GC-MS仪常用的离子源有四种,分别是电子轰击源
(EI)
、化学电离源(CI)、场致电离源(FI)及场解吸电离源(FD)。
1
、电子轰击源
(EI)
原理:
EI
源是用在气相色谱质谱上的,是一种
“
硬电离
”
。
EI
源主要由电离室
(
离子盒
)
、灯丝、离子聚焦透镜和一对磁极组成。其主要的工作原理是灯丝发射出具备
70eV
能量的电子,经聚焦并在磁场作用下穿过离子化室到达收集极。此时进入离子化室的样品分子在一定能量电子的作用下发生电离,内能较大的离子在与中性分子
(
如
He)
碰撞时能够自发裂解产生更多的碎片离子。所有的离子被聚焦、加速聚焦成离子束进入质量分析器。
EI的优点:
对于大部分有机物来说,
EI
源的这种硬电离方式不仅可以看到母离子,而且可以看到很多碎片离子,便于进行结构解析。而且标准谱库就是利用
EI
源在
70eV
的碰撞能量下轰击已知的纯有机化合物,电离后分子离子进一步破碎产生丰富的碎片离子,形成具有丰富
“
指纹
”
信息的标准质谱图,这些标准质谱图存储起来成为标准谱库。我们在相同的碰撞能量下进行实验获得的质谱可以与标准谱库进行对比进而对化合物进行定性分析。
EI的缺点:
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。
适用物质:可挥发的,热稳定的,沸点一般不超过
500℃
,分子量一般小于
1,000
的有机物。
2、化学电离源(CI)
这是一种软电离技术,是分子和离子反应的研究结果在分析化学中的直接应用。
CI源
始于
20
世纪
50
年代,产生的碎片很少,在分析化学中具有巨大的潜力。在化学电离过程中,电子首先轰击试剂气体以生成试剂离子。样品分子随后通过分子和离子反应途径被试剂离子电离。
20
世纪
70
年代被认为是化学电离发展的一个里程碑。当时,研究人员解决了化学电离需要在真空环境下工作这一缺点,使化学电离可以在大气条件下工作。大气化学电离从电晕放电提供能量,不需要真空环境,这大大增加了化学电离应用的范围,化学电离已被广泛应用于质谱技术中。
CI的优点:
CI不仅是获得分子量信息的重要手段,还可通过控制反应,根据离子亲和力和电负性选择不同的反应试剂,用于不同化合物的选择性检测。
CI的缺点:
和EI一样要样品必须能气化,不适于难挥发,热不稳定的样品;而且CI谱图重现性不如EI,没有标准谱库。另外反应试剂易形成较高本低,影响检测限。反应试剂的压力需要摸索。
3、场致电离源(FI/FD)
场致电离源是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