用下通過萃取錐孔孔 通過萃