电喷雾电离质谱

玩转质谱液质（LCMS）中离子源电离的方式与选用在质谱分析时，您有没有离子源选择困难症？质谱条件优化了半天，还达不到期望的响应值，甚至连响应都没有？那么如何选择化合物电离的离子源了？其实液质常用的离子源，就是电喷雾电离（ESI），大气压化学电离（APCI）和大气压光电离（APPI）,接触最多的就是ESI，基本上适合大多数化合物的分析▉电离方式通过离子源有效地将带电分子转移到质谱仪中，是色谱分离后进行足够研究不同来源化合物分子的关键过程。

离子化：是样品要从液态中性分子转化为气态带电离子。

整个过程需在离子源中实现，离子再通过特殊接口进入真空系统。

分离技术、电离源的类型、化合物应用中的精选示例：—1—自1990年代以来，新一代大气压电离（API）来源开始商业化，溶解在液体中的分析物可以更高的电离速率进行转移。

这些离子源通常是电喷雾电离（ESI），大气压化学电离（APCI）和大气压光电离（APPI）。

由于带电分子从溶液到气相的转移，ESI对于检测完整的蛋白质，肽，碳水化合物和其他大分子特别有用。

相反，APCI和APPI在检测小的有机分子（最初是不带电荷的）或疏水但稳定的肽及其他分子方面具有优势。

元素形态和定量的最新发展导致了新的质谱系统的引入。

电感耦合等离子体电离（ICP）是一种非常成熟的技术，用于表征包含更高原子元素的生物分子。

此外，元素分析仪（EA）可以用于检测低原子元素。

后一种系统是所谓的非色谱耦合电离技术，可将离子从固定表面转移到气相中（这一块没有接触过，有兴趣的小伙伴可研究下。

欢迎投稿，补充这方面的内容或其它您觉得很有意思的事情与大家分享）。

如果分析物在液体中稀释，则ESI，APCI，APPI，EESI（萃取电喷雾电离）和CSI（冷喷雾电离）目前是通常与MS检测结合的技术。

其中ESI是最常用的，而其它离子源则用于更专门的分子应用。

—2—▉合适的离子源为了选择合适的电离技术，最重要的参数是分子的行为和结构以及溶解溶液的性质的知识。

质谱的五种电离源及其特点
质谱的五种电离源及其特点包括：
1. 电子轰击电离源：利用高能电子轰击样品分子，将其产生的自由电子、电子碎片等离子化，具有高灵敏度和分辨率的特点。

2. 化学电离源：通过气相反应将其它气体引入进来与样品分子反应产生离子，常见的有化学电离化学电子轰击离子源（CI-CEMIS）、场致解析电离（FI- FAB）、化学电喷雾电离（CI-CI）等。

3. 基质辅助激光解吸电离源（MALDI）: 利用基质分子将分析
物分子包裹在其中，通过激光辐射使得基质分子与分析物分子质子化生成离子。

4. 电喷雾电离源（ESI）: 将溶液形式的样品通过电喷雾产生
带电液滴，通过极化电场将液滴中的分析物质子化生成离子。

5. 快速原子轰击源（FAB）: 利用高能离子轰击样品，将样品
中的分析物质子化生成离子。

此类型电离源适用于有机、无机高分子化合物。

质谱主要的几种电离方式及离子源介绍质谱仪之间分类一般是按质量分析器来分，如通常我们所说的飞行时间质谱或者四级杆质谱等，但同一台质谱仪可以配几种离子源，如通常GC-MS会配电子轰击电离源（EI）和化学电离源（CI），本文就详细说下质谱主要的几种电离方式及离子源。

样品在离子源中电离成离子，比较常用的离子源有与GC串联的电子轰击电离源（EI）和化学电离源（CI），与LC串联质谱常用电喷雾离子化(ESI)、大气压化学电离(APCI)、大气压光电离(APPI)，以及基质辅助光解吸离子化（MALDI）等等。

