Question

几种常见离子源的原理和特点

Answer 1

①电子轰击源（EI）
EI的优点：重现性好，常用做标准图谱；灵敏度高，碎片多，质谱图复杂，可获得有关分子结构的信息大
EI的缺点：EI离子化方式能量高，不易获得分子离子峰，故不利于确定分子量；不适合难挥发、热不稳定化合物的分析
②化学电离法（CI）：化学电离法是通过离子-分子反应来进行，而不是用强电子束进行电离
CI的优点：软电离方式，MH+强度大，易确定分子量和定量分析；-C键不易开裂，易获得官能团的信息。
CI的缺点：重现性差，一般不用制作标准图谱；不适合难挥发、热不稳定化合物的分析
③快原子轰击离子源（FAB）
FAB的优点：软电离方式，易获得分子量的信息；过程无需加热气化，适合难挥发、热不稳定化合物的分析。
FAB的缺点：重现性差，一般不用制作标准图谱；灵敏度低。

最常用的离子源五种离子源为电子轰击源（EI）、化学电离源（CI）、电喷雾电离源（ESI）、大气压化学电离源（APCI）和基质辅助激光解吸电离源（MALDI）。

电子轰击源（EI）：EI源是用在气相色谱质谱上的，是一种“硬电离”。EI源主要由电离室（离子盒）、灯丝、离子聚焦透镜和一对磁极组成。其主要的工作原理是灯丝发射出具备70eV能量的电子，经聚焦并在磁场作用下穿过离子化室到达收集极。此时进入离子化室的样品分子在一定能量电子的作用下发生电离，内能较大的离子在与中性分子（如He）碰撞时能够自发裂解产生更多的碎片离子。所有的离子被聚焦、加速聚焦成离子束进入质谱分析器。

电喷雾电离源（ESI）：ESI源一般是用于液相色谱质谱联用仪器中，这种电离方式基本不产生碎片峰，故称为软电离。其主要的工作原理是：包裹着样品的溶剂进入电喷雾探头，通过加着高压的毛细管，高电压使得液体表面带上电荷，溶剂被周围加热的氮气气化从而挥发，随着溶剂蒸发，溶剂表面的库伦排斥力越来越大，引起液滴爆炸，最后生成单个离子进入质量分析器。

大气压化学电离源（APCI）：APCI是介于ESI和EI源之间的一种离子源，主要应用于液相色谱质谱联用仪中，其也是产生(M+H)+或(M-H)-等准分子离子峰，几乎不产生碎片。其主要的工作原理是：样品流经热喷雾器，加热器辅助样品分子快速蒸发。电晕针持续放电使得源内O2或N2分子电离，O2或N2离子将电荷转移给溶剂分子，溶剂离子将电荷转移给目标分子，最终目标离子进入质量分析器。