电喷雾离子源esi的原理
ESI源
电喷雾电离源（ESI源）原理：电喷雾电离源（ESI）作为一种常用的大气压电离源，是基于采用静电场来产生带电液滴，然后通过离子蒸发将被测物离子送入质谱分析的机理，实现被测样品分析的目的。
通过采用强静电场（3-4KV），形成高密度荷电雾状小液滴，在逆向N2气流的作用下，液滴溶剂蒸发，表面积缩小，液滴表面的电荷密度不断增加，直至产生的库伦斥力与液滴本身的表面张力达到瑞利限度（Rayleigh light），液滴裂解形成更小的带电液滴，经过多次的溶剂挥发-雾状液滴裂解后，产生单个的样品气相离子，并以单电荷或多电荷的离子形式经离子光学传输系统聚焦传输后进入质量分析器。
作为一种软电离技术，ESI源能直接分析溶液样品，而不需要像电子轰击、化学电离等常规电离技术存在着对分析样品的加热气化过程，适用于难挥发或热不稳定的化合物。
在过去的几十年间，ESI源已经发展成为一种通用的质谱技术，涵盖的分析应用领域极其广泛，可以分析不挥发和热不稳定的化合物、分子质量范围从10u的小分子到分子量超过106u的生物大分子。
结构：ESI源结构简单，主要由大气压离子化室和离子聚焦透镜构成。
雾化口由双层同心管组成，外层通氮气作为喷雾气体，内层输送流动相机样品溶液，管的材质通常为不锈钢。
雾化口与相距约1cm左右的接地电极之间施加3-4KV的高压，被分析样品溶液从毛细管流出时在高电场及雾化气体的作用下形成高密度电荷的雾状小液滴，在加热氮气的作用下，液滴中的溶剂快速蒸发，直到表面电荷增大到库伦斥力大于表面张力后，小液滴裂解形成更小的子液滴，子液滴中溶剂继续蒸发并再次裂解，此过程循环往复，直至将分析物离子也液态变化成气相状态，在高电场及真空梯度的作用下经传输毛细管进入聚焦传输装置聚焦传输后进入质量分析器分析检测。
但是在其发展的过程中出现过多种接口，代表着发展的各个阶段及技术上的各自特点。
电喷雾电离：在雾化口（喷口）与相距约1cm左右的接地电极之间施加3-4KV的高电压形成强的静电场，此高电压是起关键的离子化条件，ESI接口也因此而得名，早期的接口仅靠此高电压产生喷雾液滴，并进一步分散完成离子化过程，没有使用辅助气体。
APCI源和ESI源的区别
我们在液质连用中最常用的两种接口方式就是APCI源和ESI源,欢迎大家就两种源的应用原理、使用范围，在制作标准曲线时，线性范围的大小、峰的响应大小的比较等问题展开讨论！！！！APCI 和ESI 都是API源中两种离子化方法：1）原理上：APCI利用电晕放电离子化，气相离子化。
ESI利用离子蒸发，液相离子化。
2）适用范围：APCI 使用于中等极性，小分子化合物，且具有一定的挥发性。
而ESI 使用于极性化合物和生物大分子。
3）多电荷：APCI不能生成一系列多电荷离子，所以不适合分析大分子。
ESI 能生成一系列多电荷离子，特别适用于蛋白，多肽类等生物分子。
ESI主要用于极性、大分子有机物，APCI一般用于弱极性、小分子有机物。
ESI易形成多电荷离子，因而可测大分子。
APCI主要产生单电荷离子，限于四极杆的质量分析范围，一般测定分子量低于1000的有机物。
还有一种APPI源，可用于弱极性分子的离子化。
ES I除与四极杆、离子阱匹配外，也可配合TOF、FTICR用于生物大分子的研究。
APCI应用范围较窄，常见如某些环境污染物检测、甘油三酯检测等，一定程度上互补了ESI的应用。
ESI的优点与缺点(1) 优点1.分子量确认2,适合于挥发及不挥发的溶质3.适合于离子化及极性的溶质4.好的灵敏度5.高分子量测定6.适合于毛细管色谱(2)缺点1.相对较低的LC流速。
2.在溶液中必须离子化。
3.在高盐条件下会发生离子抑制。
4.产生加和离子影响结果。
5.有限的结构信息。
补充一点：APCI要求的进样量比ESI大。
ESI在工作时要求流速越低灵敏度越高，主要原因是高流速不适合脱溶剂，ESI的电离假设是库仑爆炸的模式，如果流速过高，会有抑制。