1、电轰击电离（EI）一定能量的电子直接作用于样品分子，使其电离，且效率高，有助于质谱仪获得高灵敏度和高分辨率。

有机化合物电离能为10eV左右，50-100eV时，大多数分子电离界面最大。

70eV能量时，得到丰富的指纹图谱，灵敏度接近最大。

适当降低电离能，可得到较强的分子离子信号，某些情况有助于定性。

2、化学电离（CI）电子轰击的缺陷是分子离子信号变得很弱，甚至检测不到。

化学电离引入大量试剂气，使样品分子与电离离子不直接作用，利用活性反应离子实现电离，其反应热效应可能较低，使分子离子的碎裂少于电子轰击电离。

商用质谱仪一般采用组合EI/CI离子源。

试剂气一般采用甲烷气，也有N2,CO,Ar或混合气等。

试剂气的分压不同会使反应离子的强度发生变化，所以一般源压为0.5-1.0Torr。

3、大气压化学电离（APCI）在大气压下，化学电离反应速率更大，效率更高，能够产生丰富的离子。

通过一定手段将大气压力下产生的离子转移至高真空处（质量分析器中）。

早期为Ni63辐射电离离子源，另一种设计是电晕放电电离，允许载气流速达9L/S。

需要采取减少源壁吸附和溶剂分子干扰。

4、二次离子质谱（FAB/LSIMS）在材料分析上，人们利用高能量初级粒子轰击表面（涂有样品的金属钯），再对由此产生的二次离子进行质谱分析。

主要有快原子轰击（F AB）和液体二次离子质谱（LSIMS）两种电离技术,分别采用原子束和离子束作为高能量初级粒子。

10个策略提高LC-MS的ESI效率LC-MS/MS 如何有效提高电喷雾电离的效果，下面介绍十个重要的技巧，使你每次都能获得最佳的效果。

优化策略1：调整喷雾电压在很多实验室，喷雾电压通常使用的是一个默认参数，其适用于很多场景。

这可能在大多数情况下有效，能够解决大多数使用场景。

但是，它并不是所有分析物的理想选择。

如果要为一个方法寻找最优喷雾电压，从一个较低的电压开始，是一个较好的选择。

花时间调整喷雾器电压可以大大提高MS灵敏度。

电晕放电是一种由高压导体周围的空气等流体电离引起的电放电现象。

它表示一个局部区域，其中空气（或其他流体）发生了电击穿，变得导电，使电荷不断从导体泄漏到空气中1。

如果不采取足够的措施限制周围电场的强度，高压系统中就会发生电晕效应2。

当电场梯度（电场强度）超过某个值，但条件不足以引起完全的电击穿或电弧时，就会发生电晕放电3。

轴向喷雾模式，该模式下喷雾电压的值最优，带电粒子的传递效率最高边缘发射质谱是一种液相色谱-电喷雾电离质谱（LC-ESI-MS）的模式，其中电喷雾的锥形角度较大，导致液滴从针尖的边缘喷出。

这种模式可能会降低电喷雾的稳定性和效率，增加电弧放电的风险。

为了避免边缘发射模式，可以调整电压、流速、溶剂组成和针尖位置等参数2建议使用较低的喷雾器电压，以避免出现边缘发射或电晕放电等现象，这些现象可能导致信号不稳定或完全丢失MS 信号。

在负离子模式下，降低喷雾器电位有助于避免放电。

在正离子模式下，如果出现质子化溶剂团簇，如H3O+(H2O)n 和CH3OH2+(CH3OH)n （分别来自水和甲醇），表明存在放电现象；该现象可以通过避免高水性的流动相成分来解决。

