液質(zhì)聯(lián)用儀常用的離子源有哪些類型？
更新時(shí)間：2021-01-22
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液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，簡(jiǎn)稱液質(zhì)聯(lián)用儀(LC/MS或LC/MS/MS)，常用離子源從大的分類來說，主要有大氣壓離子源（以下簡(jiǎn)稱API）、基質(zhì)輔助激光解析電離源（以下簡(jiǎn)稱MALDI）和快原子轟擊源（以下簡(jiǎn)稱FAB）三種電離方式。
1、大氣壓離子源（API） ：
包括大氣壓電噴霧電離ESI、大氣壓化學(xué)電離APCI、大氣壓光電離APPI
包括大氣壓電噴霧電離ESI、大氣壓化學(xué)電離APCI、大氣壓光電離APPI
1）大氣壓電噴霧電離ESI
在ESI中，離子的形成是被測(cè)分子在帶電液滴的不斷收縮過程中噴射出來的，即離子化是在液態(tài)下完成的。經(jīng)液相色譜分離的樣品溶液流入離子源。在N2流下汽化后進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，強(qiáng)電場(chǎng)形成的庫侖力使小液滴樣品離子化，借助于逆流加熱N2分子離子顆粒表面液體進(jìn)一步蒸發(fā)，使分子離子相互排斥形成微小分子離子顆粒如圖所示。這些離子可能是單電荷或多電荷，這取決于所得的帶有正、負(fù)電荷的分子中酸性或堿性基團(tuán)的體積和數(shù)量。多電荷離子峰的形成使質(zhì)量范圍為3000u的四極桿濾過器質(zhì)譜儀也能檢測(cè)到生物大分子的準(zhǔn)確分子量。
ESI的優(yōu)點(diǎn)：
可生成高度帶電的離子而不發(fā)生碎裂，這樣可將質(zhì)荷比降低到各種不同類型的質(zhì)量分析儀都能檢測(cè)的程度。通過檢測(cè)帶電狀態(tài)，可計(jì)算離子的真實(shí)分子量。同時(shí)，解析分子離子的同位素峰也可確定帶電數(shù)和分子量，因同位素峰間的質(zhì)荷比差與帶電數(shù)相對(duì)應(yīng)。優(yōu)勢(shì)是可方便地與分離技術(shù)聯(lián)用。
ESI的缺點(diǎn)：
ESI的主要缺點(diǎn)是它只能接受非常小的液體流量（1-10μl/min），這一缺點(diǎn)已被1987年研制出來的離子噴霧接口（ISP）所克服（離子噴霧接口是一種借助氣動(dòng)的電噴霧接口，它可適應(yīng)較高的流速）。
2）大氣壓化學(xué)電離APCI
APCI技術(shù)與傳統(tǒng)的化學(xué)電離接口不同，它并不采用諸如甲烷一類的反應(yīng)氣體，而是借助電暈放電啟動(dòng)一系列氣相反應(yīng)以完成離子化過程，就其原理，它也可被稱為放電電離或等離子電離。從液相色譜流出的樣品溶液進(jìn)入一具有霧化氣套管的毛細(xì)管，被氮?dú)饬黛F化，通過加熱管時(shí)被氣化。在加熱管端進(jìn)行電暈放電，溶劑分子被電離，充當(dāng)反應(yīng)氣，與樣品氣態(tài)分子碰撞，經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)過程，樣品分子生成準(zhǔn)分子離子，準(zhǔn)分子離子也能以負(fù)離子模式生成準(zhǔn)分子離子，主要應(yīng)用于具有強(qiáng)的電子親和力的化合物。樣品分子的準(zhǔn)分子離子經(jīng)篩選狹縫，進(jìn)入質(zhì)譜計(jì)。
