在液相色譜-質譜聯用(LC-MS)技術中,離子源是將液相色譜分離后的樣品分子轉化為氣相離子的關鍵部件。不同的離子源工作原理和適用性差異顯著,直接影響檢測的靈敏度、選擇性和應用范圍。廣州中森檢測等機構常用的兩種重要離子源是電子轟擊離子源(EI)和電噴霧離子源(ESI),它們在原理和應用場景上有著根本區別。
1.電子轟擊離子源(ElectronIonization,EI)
*原理:樣品分子在氣相(通常需要較高的氣化溫度)中被高能電子束(通常70eV)轟擊,失去電子形成分子離子(M?˙),同時伴隨強烈的碎裂,產生豐富的碎片離子。
*特點:
*產生標準譜庫:碎裂模式高度重復且能量標準化,產生的譜圖與標準譜庫(如NIST)高度匹配,非常有利于未知物的結構鑒定和確證。
*碎片豐富:提供詳細的分子結構信息。
*要求樣品氣化:樣品必須具有足夠的揮發性且熱穩定,能在離子源高溫下(通常200-350°C)氣化而不分解。這對許多極性大、難揮發、熱不穩定的化合物(如蛋白質、多肽、糖類)是巨大限制。
*通常與GC-MS聯用:EI傳統上主要與氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用,因為GC能有效分離和汽化揮發性/半揮發性化合物。在常規LC-MS中直接使用EI源非常罕見且困難,因為LC流出物是液態,需要特殊的接口(如移動帶、粒子束)實現去溶劑化和氣化,這些接口復雜、效率低、應用范圍窄。
*廣州中森檢測適用場景(若設備支持相關接口):
*主要用于GC-MS分析。
*在LC-MS中,極其有限地用于分析揮發性相對較好、熱穩定性高、且需要與標準譜庫比對進行確證的小分子化合物(如某些特定環境污染物、石化產品、香精香料成分)。但在實際LC-MS工作中,ESI或APCI是絕對主流。
2.電噴霧離子源(ElectrosprayIonization,ESI)
*原理:LC洗脫液在高壓電場和輔助氣(N?)作用下形成帶電荷的微細液滴噴霧。溶劑在干燥氣(N?)和加熱作用下蒸發,液滴表面積縮小導致電荷密度急劇增大,最終發生庫侖爆炸或離子蒸發,產生帶單電荷或多電荷的準分子離子(如[M+H]?,[M-H]?,[M+nH]??等)。
*特點:
*“軟”電離:主要產生分子離子峰(準分子離子峰),碎片少,非常有利于確定分子量。
*適用于極性與大分子:對極性化合物、熱不穩定化合物、生物大分子(蛋白質、多肽、核酸、糖類)具有極好的適用性,是生物質譜的核心技術。
*多電荷能力:能使大分子帶上多個電荷,顯著降低質荷比(m/z),使常規質量范圍(如m/z50-2000)的質譜儀能夠分析分子量高達幾十萬甚至上百萬道爾頓的蛋白質。
*直接兼容LC:天然適合液相色譜的液態流出物,接口簡單高效。
*易受基質抑制/增強效應影響:樣品基質的復雜性可能顯著抑制或增強目標物的離子化效率。
*廣州中森檢測適用場景(LC-MS主流):
*藥物及其代謝物分析:血藥濃度監測、代謝產物鑒定。
*蛋白質組學/多肽分析:蛋白質鑒定、翻譯后修飾分析、定量蛋白質組學。
*代謝組學:小分子代謝物的高通量篩查與定量。
*環境分析:極性農藥殘留、獸藥殘留、內分泌干擾物(如抗生素、磺胺類)。
*食品安全:非法添加物(如瘦肉精、三聚氰胺)、毒素(如黃曲霉毒素)、營養成分分析。
*中藥/天然產物:活性成分的鑒定與含量測定。
總結:EIvsESI在廣州中森檢測中的核心區別與選擇
*電離原理與信息:EI產生豐富碎片利于結構鑒定(依賴譜庫),ESI產生準分子離子利于分子量測定。
*樣品適應性:EI要求樣品揮發性好、熱穩定;ESI擅長分析極性大、難揮發、熱不穩定的大分子和小分子。
*主要聯用平臺:EI主要與GC-MS聯用;ESI是LC-MS的絕對主流和首選離子源。
*中森檢測典型應用:
*EI(GC-MS):揮發性有機物(VOCs)、半揮發性有機物(SVOCs)、石化產品、部分農藥殘留(如有機氯、有機磷農藥,需衍生化后GC-MS分析)、溶劑殘留、香精香料成分分析等。
*ESI(LC-MS):絕大多數現代LC-MS應用,涵蓋藥物、代謝物、蛋白質/多肽、極性小分子污染物、毒素、天然產物等。是生物醫藥、環境、食品、生命科學研究領域的核心工具。
因此,在廣州中森檢測進行樣品分析時,選擇EI還是ESI,首要取決于:
1.樣品的理化性質:是揮發性小分子(傾向EI-GC-MS)還是極性/大分子/熱不穩定物(傾向ESI-LC-MS)?
2.分析目標:是需要精確結構確證(EI譜庫匹配有優勢)還是分子量測定/定量分析(ESI優勢明顯)?
3.儀器配置:該機構具體配置了哪些聯用平臺(GC-MSvsLC-MS)?
通常,對于復雜的、包含未知物的樣品,或者需要同時覆蓋揮發性和極性化合物的項目,中森檢測可能會結合使用GC-MS(EI)和LC-MS(ESI)兩種平臺,以獲得更全面的信息。但在LC-MS領域,ESI是當之無愧的主力軍。
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