在离子源内部，分析物也可能发生不希望的副反应，如氧化还原过程，这可能降低信号强度。

调整使用较低的喷雾器电压也可以减轻这类反应的发生。

根据经验法则，样品引入的环境水的比例越高，喷雾器电位就需要越高。

优化策略2：喷雾发生位置雾化位置是一个可以并且应该优化的参数，对一个实验室而言，它的最优值应该是能最大程度兼顾最广泛分析物的设置。

化学分析中质谱仪的工作原理及常见问题解析质谱仪是一种广泛应用于化学分析领域的仪器，它通过分析样品中的离子质量和相对丰度来研究化合物的结构和组分。

这种仪器在有机化学、生物化学、环境科学和药物研发等领域发挥着重要的作用。

本文将介绍质谱仪的工作原理和常见问题的解析。

一、质谱仪的工作原理1. 电离质谱仪的工作从样品电离开始。

常见的电离方式有电子轰击电离（EI）、化学电离（CI）和电喷雾电离（ESI）等。

在电子轰击电离中，样品分子通过与高能电子碰撞形成离子。

在化学电离中，通过引入反应气体，使样品与气体反应产生离子。

在电喷雾电离中，样品通过喷雾进入质谱仪，并与电离源中的高电压形成离子。

2. 分离离子化的样品进入质谱仪后，需要经过一系列的分离步骤，以便根据质荷比（m/z）分辨不同离子。

最常见的分离方式是使用磁场进行离子偏转，即质量分析器。

质量分析器主要有四极杆质量分析器（QMS）、磁扇形质量分析器（MSFT）、质子传递反应区三重四极杆（QqQLIT）和飞行时间质量分析器（TOF）等。

3. 检测分离后的离子进入质谱仪的检测器，检测器测量离子的相对丰度。

最常见的检测器包括离子倍增器和光子多级电子增益器（PMT）。

离子倍增器是一种将离子转变成光子，然后通过增强光信号的方式来增强离子信号强度的装置。

PMT则是通过光电效应将光子转化为电子，并进行多级倍增，增强离子信号。

二、质谱仪常见问题解析1. 质谱仪的信号强度低信号强度低可能是由于以下几个原因导致的：- 样品浓度不足：可以尝试增加样品浓度，以提高信号强度。

- 电离效率低：可以尝试更换离子化方法或优化电离参数。

- 分析条件不适合：可以调整质谱仪的分析条件，如电压、气流速率等。

- 检测器故障：可以检查检测器是否正常工作，如清洗检测器、更换灯泡等。

2. 质谱仪的峰形畸变峰形畸变可能是由于以下原因引起的：- 气相进样问题：可以检查气相进样系统是否正常工作，如压力是否稳定、温度是否适宜等。

研究报告单糖衍生物的电喷雾质谱裂解规律研究孙学军1　孙志伟2　户宝军1　盛筱1　尤进茂31,21(曲阜师范大学化学科学学院,生命有机分析重点实验室,曲阜273165)2(中国科学院西北高原生物研究所,西宁810001)摘　要　以12(22萘基)232甲基252吡唑啉酮(NM P )作单糖标识剂,经在线串联的LC 2ESI 2MS 建立了单糖衍生物的电喷雾质谱裂解方法。

衍生物在质谱裂解中糖类化合物特有的规范信息。

借助糖类化合物在ESI 2M S 条件下表现出的分子离子峰m /z [M +H ]+,及在ESI 2M S/M S 条件下呈现出的特征碎片离子峰m /z 473,可有效地确定出单糖类化合物的组成。

尽管一些脂肪醛和芳香醛也能同时被标识,然而在质谱条件下不产生m /z 473的特征碎片离子峰,且它们的洗脱远在糖类组分之后,因此不干扰糖类化合物的分离和结构确定。

通过建立的LC 2ESI 2MS 方法,对水解蜂花粉中的单糖进行了分析。

结果表明:水解的蜂花粉中含甘露糖(Man )、半乳糖醛酸(Gal U A )、葡萄糖醛酸(Glc UA )、鼠李糖(Rha )、葡萄糖(Glc )、半乳糖(Gal )、阿拉伯糖(A ra )、木糖(Xyl )和岩藻糖(Fuc )。

本方法为环境样品中单糖类化合物的确定提供了准确、可靠的技术手段。

关键词　高效液相色谱2质谱,柱前衍生,单糖,12(22萘基)232甲基252吡唑啉酮　2007211211收稿;2008204214接受本文系国家自然科学基金(No .20075016)资助项目3E 2mail:j m you6304@1　引　言糖广泛分布于自然界,是生物体内重要的营养物质,对调节生物体内各项生理和生物功能起着重要作用,尤其寡糖和多糖的结构特征与生理功能的关系备受关注。

糖在紫外区无吸收,采用常规方法检测较为困难。

利用示差折光检测时,灵敏度低且不利于梯度洗脱[1]。

ESI 为电喷雾，即样品先带电再喷雾，带电液滴在去溶剂化过程中形成样品离子，从而被检测，对于极性大的样品效果好一些；APCI 为大气压力化学电离源，样品先形成雾，然后电晕放电针对其放电，在高压电弧中，样品被电离，然后去溶剂化形成离子，最后检测，对极性小的样品效果较好。

