waters-2008 MS_2_API基本原理

1、2008 Waters Corporation2008 Waters Corporation 2 大气压电离原理简介大气压电离原理简介 电喷雾电喷雾(Electrospray,ESI)机理机理影响被分析物响应的因素影响被分析物响应的因素 多电荷离子多电荷离子 大气压化学电离大气压化学电离(APcI) 离子化后的过程离子化后的过程2008 Waters Corporation 3 离子化过程发生在大气压下离子化过程发生在大气压下 与在真空下的电离有本质的不同与在真空下的电离有本质的不同,例如例如,EI电子电子轰击离子源轰击离子源 API 技术技术ESI -电喷雾离子源电喷雾离子源APCI - 大

2、气压化学电离源大气压化学电离源2008 Waters Corporation 4 ESI 和和APCI 共同点共同点:使用高电压元件和充气喷雾法产生气相离子使用高电压元件和充气喷雾法产生气相离子通常产生通常产生 (M+H)+ 或或 (M-H)- 等准分子离子等准分子离子产生极少的碎片，但可以控制产生结构碎片产生极少的碎片，但可以控制产生结构碎片非常灵敏的技术非常灵敏的技术2008 Waters Corporation 5 ESI 和和 APCI 不同点不同点: 生成离子方式不同生成离子方式不同o ESI - 液相离子化液相离子化o APCI - 气相离子化气相离子化 样品兼容性样品兼容性o E

3、SI - 极性化合物和生物大分子极性化合物和生物大分子o APCI - 非极性非极性, 小分子化合物小分子化合物 (相对于用相对于用 ESI电离的电离的化合物而言化合物而言) 且有一定的挥发性且有一定的挥发性 流速兼容性流速兼容性o ESI - 0.001 到到 1 mL/mino APCI - 0.2 到到 2 mL/min2008 Waters Corporation 6探头可清洗挡板排气口排气衬垫 涡轮分子泵机械泵雾化器气样品质量分析器脱溶剂气取样锥孔 萃取锥孔隔离阀 离子源RF透镜2008 Waters Corporation 7 电喷雾离子化分为三个过程电喷雾离子化分为三个过程:形成

4、带电小液滴形成带电小液滴溶剂蒸发和小液滴碎裂溶剂蒸发和小液滴碎裂最终形成气相离子最终形成气相离子2008 Waters Corporation 8LCFlow+2-4kV氧化还原反应2008 Waters Corporation 9 在在ESI高压电极处施以正的高电压高压电极处施以正的高电压, 小液滴从毛细管高速喷出而带有过小液滴从毛细管高速喷出而带有过量的正电荷量的正电荷. 从而产生电化学反应：通过溶剂组分氧化而去掉负离子从而产生电化学反应：通过溶剂组分氧化而去掉负离子 (reaction 1) 或通过毛细管自身的氧化而增加正离子或通过毛细管自身的氧化而增加正离子 (reaction 2).

5、J 4OH_(aq) O2 (g) + 2H2O + 4e_ (1)J Mo(s) M2+(aq) + 2e_ (2) 同样，当在同样，当在ESI高压电极处施以负的高电压，高压电极处施以负的高电压， 小液滴从毛细管高速喷小液滴从毛细管高速喷出而带有过量的负电荷出而带有过量的负电荷2008 Waters Corporation 10+溶剂蒸发溶剂蒸发液滴非均匀液滴非均匀碎裂碎裂+.2008 Waters Corporation 11AH+对于半径对于半径 10nm的的液滴液滴 ,电荷的排斥作电荷的排斥作用导致离子从液滴用导致离子从液滴表面蒸发而不是液表面蒸发而不是液滴的分裂滴的分裂. 离子从溶液

6、中转移离子从溶液中转移至气相至气相 AH+AH+AH+AH+X-AAH+X-AH+AH+AAH+AH+AH+X-AH+AH+AH+X-AH+AH+AAH+X-AH+r PA (S)2008 Waters Corporation 31 溶剂溶剂 PA (kcal/mol) 溶剂溶剂 PA (kcal/mol) HCl 140 i-PrOH192n-Hexane AH+的质量的质量溶剂溶剂被分析物离子被分析物离子2008 Waters Corporation 42 问题问题簇离子会降低所要检测的被分析物质量处的信号簇离子会降低所要检测的被分析物质量处的信号 簇离子会增加背景信号簇离子会增加背景信号 解决方法解决方法加热加热一级真空区一级真空区 ( (离子源区离子源区) ) 以阻止簇离子的生成以阻止簇离子的生成, ,使不带溶剂使不带溶剂的样品离子被检测的样品离子被检测2008 Waters Corporation 43 在通过加热的离子源区以后在通过加热的离子源区以后,样品离子在静电场作用下通过萃取锥样品离子在静电场作用下通过萃取锥孔孔 通过萃