离子源
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离子源★★★→ 电子轰击源(EI)
离子源的作用是使样品电离为离子,离子源的种类比较多,这里介绍几种常用的。
这是应用最普遍、发展最成熟的一种电离方法。电子轰击源对样品进行离子化的过程是这样的:首先,将样品气化后送入电离室(要使固体和液体样品气化,采用的是在较短时间内加热到一定的温度的方法)。然后,在维持较高的真空度(1.3×10Pa)和温度的电离室中,从阴极发射的电子束被加速到一定能量,飞向样品分子。如果电子的能量大于分子的电离能,分子将失去电子而发生电离(M+e─→M+2e);如果电子的能量大于分子的电离能,则可以打断分子中的化学键,而产生各种各样的碎片。
☆优点:
①易于实现,所得质谱图的再现性好。
②含有较多的碎片离子信息,对于推测结构很有帮助。以后将要讲到的质谱解析就是基于EI产生的质谱图。
☆缺点:当样品分子稳定性不高时,分子离子峰的强度弱,甚至没有分子离子峰。当样品不能气化或遇热分解时,则更看不见分子离子峰。
离子源★★★→ 化学电离源(CI)
离子源的作用是使样品电离为离子,离子源的种类比较多,这里介绍几种常用的。
化学电离源的基本结构与电子轰击源相似。使用时,往离子源中送入反应气和气化的样品,由于反应气分子与样品分子相比是比较多的,所以反应气先被轰击电子电离成离子,然后反应气离子和样品分子发生反应,产生样品离子。以甲烷反应气为例,部分反应为:
CH + e ─→ CH + 2e
CH + CH─→ CH + CH
CH + M ─→ CH + MH
因此,质谱图上将看到样品的准分子离子峰MH。化学电离源常用的反应气有CH、
N、He、NH。
☆ CI谱的特点:
①准分子离子峰的强度高,便于由它推算分子量。其原因有两点:一是化学电离产生的准分子离子的过剩的能量低,不易再断裂;二是化学电离产生的准分子离子是偶电子离子,较电子轰击产生的分子离子(其为奇电子离子)稳定。
②碎片离子峰少,强度低。
可见,CI谱和EI谱构成较好的互补关系。
离子源★★★→ 场致电离源
离子源的作用是使样品电离为离子,离子源的种类比较多,这里介绍几种常用的。
采用强电场把阳极附近的样品分子的电子拉出去,形成离子。场致电离有两种技术:场电离(FI)和场解吸(FD),它们的区别在于:前者要求样品处于气态,后者则可将固体样品涂在电极上,不需气化而直接得以电离,因此,场解吸适合于难气化、热不稳定的样品,如肽类、有机酸盐、糖等。场电离由于其对样品的要求,而且灵敏度又低,应用逐渐减少。
☆场解吸所得质谱的特点:准分子离子峰强,碎片离子少。
离子源★★★→ 快速原子轰击源(FAB)
离子源的作用是使样品电离为离子,离子源的种类比较多,这里介绍几种常用的。
它是将样品调在基质中,用高动能的重原子,如Ar、He等,对其轰击,从而导致样品的蒸发和离解,因此,FAB法也适用于难气化或热不稳定样品的分析。
☆特点:快速原子轰击也是一种软电离技术,易于得到准分子离子峰。