ESI 的软电离程度较APCI 的还小，但其应用范围较APCI 的大，只有少部分ESI 做不出，可以用APCI 辅助解决问题，但是APCI还是不能解决所有ESI 解决不了的问题。

一般用ESI 和APPI 搭配使用比ESI 和APCI 的应用范围更广一些。

电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。

电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。

这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。

根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。

电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。

电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。

这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。

根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。

大气压化学电离源主要用来分析中等极性的化合物。

有些分析物由于结构和极性方面的原因，用ESI不能产生足够强的离子，可以采用APCI方式增加离子产率，可以认为APCI 是ESI的补充。

APCI主要产生的是单电荷离子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。

用这种电离源得到的质谱很少有碎片离子，主要是准分子离子。

夏佛塔苷的电喷雾电离裂解规律解析目的研究夏佛塔苷的质谱多级裂解过程，探讨质谱技术在黄酮碳酐中的应用规律。

方法应用电喷雾电离（ESI）结合串联质谱（MSI）技术，对黄酮碳酐化合物夏佛塔苷在ESI-MS/MS质谱中的裂解规律进行研究。

结果夏佛塔苷在负离子模式下，其准分子离子m/z563多级质谱图中主要出现[M-H-120]、[M-H-90]、[M-H-120-90]、[M-H-120-60]和[M-H-120-90=C0]等离子碎片。

结论夏佛塔苷在ESI-MS/MS质谱中的裂解行为符合黄酮碳酐的裂解规律，有利于利用质谱技术对各种黄酮碳苷类化合物所含糖基种类进行分析和研究。

标签：夏佛塔苷；电喷雾电离质谱；黄酮碳苷；裂解；串联质谱黄酮碳苷类化合物今年来研究越来越深入，已经形成一个较大的体系，但是有关该类化合物特别是夏佛塔苷的波谱学规律方面较少见专门的研究报道。

夏佛塔苷是从豆科植物广金钱草[Desmodiumstyracifolium（Osh.）Merr.]的干燥地上部分分离所得。

夏佛塔苷是一种典型的黄酮碳苷类化合物，分子结构中同时含有一个戊糖和一个己糖，结构如图1所示。

为了掌握夏佛塔苷的ESI-MS碎片离子特征及基本裂解规律，本文采用ESI-MS对夏佛塔苷的质谱行为进行了研究，为植物等复杂机体中痕量夏佛塔苷的快速直接分析提供了前提和基础，对于快速发现和鉴定夏佛塔苷这类碳苷类化合物具有一定的指导意义。

1仪器与试药Thermo LCQ FLEET质谱仪购自美国Thremo公司。

配置有ESI源，四级杆离子阱质量分离器，Xcalibur工作软件。

TGL-16台式高速离心机购自湖南星科科学仪器有限公司；Milipak纯水过滤器购自美国Milipore公司；夏佛塔苷：自制[为豆科植物广金钱草Desmodiumstyracifolium（Osh.）Merr.的干燥地上部分]；色谱纯购自德国Sigma公司。

