一、质谱电离方法
质谱检测器对能检测到的待测化合物须是气相离子。待测物的气雾状态是对化合物定性或定量的前提条件。质谱检测器根据待测物的极性大小可分为两种,一是正离子模式,二是负离子模式。一般负离子模式常用于偏酸性的物质,如多羟基、羧酸等易失去电子显弱酸性的化合物;正离子模式常用于分析偏碱性的物质,如生物碱类化合物。根据待测化合物的性质,可以选择不同的离子化方式,使待测化合物生成气态正离子或负离子,然后进行质谱分析。
1.电喷雾电离(ESI) ESI属于一种软电离技术,其电离过程是离子雾化。当待测样品的溶液通过毛细管进入雾化室,喷雾器顶端会施加一个电场给微滴提供净电荷。在高电场下,液滴表面被破坏,裂变成微滴,随着荷电微滴中溶剂的蒸发,微滴表面的离子“蒸发”到气相中,进入质谱仪。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。ESI普遍用于肽类、蛋白、糖类和寡核苷酸的分析,适用性较其他离子源广泛。虽然ESI技术应用较为广泛,却易受高浓度缓冲液(盐),或其他内源性杂质干扰,且易吸附在离子源内部,不易排出,从而导致灵敏度降低。
2.大气压化学电离(APCI) 在APCI源中,待测样品溶液在高速气流辅助下雾化形成液滴,然后被载入加热室。溶剂和样品受热气化,溶剂离子与被测物发生分子-离子反应,通过质子转移反应使样品离子化。在APCI中电离主要发生在气相,而在ESI中电离发生在溶液中。由于电晕放电产生远远过量的气相溶剂离子,气相中分子-离子反应程度较低,所以认为APCI受离子抑制效应的影响较小,通常能比ESI提供更宽的线性范围。与常规ESI的流速(0.1~0.5mL/min)相比,APCI使用更高的流速(1~2mL/min),从而产生大量的溶剂离子,使离子/分子电荷转移所需要的碰撞频率最大化。由于需要受热脱溶剂,APCI与ESI相比,它的优点是流动相的适应范围更广,主要用于分析热稳定性好的样品,不太适合极性强的大分子(分子量>1000Da)样品,因为这些分子容易受热分解。
3.大气压光电离(APPI) APPI作为一种新型的LC-MS离子化技术,适用于ESI和APCI不适宜的分析物。由于ESI和APCI的软电离机制,它们对极性化合物有良好的响应,但对非极性或弱极性化合物的响应较低。APPI在大气压下使用加热喷雾器(300~500℃)使流动相蒸发,将所得的气体穿过放电灯(UV光源)产生的光子束。该放电灯发射的光子能与被分析物气体分子发生相互作用而发生电离化,离子被引入质谱仪进行检测。APPI的另一特性就是,其受磷酸缓冲盐和表面活性剂的干扰很小,扩展延伸了LC-MS技术的应用领域。
4.解吸电喷雾电离(DESI) DESI兼有电喷雾电离(ESI)和其他解吸电离(DI)技术的特点,是一项新型的质谱离子化技术。DESI的样品离子化是带电液滴的喷雾指向感兴趣化合物的表面,在这个表面上有机小分子和生物大分子被解吸和电离。DESI可使碎片最少,形成完整无损的分子离子。与其他解吸离子化方法相比,DESI的主要优势在于不需要样品预处理,而且可以在一般环境下操作,可从各种分析物表面直接获得化学信息。