182离子源类型与离子形成过程概要课件

*第十八章

质谱分析18.2.1电子轰击电离源18.2.2化学电离源18.2.3快原子轰击源18.2.4电喷雾离子源18.2.5大气压化学电离源18.2.6激光解吸源18.2.7场电离源第二节离子源类型与离子形成过程Massspectrometry，MSTypesofionizationandprocessofionsformed

*第十八章

质谱分析18.2.1电子轰击电离源第二节*18.2.1电子轰击离子源ElectronIonization(EI)源应用最广，标准谱图。++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrum(M-R1)+*18.2.1电子轰击离子源ElectronIoniz***EI源的特点：电离效率高，灵敏度高；应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的；稳定，操作方便，电子流强度可精密控制；结构简单，控温方便。EI源：可变的离子化能量

(10～240eV)

对于易电离的物质降低电子能量，而对于难电离的物质则加大电子能量（常用70eV）。电子能量电子能量分子离子增加碎片离子增加*EI源的特点：电离效率高，灵敏度高；EI源：可变的离子化*18.2.2化学电离源（ChemicalIonization，CI）

离子室内的反应气（甲烷等；10～100Pa，样品的103～105倍），电子（100～240eV）轰击，产生离子，再与试样分子碰撞，产生准分子离子。特点：最强峰为准分子离子；谱图简单；不适用难挥发试样；得到的是非标准谱图。++气体分子试样分子+准分子离子电子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;*18.2.2化学电离源（ChemicalIonizat*化学电离源反应过程：

CH4+e→CH4+·+2eCH4+·→CH3++H·

CH4+和CH3+很快与大量存在的CH4分子起反应，即

CH4+·+CH4→CH5++CH3·CH3++CH4→C2H5++H2

CH5+和C2H5+不与中性甲烷进一步反应，与试样分子(XH)

CH5++XH→XH•CH5+→XH2+

•CH4M+17C2H5+＋XH→XH•

C2H5+→X+

•C2H6M+29化学电离法可以大大简化质谱，若采用酸性比CH5+更弱的C4H9+（异丁烷）、NH4+（氨）的试剂离子则可更进一步简化。

*化学电离源反应过程：*化学电离源（CI）与电子轰击电离源(EI)质谱图对比*化学电离源*18.2.3

快原子电离源（FAB）a.氩气离子，加速、碰撞，电荷和能量转移高能原子束。b.高能粒子打在置于涂有非挥发性底物靶上样品分子使其电离。

不加热气化，特别适合于分子量大、难挥发或热稳定性差的样品分析，例如肽类、低聚糖、天然抗生素。有较强的准分子离子峰和较丰富的碎片离子信息。

*18.2.3快原子电离源（FAB）a.氩气离子，加速*快原子电离源（FAB）质谱图*快原子电离源（FAB）质谱图*18.2.4电喷雾电离源（ESI）软电离方式，易形成多电荷离子[M+nH]n+。

特别适合于分析极性强热稳定性差的大分子，如蛋白质、肽、糖等。液相色谱-质谱联用接口。*18.2.4电喷雾电离源（ESI）软电离方式，易*电喷雾电离源（ESI）：LC-MS结构流程*电喷雾电离源（ESI）：LC-MS结构流程*电喷雾电离电喷雾产生多电荷离子，相对分子质量Mr计算：选相邻峰，电荷n，n+1m1=(Mr+n)/2m2=(Mr+n+1)/(n+1)计算结果如表。不适用于非极性化合物*电喷雾电离电喷雾产生多电荷离子，计算结果如表。*大分子量蛋白质的质谱图

分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，在一般质谱仪可以分析的范围之内。

*大分子量蛋白质的质谱图分子量为10000Da的分子若***电喷雾电离-多电荷离子*电喷雾电离*18.2.5

大气压化学电离源（APCI）

APCI是ESI的补充。APCI主要产生单电荷离子，分析的化合物分子量一般小于1000。碎片离子很少，主要是准分子离子。

针电极高压放电，空气中某些中性分子电离，产生H3O+，N2+，O2+

和O+

等，离子与样品分子发生离子-分子反应，使样品分子离子化。应用于液相色谱-质谱联用。*18.2.5大气压化学电离源（APCI）APCI*18.2.6激光解吸电离源（LD）得到的主要是分子离子，准分子离子。碎片离子和多电荷离子较少。常用的基质：2，5二羟基苯甲酸、芥子酸、烟酸、α-氰基-4-羟基肉桂酸等。

分析样品置于涂有基质的样品靶上；基质分子吸收激光能，与样品分子一起蒸发并使样品分子电离。属于软电离技术，用于分析生物大分子，如肽、蛋白质、核酸等。

*18.2.6激光解吸电离源（LD）得到的主要是分*18.2.7场电离源（FI）与场解吸源（FD）电压：7-10kV；d<1mm；强电场将分子中拉出一个电子；分子离子峰强；碎片离子峰少；不适合化合物结构鉴定；阳极+++++++++++++阴极d<1mm*18.2.7场电离源（FI）与场解吸源（FD）电压：7-*场电离源（FI）与电子轰击电离源(EI)质谱图对比*场电离源*场解吸源(FD)化学电离源(CI)电子轰击电离源(EI)质谱图对比*场解吸源(FD)*主要离子源特点对比*主要离子源特点对比*