所以在做大分子的时候，还有采用nano-ESI源，流速可以降低到nL级。
APCI要求较高流速才可以有更好的离子化效果，如果流速过低电晕针放电无法电离出足够的电子或者质子与样品分子发生反应（印象里是这样，不对的地方请指正），导致灵敏度降低。
液相质谱-电喷雾离子源(ESI)的五大常见问题
液质联用技术是目前最常用的一种分析检测仪器，今天小编通过问答形式，详细介绍一下液质联用中的ESI离子源技术，透过原理，解答您在分析过程中的常见的疑惑。
一、ESI电喷雾离子源的基本原理是什么？图1. 三重串联四极杆质谱构造图我们通过分解的方式来窥探一下ESI产生离子化的基本过程液相色谱作为进样系统和分离系统：待分析物通过液相色谱系统在色谱柱上得到分离，被流动相带入电喷雾针。
图2. ESI电喷雾离子源构造图●电喷雾针：电喷雾针为套管式结构，中空管道，如上图，中间为流动相通道，两侧翼为雾化气通道，电喷雾针中的喷雾气，形成喷雾压力，流动相液体随喷雾气，被压入大气压气化腔室（见图1）形成喷雾。
●电场梯度：在喷雾针、和离子锥孔处的反电极之间形成电场梯度，液滴在此处形成正离子或负离子，正负离子形成与化合物的性质相关。
●脱溶剂气：被加热的逆向的反吹气，与液滴发生热量交换，使得带电液滴脱溶剂化，库伦爆炸在此过程中反复进行，最终形成裸露的气相离子，通过离子传输组件，进入四极杆质量过滤器中。
●加热鞘气（辅助脱溶剂化）：加热的鞘气，在喷针的两端，和喷针平行处，其作用，一个是热量交换，使得带电液滴气化，另外一个目的是实现离子聚焦，防止离子的逃逸。
二、质谱中的各种“气”和各种“电压”，您了解吗？反吹气（又名气帘气或者脱溶剂气）：反吹气，和气帘气，脱溶剂气其实是不同的名称，从锥孔（或者毛细管）出来的加热气，运动轨迹和离子运行轨迹相反，所以有的叫它”反吹气”，又因为这种加热的气体，对于进入离子通道前的带电液滴，与之进行热量交换，起到了脱溶剂化的效果，又被称为“脱溶剂气”，在与离子传输相反的道路上，它形成了一道像窗帘一样，阻隔了中性分子进入离子通道的路线，降低了本底干扰，所以也被称为”气帘气”。
⏹喷雾气：我们可以看到，雾化气在喷雾针平行的方向上，其主要作用在于形成喷雾压力，使得经过喷针的液流，形成细小的雾滴（此过程带电和雾化同时进行）。
ESI源的工作原理AB
ESI源的工作原理AB
溶剂（通常为极性，易挥发溶剂）中的样品从不锈钢毛细管进入离子源中，毛细管尖端与电极板间保持极高的电势，由此产生高达5Kv/cm的电场。
当溶液从毛细管喷出时，形成带电小液滴的气溶胶，气溶胶的液滴随溶剂的不断蒸发而缩小，带点样品离子之间的距离不断缩小，产生库伦爆炸，使样品离子进入质量分析器中
由此可见：
（1）、样品的沸点要高于溶剂（流动相）沸点，不然无法进入分析器中进行分析；
（2）、缓冲液中只能使用易挥发的添加剂，通常使用甲酸、甲酸铵、乙酸、乙酸铵、氨水。
ESI即电喷雾离子源。
属于一种软电离源，能使大质量的有机分子生成带多电荷的离子，通常认为电喷雾可以用两种机制来解释。
一般来讲，电喷雾方法适合使溶液中的分子带电而离子化。
离子蒸发机制是主要的电喷雾过程，但对质量大的分子化合物，带电残基的机制也会起相当重要的作用。
电喷雾也可测定中性分子，它是利用溶液中带电的阳离子或阴离子吸附在中性分子的极性基团上而产生分子离子。
(完整版)电喷雾质谱
电喷雾电离质谱（电喷雾部分）的简介ESI—MS的大概结构电喷雾质谱主要有两部分组成, 电喷雾部分和质谱仪部分。
电喷雾部分可以提供一种相对简单的方式, 使非挥发性溶液相的离子转入到气相；而质谱仪部分则可以提供一种灵敏的、直接的检验。
ESI的基本原理ESI 是一种离子化技术，它将溶液中的离子转变为气相离子而进行MS分析.电喷雾过程可简单描述为：：样品溶液在电场及辅助气流的作用下喷成雾状带电液滴，挥发性溶液在高温下逐渐蒸发，液滴表面的电荷体密度随半径减少而增加，当达到雷利极限时，液滴发生库伦爆破现象，产生更小的带电微滴。
