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在發(fā)展中求生存,不斷完善,以良好信譽和科學的管理促進企業(yè)迅速發(fā)展同一臺質(zhì)譜儀可以配幾種不同的離子源如電子轟擊電離源(EI)和化學電離源(CI)。通常GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀會配電子轟擊電離源(EI)和化學電離源(CI),樣品在離子源中電離成離子,比較常用的離子源有與GC串聯(lián)的電子轟擊電離源(EI)和化學電離源(CI),與LC串聯(lián)質(zhì)譜常用電噴霧離子化(ESI)、大氣壓化學電離(APCI)、大氣壓光電離(APPI),以及基質(zhì)輔助光解吸離子化(MALDI)等等。
電離方式和離子源
電轟擊電離(EI):一定能量的電子直接作用于樣品分子,使其電離,且效率高,有助于質(zhì)譜儀獲得高靈敏度和高分辨率。有機化合物電離能為10eV左右,50-100eV時,大多數(shù)分子電離界面最大。70eV能量時,得到豐富的指紋圖譜,靈敏度接近最大。適當降低電離能,可得到較強的分子離子信號,某些情況有助于定性。
化學電離(CI):電子轟擊的缺陷是分子離子信號變得很弱,甚至檢測不到?;瘜W電離引入大量試劑氣,使樣品分子與電離離子不直接作用,利用活性反應離子實現(xiàn)電離,其反應熱效應可能較低,使分子離子的碎裂少于電子轟擊電離。商用質(zhì)譜儀一般采用組合EI/CI離子源。試劑氣一般采用甲烷氣,也有N2,CO,Ar或混合氣等。試劑氣的分壓不同會使反應離子的強度發(fā)生變化,所以一般源壓為0.5-1.0Torr。
大氣壓化學電離(APCI):在大氣壓下,化學電離反應速率更大,效率更高,能夠產(chǎn)生豐富的離子。通過一定手段將大氣壓力下產(chǎn)生的離子轉移至高真空處(質(zhì)量分析器中)。早期為Ni63輻射電離離子源,另一種設計是電暈放電電離,允許載氣流速達9L/S。需要采取減少源壁吸附和溶劑分子干擾。
二次離子質(zhì)譜(FAB/LSIMS):在材料分析上,人們利用高能量初級粒子轟擊表面(涂有樣品的金屬鈀),再對由此產(chǎn)生的二次離子進行質(zhì)譜分析。主要有快原子轟擊(FAB)和液體二次離子質(zhì)譜(LSIMS)兩種電離技術,分別采用原子束和離子束作為高能量初級粒子。一般采用液體基質(zhì)負載樣品(如甘油、硫甘油、間硝基芐醇、二乙醇胺、三乙醇胺或一定比例混合基質(zhì)等)。主要原理是分子質(zhì)子化形成MH+離子,其中有些反應會形成干擾。
等離子解析質(zhì)譜(PDMS):采用放射性同位素(如Cf252)的核裂變碎片作為初級粒子轟擊樣品,將金屬箔(鋁或鎳)涂上樣品從背面轟擊,傳遞能量使樣品解析電離。電離能大大高于FAB/LSIMS,可分析多肽和蛋白質(zhì)。
激光解吸/電離(MALDI):波長為1250-775的真空紫外光輻射產(chǎn)生光致電離和解吸作用,獲得分子離子和有結構信息的碎片,適于結構復雜、不易氣化的大分子,并引入輔助基質(zhì)減少過分碎裂。一般采用固體基質(zhì),基質(zhì)樣品比為10000/1。根據(jù)分析目的不同使用不同的基質(zhì)和波長。
采用EI則比較困難對其進行較為準確的定性,此時就需要用到CI源這種軟電離的離子化方式,通過獲得分子離子信息進而推斷化合物的結構,對定性非常有用,此外一些化合物采用CI分析可以獲得更高靈敏度。
CI源離子化室的氣密性比EI源好,以保證通入離子源的反應時間有足夠壓力。
一個是電子源,一個是化學源,針對的分子量不同,CI分析的分子量會大一些,當然兩個源分析的原理也不同!兩種的電離方式不同。EI源是電子轟擊使樣品帶電,結構會打得比較碎。CI是通過反應氣與樣品發(fā)生反應從而電離,一般分子離子保留得比較好。
EI源主要由電離室(離子盒)、燈絲、離子聚焦透鏡和一對磁極組成。燈絲發(fā)射電子,經(jīng)聚焦并在磁場作用下穿過離子余弦定理到達收集極。此時進入離子化室的樣品分子在一定能量電子的作用下發(fā)生電離,離子被聚焦、加速聚焦成離子束進入質(zhì)量分析器。
CI離子源的結構和EI源相似,也是由電離室(離子盒)、燈絲、離子聚焦透鏡和一對磁極組成。主要區(qū)別是離子化室的氣密性比EI源好,以保證通入離子源的反應時間有足夠壓力。
CI和EI一樣,燈絲發(fā)射的電子使中性分子電離,不同的是樣品和反應試劑一起進入離子化室,反應所濃度高于樣品濃度,首先電離的是反應試劑中性分子,由于壓力較高,發(fā)生離子-分子反應,產(chǎn)生各種活性反應離子,這些離子與樣品分子再發(fā)生離子-分子反應,實現(xiàn)樣品分子電離。常用的反應氣試劑有甲烷、異丁烷、氨氣等。
相對于EI源來說,CI源需要額外的甲烷、異丁烷等反應劑氣體在離子源內(nèi)電離,與目標化合物發(fā)生分子-離子反應,傳統(tǒng)的離子源都是獨立的EI源和CI源,需要更換離子化模式時就需要卸除真空進行硬件的更換,更換過程以及真空系統(tǒng)的穩(wěn)定需要很長的時間,這就給實驗工作帶來非常大的不便,雙源EI/CI復合離子源,保證EI源靈敏度不受影響的前提下輕松實現(xiàn)一個離子源EI和CI兩種離子化模式無縫切換,滿足客戶在不同領域的定性分析和定量分析。
節(jié)約大量時間,提升實驗效率:離子化模式切換時無需卸真空,無需換離子源,
基于分子量的相似度檢索,加強鑒定結果準確性 :通過CI模式獲得分子離子峰確定目標化合物分子量,再通過比對EI模式獲得相似度檢索的定性結果加強鑒定的準確性。
保證高靈敏度,與獨立離子源具有相同的定性定量效果
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