内容选择：结束18.1基本原理与质谱仪结构18.2离子源类型与离子形成过程

18.3质量分析器的类型与原理

18.4质谱联用技术

18.5质谱中的各种离子

18.6有机化合物质谱图

18.7

EI质谱图解析*内容选择：结束18.1基本原理与质谱仪结构*第十八章

质谱分析18.2.1电子轰击电离源18.2.2化学电离源18.2.3快原子轰击源18.2.4电喷雾离子源18.2.5大气压化学电离源18.2.6激光解吸源18.2.7场电离源第二节离子源类型与离子形成过程Massspectrometry，MSTypesofionizationandprocessofionsformed

*第十八章

质谱分析18.2.1电子轰击电离源第二节*18.2.1电子轰击离子源ElectronIonization(EI)源应用最广，标准谱图。++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrum(M-R1)+*18.2.1电子轰击离子源ElectronIoniz***EI源的特点：电离效率高，灵敏度高；应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的；稳定，操作方便，电子流强度可精密控制；结构简单，控温方便。EI源：可变的离子化能量

(10～240eV)

对于易电离的物质降低电子能量，而对于难电离的物质则加大电子能量（常用70eV）。电子能量电子能量分子离子增加碎片离子增加*EI源的特点：电离效率高，灵敏度高；EI源：可变的离子化*18.2.2化学电离源（ChemicalIonization，CI）

离子室内的反应气（甲烷等；10～100Pa，样品的103～105倍），电子（100～240eV）轰击，产生离子，再与试样分子碰撞，产生准分子离子。特点：最强峰为准分子离子；谱图简单；不适用难挥发试样；得到的是非标准谱图。++气体分子试样分子+准分子离子电子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;*18.2.2化学电离源（ChemicalIonizat*化学电离源反应过程：

CH4+e→CH4+·+2eCH4+·→CH3++H·

CH4+和CH3+很快与大量存在的CH4分子起反应，即

CH4+·+CH4→CH5++CH3·CH3++CH4→C2H5++H2

CH5+和C2H5+不与中性甲烷进一步反应，与试样分子(XH)

CH5++XH→XH•CH5+→XH2+

•CH4M+17C2H5+＋XH→XH•

C2H5+→X+

•C2H6M+29化学电离法可以大大简化质谱，若采用酸性比CH5+更弱的C4H9+（异丁烷）、NH4+（氨）的试剂离子则可更进一步简化。

*化学电离源反应过程：*化学电离源（CI）与电子轰击电离源(EI)质谱图对比*化学电离源*18.2.3

快原子电离源（FAB）a.氩气离子，加速、碰撞，电荷和能量转移高能原子束。b.高能粒子打在置于涂有非挥发性底物靶上样品分子使其电离。

不加热气化，特别适合于分子量大、难挥发或热稳定性差的样品分析，例如肽类、低聚糖、天然抗生素。有较强的准分子离子峰和较丰富的碎片离子信息。

*18.2.3快原子电离源（FAB）a.氩气离子，加速*快原子电离源（FAB）质谱图*快原子电离源（FAB）质谱图*18.2.4电喷雾电离源（ESI）软电离方式，易形成多电荷离子[M+nH]n+。

特别适合于分析极性强热稳定性差的大分子，如蛋白质、肽、糖等。液相色谱-质谱联用接口。*18.2.4电喷雾电离源（ESI）软电离方式，易*电喷雾电离源（ESI）：LC-MS结构流程*电喷雾电离源（ESI）：LC-MS结构流程*电喷雾电离电喷雾产生多电荷离子，相对分子质量Mr计算：选相邻峰，电荷n，n+1m1=(Mr+n)/2m2=(Mr+n+1)/(n+1)计算结果如表。不适用于非极性化合物*电喷雾电离电喷雾产生多电荷离子，计算结果如表。*大分子量蛋白质的质谱图

分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，在一般质谱仪可以分析的范围之内。

*大分子量蛋白质的质谱图分子量为10000Da的分子若***电喷雾电离-多电荷离子*电喷雾电离*18.2.5

大气压化学电离源（APCI）

APCI是ESI的补充。APCI主要产生单电荷离子，分析的化合物分子量一般小于1000。碎片离子很少，主要是准分子离子。

针电极高压放电，空气中某些中性分子电离，产生H3O+，N2+，O2+

和O+

等，离子与样品分子发生离子-分子反应，使样品分子离子化。应用于液相色谱-质谱联用。*18.2.5大气压化学电离源（APCI）APCI*18.2.6激光解吸电离源（LD）得到的主要是分子离子，准分子离子。碎