色谱纯甲醇，纯化水，其余试剂为分析纯。

电喷雾电离的原理
电喷雾电离技术（Electrospray Ionization，ESI）的原理基于带电液滴的
蒸发和破碎过程，产生带电离子。

具体来说，当溶液从喷头以液滴形式流出时，施加一个电场给液滴，使其带上净电荷。

在高电场下，液滴表面的电应力增大，导致表面被破坏并产生微滴。

随着液滴中溶剂的蒸发，微滴表面的离子“蒸发”到气相中，形成带电离子。

这些带电离子随后被质谱仪捕获并进行质量分析。

为了提高喷雾效率，通常会将液滴加热至200～250℃，以加速溶剂的蒸发。

此外，电喷雾电离技术可以产生多电荷离子，每一个都有准确的小m/z值。

此外还可以产生多电荷母离子的子离子，这样就可以产生比单电荷离子的子离子更多的结构信息。

以上信息仅供参考，如果需要更多专业信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

电喷雾电离（ESI）
在输送样品溶液的⽑细管出⼝端与对应电极之间施加数千伏的⾼电压，在⽑细管出⼝可形成圆锥状的液体锥（TAYLOR CONE）。

由于强电场的作⽤，引发正、负离⼦的分离，从⽽⽣成带⾼电荷的液滴。

在加热⽓体（⼲燥⽓体）的作⽤下，液滴中的溶剂被汽化，随着液滴体积逐渐缩⼩，液滴的电荷密度超过表⾯张⼒极限（雷利极限），引起液滴⾃发的分裂，亦可称为"库仑爆炸"。

分裂的带电液滴随着溶剂的进⼀步变⼩，最终导致离⼦从带电液滴中蒸发出来，产⽣单电荷或多电荷离⼦。

质⼦的加成可⽣成单价或多价正离⼦，⽽脱质⼦可⽣成单价或多价负离⼦。

质谱电离原理
质谱是一种通过离子化和分离分子的技术，用于确定物质的化学组成和结构。

质谱仪使用电离技术将样品中的分子或原子转化为带电粒子（离子）。

这些带电粒子经过质谱仪的一系列分离和检测步骤，最终生成质谱图谱。

在质谱中，电离原理起着关键作用。

电离是将中性分子或原子转化为离子的过程。

一般来说，有多种电离原理可用于质谱，其中最常用的是电子轰击电离（EI）和电喷雾电离（ESI）。

在电子轰击电离中，电子束与分子相互作用，传递能量给分子，使其电离和解离。

这种电离方法广泛应用于气相质谱，主要适用于易挥发的有机化合物。

在EI过程中，电子束通过与气体
靶分子的碰撞来释放电子，形成带有正电荷的分子离子。

然后，这些分子离子根据它们的质荷比（m/z）值被分离和检测出来。

而在电喷雾电离中，液体样品通过喷雾器喷雾成极细的液滴，这些液滴被载入质谱仪。

然后，通过施加高电压，液滴中的分子逐渐被离子化。

这些离子将被抽走，并通过分离装置分离。

这种电离方法适用于极性化合物的分析，例如生物分子，药物和天然产物。

无论使用哪种电离方法，质谱仪的离子分离装置被用来根据质荷比分离离子。

最常见的质谱仪类型是质谱/质谱（MS/MS）仪，它可以提供更高的分析选择性，检测和定量特定离子的能力。

总之，质谱是一种用于化学分析的重要技术，它依赖于电离原理来将样品中的分子或原子转化为离子，并通过离子分离和检测步骤生成质谱图谱。

仪器原理介绍电喷雾电离源（ESI）套管的清洗、维护（如果需要可以演示操作）电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。

（对于非极性、挥发性的待测化合物，则不使用。

）电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。

这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。

根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。

（因此由ESI电离源电离的质谱仪在测量的分子量范围上，理论无上限，只需要调节条件，让其带上更多的电荷即可。

）电离源几个参数的意义1、毛细管电压（3KV~8KV）控制合适的电压，以便对于待测化合物有更好的电离度并且在这个条件下不会发生电化学反应，从而降低待测物质的信号。

在负离子模式下，由于电压过高，电离源尖端会出现紫色的尖端放电现象，做样品测试的时候要尽量避免，防止由于尖端放电，电压过高使样品发生裂解，从而不能得到较高丰度的分子离子峰。

同时也会由于电流的产生，损毁离子源内的元件。

2、去溶剂温度（溶剂的最低的气化温度到最高的气化温度之间）电离源温度是溶剂气化的重要参数。

软件添加附件之后可以将该参数设置到350℃。

对于水比较多流动相而言，我们需要调高电离源的去溶剂温度以便水能最大程度液化，因为有时候未气化的水会进入到质谱仪器内部，对一些阀门造成损坏。

（当然，对于水而言，由于表面张力比较高，很难形成电喷雾，所以可以在不影响液相分离的情况下，尽量减少水的含量，避免信号的损失。

）3、锥孔电压（根据灵敏度和分辨率进行数值优化）锥孔也可以叫采样孔，调节合适的锥孔电压可以增强仪器的灵敏度，但是锥孔电压过高会造成待测化合物的源内裂解。

造成非二级质谱造成的碎片峰的产生，不利于谱图的解析。

4、去溶剂气去溶剂气流量的选择：经验法选择去溶剂气，一般流动相的流速为0.1mL/min时候，选择100L/h 的去溶剂气流量，0.2 mL/min时选择200L/h的去溶剂气流量，依次类推。