上述过程不断反复，最终实现样品的离子化.由于这一过程即没有直接的外界能量作用于分子，因此对分子结构破坏较少，是一种典型的“软电离"方式。
ESI过程ESI过程中大致可以分为液滴的形成、去溶剂化、气相离子的形成3 个阶段。
液滴的形成和雾化样品溶液通过雾化器进入喷雾室，这时雾化气体通过围绕喷雾针的同轴套管进入喷雾室, 由于雾化气体强的剪切力及喷雾室上筛网电极与端板上的强电压（2~6 kV) ,将样品溶液拉出，并将其碎裂成小液滴.随着小液滴的分散, 由于静电引力的作用, 一种极性的离子倾向于移到液滴表面，结果样品被载运并分散成带电荷的更微小液滴。
液滴的形成及电喷雾过程如图2 所示.去溶剂化和离子的形成进入喷雾室内的液滴, 由于加热的干燥气—氮气的逆流使溶剂不断蒸发，液滴的直径随之变小,并形成一个“突出”使表面电荷密度增加。
当达到Rayleigh（雷利）极限时, 电荷间的库仑排斥力足以抵消液滴表面张力时, 液滴发生爆裂, 即库仑爆炸，产生了更细小的带电液滴, 离子的形成如图3所示。
优点：1.电喷雾可以提供一个相对简单的方式使非挥发性溶液相离子（具有高的离子化效率，对蛋白质而言接近100％）转入到气相(主要用来产生分子离子)，从而质谱仪便可提供一个灵敏的直接检测。
2. 电喷雾质谱不但可以用于无机物( 如元素周期表中的大部分元素）的检测分析, 还可以用来分析有机金属离子复合物以及生物大分子的检测分析。
电喷雾技术（ESI）在核酸测定中的应用,邱圣祺,PB10206019
电喷雾技术（ESI）在核酸测定中的应用,邱圣祺,PB10206019电喷雾技术（ESI）在核酸测定中的应用在构成复杂生物体的细胞的生命活动中，各种生物大分子起到了极其重要的作用。
其中，DNA与RNA是细胞内的信息传递以及细胞的复制增殖中无可替代的核心物质。
为了测定它们的具体结构与组成，从而进一步详细研究它们发挥作用的过程，就需要运用质谱分析的手段。
但是，由于DNA与RNA分子的分子量大，结构复杂，传统的质谱技术难以获得关于他们的准确信息。
近年来，随着ESI、MALDI等新的软电离技术的发展和普及，使直接获得结构复杂大分子的质谱信息变得可能，这大大推进了质谱技术在核酸测定领域中的应用。
本文将主要介绍ESI在核酸测定中的应用。
ESI，即电喷雾电离，其原理是在毛细管的出口处施以3至5千伏特高压，使流出液体变为细小的带电液体微粒，随着溶剂蒸发，液滴逐渐减小，表面电荷强度则逐渐增大，当电荷问排斥力克服表面张力时液滴发生裂分，成为带多个电荷的离子，经过这样反复溶剂挥发一液滴裂分的过程，最后产生单个的单电荷或多电荷离子，从而被质谱检测到。
生物大分子电喷雾离子化的特点是产生多电荷离子而不是碎片离子，使质荷比降低到多数质量分析仪器都可以检测的m／z范围，因而大大扩展了分子量的分析范围，离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出。
ESI的优势在于可以方便地与各种分离技术联用，如LC-MS，CE-MS等。
单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，其在人群中发生几率超过1％，人类基因组DNA序列90％多态性是由SNP 造成的。
SNP位点处等位基因频率的测定往往需要对成千上万个样本进行分析，工作量非常巨大，因此急需一些高通量、低成本的SNP分型技术，以满足需求。
生物质谱技术正好符合上述需求，特别是准确性方面，由于它检测的是寡核苷酸本身的一个物理性质一分子量，而不像其他检测方法是通过间接的方式(如荧光的强度、荧光的极化、寡核苷酸的迁移率等)来检测。
LCMS(ESI)的基本原理及应用
D r y i n g g a s : 3 5 0 癈 , 1 2 l / m i n
2 . 9 6 4 507.1 485.1
4 0 0 6 0 0 8 0 0
150.12.
