儀器分析課件 18.2 離子源類型與離子形成過程

第十八章

質(zhì)譜分析18.2.1電子轟擊電離源18.2.2化學(xué)電離源18.2.3快原子轟擊源18.2.4電噴霧離子源18.2.5大氣壓化學(xué)電離源18.2.6激光解吸源18.2.7場電離源第二節(jié)離子源類型與離子形成過程Massspectrometry，MSTypesofionizationandprocessofionsformed

2023/6/2318.2.1電子轟擊離子源ElectronIonization(EI)源應(yīng)用最廣，標(biāo)準(zhǔn)譜圖。++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrum(M-R1)+2023/6/232023/6/23EI源的特點：電離效率高，靈敏度高；應(yīng)用最廣，標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖基本都是采用EI源得到的；穩(wěn)定，操作方便，電子流強度可精密控制；結(jié)構(gòu)簡單，控溫方便。EI源：可變的離子化能量

(10～240eV)。

對于易電離的物質(zhì)降低電子能量，而對于難電離的物質(zhì)則加大電子能量（常用70eV

）。電子能量電子能量分子離子增加碎片離子增加2023/6/2318.2.2化學(xué)電離源（Chemical

Ionization，CI）

離子室內(nèi)的反應(yīng)氣（甲烷等；10～100Pa，樣品的103～105倍），電子（100～240eV）轟擊，產(chǎn)生離子，再與試樣分子碰撞，產(chǎn)生準(zhǔn)分子離子。特點：最強峰為準(zhǔn)分子離子；譜圖簡單；不適用難揮發(fā)試樣；得到的是非標(biāo)準(zhǔn)譜圖。++氣體分子試樣分子+準(zhǔn)分子離子電子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;2023/6/23化學(xué)電離源反應(yīng)過程：

CH4+e→CH4+·+2eCH4+·→CH3++H·

CH4+·和CH3+很快與大量存在的CH4分子起反應(yīng)，即

CH4+·+CH4→CH5++CH3·CH3++CH4→C2H5++H2

CH5+和C2H5+不與中性甲烷進(jìn)一步反應(yīng)，與試樣分子(XH)

CH5++XH→XH·CH5+→XH2+

·CH4M+17C2H5+＋XH→XH·

C2H5+→X+

·C2H6M+29

化學(xué)電離法可以大大簡化質(zhì)譜，若采用酸性比CH5+更弱的C4H9+（異丁烷）、NH4+（氨）的試劑離子，則可更進(jìn)一步簡化。

2023/6/23化學(xué)電離源（CI）與電子轟擊電離源(EI)質(zhì)譜圖對比2023/6/2318.2.3

快原子電離源（FAB）a.氬氣離子，加速、碰撞，電荷和能量轉(zhuǎn)移高能原子束。b.高能粒子打在置于涂有非揮發(fā)性底物靶上樣品分子使其電離。

不加熱氣化，特別適合于分子量大、難揮發(fā)或熱穩(wěn)定性差的樣品分析，例如肽類、低聚糖、天然抗生素。有較強的準(zhǔn)分子離子峰和較豐富的碎片離子信息。

2023/6/23快原子電離源（FAB）質(zhì)譜圖2023/6/2318.2.4電噴霧電離源（ESI）軟電離方式，易形成多電荷離子[M+nH]n+。

特別適合于分析極性強、熱穩(wěn)定性差的大分子，如蛋白質(zhì)、肽、糖等。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用接口。2023/6/23電噴霧電離源（ESI）：LC-MS結(jié)構(gòu)流程2023/6/23電噴霧電離電噴霧產(chǎn)生多電荷離子，相對分子質(zhì)量M計算：選相鄰峰，電荷n，n+1m1=(M+n)/2m2=(M+n+1)/(n+1)計算結(jié)果如表。不適用于非極性化合物2023/6/23大分子蛋白質(zhì)的質(zhì)譜圖

相對分子質(zhì)量量為10000的分子若帶有10個電荷，則其質(zhì)荷比只有1000，在一般質(zhì)譜儀可以分析的范圍之內(nèi)。

2023/6/232023/6/23電噴霧電離-多電荷離子2023/6/2318.2.5

大氣壓化學(xué)電離源（APCI）

APCI是ESI的補充。APCI主要產(chǎn)生單電荷離子，分析的化合物相對分子質(zhì)量一般小于1000。碎片離子很少，主要是準(zhǔn)分子離子。

針電極高壓放電，空氣中某些中性分子電離，產(chǎn)生H3O+，N2+，O2+

和O+

等，離子與樣品分子發(fā)生離子-分子反應(yīng)，使樣品分子離子化。應(yīng)用于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用。2023/6/2318.2.6激光解吸電離源（LD）得到的主要是分子離子，準(zhǔn)分子離子。碎片離子和多電荷離子較少。常用的基質(zhì)：2,5—二羥基苯甲酸、芥子酸、煙酸、α-氰基-4-羥基肉桂酸等。

分析樣品置于涂有基質(zhì)的樣品靶上；基質(zhì)分子吸收激光能，與樣品分子一起蒸發(fā)并使樣品分子電離。屬于軟電離技術(shù)，用于分析生物大分子，如肽、蛋白質(zhì)、核酸等。

2023/6/2318.2.7場電離源（FI）與場解吸源（FD）電壓：7～10kV；d<1mm；強電場將分子中拉出一個電子；分子離子峰強；碎片離子峰少；不適合化合物結(jié)構(gòu)鑒定。陽極+++++++++++++陰極d<1mm2023/6/23場電離源（FI）與電子轟擊電離源(EI)質(zhì)譜圖對比2023/6/23場解吸源(FD)化學(xué)電離源(CI)電子轟擊電離源(EI)質(zhì)譜圖對比2023/6/23主要離子源特點對比2023/6/23

內(nèi)容選擇：結(jié)束18.1基本原