LC-MS中常用的离子源
ESI电喷雾电离
电离原理:
带有被测物离子的流动相流经雾化器喷雾针,在雾化针尖端发生雾化,使液滴表面富集带同种电荷的离子,内部相反电荷聚集,形成带电的液滴喷雾。
由于高压电极将雾化器的喷雾针环绕,与传输毛细管进样口之间电压不同,因此在两者之间产生一个电场,液滴在电场作用下飞向传输毛细管。
加热的氮气干燥器(反吹气)从与离子运行相反的方向吹出,带走液滴中中性的溶剂分子,使得液滴表面开始收缩,液滴开始变小,当液滴内部的静电排斥力超过液滴的表面张力时,发生库伦爆炸,大的液滴变成小的液滴。
这个过程不断重复,知道待测分析物离子最终变为气态进入毛细管被检测。
ESI是目前液质联用中使用最多的电离方式,它属于浓度敏感型离子化技术,灵敏度随样本浓度升高而提高。适合分析中等极性到极性的有机小分子,此外,由于其具有产生多电荷离子的特性,使得其也适合生物大分子的分析,比如蛋白质,多肽的分析。
APCI大气压化学电离
电离原理:
加热的气体将溶剂蒸发,电晕针放电将溶剂电离,带电的溶剂分子与分析物发生分子离子反应,将电荷转移给分析物,形成分析物离子被检测。
APCI一般只产生单电荷离子,且电离过程需要在高温环境下进行。适合分析中等极性到弱极性的,热稳定的化合物。
在APCI分析中,样品溶液借助于高温(约500度)雾化器的作用进行气化,此时溶剂和溶质均成为蒸汽。然后气化的样品分子经化学电离生成气相离子。因此,APCI不适合分析热不稳定的或难于气化的极性化合物。
在ESI分析中,如样品具有酸、碱性,则样品分子在溶液中可去质子生成阴离子或接受质子成为阳离子,或者与Na+,COOH-等形成加合物离子。小分子极性较低的化合物,如醇和醚类,其质子亲和力低,不宜在溶液中形成质子化的离子或去质子化生离子不适合ESI分析。
ESI和APCI在一定范围内是互补的,ESI 的软电离程度较APCI 的还小,但其应用范围较APCI 的大,只有少部分ESI 做不出的,可以用APCI 辅助解决问题,但是APCI还是不能解决所有ESI 解决不了的问题。
在实验中要根据实际情况选择合适的电离源。