1 0 0 0
液滴产生噪音更大的谱图
适合电喷雾的样品
含杂原子的样品 通过引入可接受一个电荷的化合物 在溶液中是多电荷的样品 在溶液中是离子的化合物 适用于热喷雾的样品
质谱常用术语
1、分子离子(molecular ion) 自由基（radical）离子M•+。很活泼，易碎裂而产生广义的碎片离子 2、准分子离子(quasi-moleculanr ion) 由软电离技术产生的质子或其他阳离子加合离子以及去质子化或其他阴 离子加合离子。 3、碎片离子(fragment ion) 电离后具有过剩内能的分子离子能以多种方式裂解生成碎片离子。 4、多电荷离子(multiply-charged ion) 5、同位素离子(isotopic ion)
ESI的电离模式的选择原则
ESI(+)： - 适应于碱性样品，含有仲氨或叔氨基时可优先考虑 - 适合酸性系统： 容易加合质子
ESI(-)： - 适应于酸性样品，含氯、含溴和多个羟基时可尝试使用 - 在 碱性系统 中：易失去质子 对于本身 离子流较弱的样品建议 - 在酸性系统中做ESI(+)
ESI正、负离子模式常见离子:
正离子模式：
［M+H］+
［M+ Na］+ ［M+K］+ ［M+NH4］+ ［2 M+H］+
［M+1］+
［M+23］+ ［M+39］+ ［2M+18］+ ［2M+1］+
gcms离子源的种类
gcms离子源的种类
GC-MS离子源的主要种类有以下几种：
1. 电子轰击（Electron Impact, EI）离子源：通过电子轰击样品
分子，使其发生电离，生成离子。
EI离子源广泛应用于有机
物分析，具有高灵敏度和选择性。
2. 化学电离（Chemical Ionization, CI）离子源：在EI离子源中，通过引入化学反应气体（如甲烷、氨）与样品分子反应，生成化学离子。
CI离子源常用于分析不易发生电子轰击的化
合物（如高沸点化合物）。
3. 电喷雾（Electrospray Ionization, ESI）离子源：将液体样品
通过电喷雾产生细小的液滴，通过剧烈的蒸发和电离过程，使液滴内的溶剂挥发，分子发生电离。
ESI离子源适用于生物分
析和高分子化合物分析。
4. 大气压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI）离子源：类似于ESI离子源，但离子化的过程在大气
压下进行。
APCI离子源主要用于分析高沸点或非挥发性的化
合物。
5. 感应耦合离子源（Inductively Coupled Plasma, ICP）离子源：利用高频电场产生的等离子体，将样品分子离子化。
ICP离子
源主要用于元素分析，具有高灵敏度和多元素分析能力。
以上是常用的GC-MS离子源种类，每种离子源都有其适用的分析范围和特点。
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电喷雾离子源esi的原理
电喷雾离子源(ESI)是一种常用的质谱技术，它基于溶液中分子的电离过程，并采用高电压电场将离子喷射入质谱仪中进行分析。
在ESI中，溶液被加入到两个带有针尖的喷嘴中，一个是母离子喷嘴，一个是雾化气体喷嘴。
高电压电场被应用于母离子喷嘴，使得溶液中的分子带有电荷，并在喷嘴顶部形成一个电流。
同时，雾化气体被喷射进入喷嘴，产生一个雾化的云。
这个云中的分子与带电的母离子相互作用，使得分子带有相同的电荷，形成多荷离子。
经过一系列的处理和筛选，多荷离子被收集并注入到质谱仪中进行分析。
ESI的优点是能够直接分析溶液中的化合物，且灵敏度高、分辨率好。
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