3）大氣壓光電離APPI
APPI是一種被分析物在氣相中吸收由真空-紫外發(fā)出的電子（10eV或10.6eV）后放出電子而離子化的過程，APPI使用較少。APPI是直接將待測(cè)物電離，比較適合非極性或弱極性化合物的分析。
APCI&APPI的優(yōu)點(diǎn)：
適用于低極性化合物離子化；寬度動(dòng)態(tài)范圍（4-5個(gè)數(shù)量級(jí)）；質(zhì)量敏感，可耐受高緩沖液濃度
APCI&APPI的缺點(diǎn)：
化合物熱穩(wěn)定性低（高130-150℃），易揮發(fā)，需要摻雜劑
2、基質(zhì)輔助激光解析電離源（MALDI）
在一個(gè)微小的區(qū)域內(nèi)，在極短的時(shí)間間隔(ns數(shù)量級(jí))中，激光對(duì)靶上待分析物質(zhì)提供高強(qiáng)度脈沖式能量，使其在瞬間完成解吸和電離，且不產(chǎn)生熱分解。MALDI是一種直接氣化并離子化非揮發(fā)性樣品的質(zhì)譜離子化方式，但是其離子化機(jī)理尚不清楚，存在兩種可能性：離子在固態(tài)時(shí)已形成，激光照射時(shí)只是簡(jiǎn)單的釋出；或是由激光引發(fā)的離子-分子反應(yīng)產(chǎn)生的。
MALDI的優(yōu)點(diǎn)：
可電離一些較難電離的樣品(特別是生物大分子)，得到完整的電離產(chǎn)物，且無明顯碎片；單電荷分子離子峰占多數(shù)，質(zhì)譜圖較簡(jiǎn)單，適合多組分樣品的分析；適用范圍廣，能耐受一定程度的鹽和緩沖液；對(duì)樣品處理的要求不嚴(yán)格，甚至可以直接分析未處理過的生物樣品，從而簡(jiǎn)化繁瑣的制樣過程；靈敏度高。
MALDI的缺點(diǎn)：
然而在有機(jī)小分子、煙草煙氣化學(xué)成分定性定量分析方面則應(yīng)用較少。
3、快原子轟擊源（FAB）
用加速的中性原子（快原子）撞擊以甘油（底物）調(diào)和后涂在金屬表面的有機(jī)化合物（“靶面”），導(dǎo)致這些有機(jī)化合物電離的方法稱之為快原子轟擊（FAB）。以電子轟擊氣壓約為100Pa的中性氣體（氬或氦），產(chǎn)生的惰性氣體離子經(jīng)聚焦和加速后撞擊靶面導(dǎo)致分析物的離子化稱作離子轟擊作用。在此基礎(chǔ)上將氬離子還原為中性原子，再以加速的中性原子撞擊“靶面”即為快原子轟擊。分析物經(jīng)中性原子的撞擊獲取足夠的動(dòng)能以離子或中性分子的形式由靶面逸出，進(jìn)入氣相。產(chǎn)生的離子一般是準(zhǔn)分子離子。
FAB的優(yōu)點(diǎn)：
對(duì)熱不穩(wěn)定、難以汽化的化合物的分析有獨(dú)到的長(zhǎng)處。尤其是它對(duì)肽類和蛋白質(zhì)分析的有效性，在電噴霧接口出現(xiàn)前是其他接口無法相比的。FAB在肽類和蛋白質(zhì)分析方面有大量的報(bào)道和成功的蛋白質(zhì)分析實(shí)例，顯示出在此領(lǐng)域內(nèi)很強(qiáng)的實(shí)用性。
FAB的缺點(diǎn)：
只能在低流量下工作（<5μl/min），嚴(yán)重限制了液相柱的分離效果。流動(dòng)相中含有的1%-5%的甘油會(huì)使離子源很快變臟。液體通過石英毛細(xì)管時(shí)容易造成堵塞。此外，由于它的特殊的制樣方法，F(xiàn)AB的一個(gè)很大的問題是混合物樣品中共存物質(zhì)的干擾，它們常常會(huì)抑制分析物的離子化，造成靈敏度下降甚至根本沒有信號(hào)產(chǎn)生。
