液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)是目前chang常用的一種分析檢測(cè)儀器,，今天小編通過問答形式,，詳細(xì)介紹一下液質(zhì)聯(lián)用中的ESI離子源技術(shù)，透過原理,，解答您在分析過程中的常見的疑惑,。
01 ESI電噴霧離子源的基本原理是什么？
圖1. 三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜構(gòu)造圖
我們通過分解的方式來窺探一下ESI產(chǎn)生離子化的基本過程
•液相色譜作為進(jìn)樣系統(tǒng)和分離系統(tǒng)：
待分析物通過液相色譜系統(tǒng)在色譜柱上得到分離,，被流動(dòng)相帶入電噴霧針,。
圖2. ESI電噴霧離子源構(gòu)造圖
•電噴霧針：
電噴霧針為套管式結(jié)構(gòu)，中空管道,，如上圖,，中間為流動(dòng)相通道，兩側(cè)翼為霧化氣通道,，電噴霧針中的噴霧氣,，形成噴霧壓力，流動(dòng)相液體隨噴霧氣,，被壓入大氣壓氣化腔室（見圖1）形成噴霧,。
•電場(chǎng)梯度：
在噴霧針,、和離子錐孔處的反電極之間形成電場(chǎng)梯度，液滴在此處形成正離子或負(fù)離子,，正負(fù)離子形成與化合物的性質(zhì)相關(guān),。
•脫溶劑氣：
被加熱的逆向的反吹氣，與液滴發(fā)生熱量交換,，使得帶電液滴脫溶劑化,，庫(kù)倫爆炸在此過程中反復(fù)進(jìn)行，終形成裸露的氣相離子,，通過離子傳輸組件,，進(jìn)入四極桿質(zhì)量過濾器中。
•加熱鞘氣（輔助脫溶劑化）：
加熱的鞘氣,，在噴針的兩端,，和噴針平行處，其作用,，一個(gè)是熱量交換,，使得帶電液滴氣化，另外一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)離子聚焦,，防止離子的逃逸,。
02 質(zhì)譜中的各種“氣”和各種“電壓”，您了解嗎,？
•反吹氣（又名氣簾氣或者脫溶劑氣）：
反吹氣,，和氣簾氣，脫溶劑氣其實(shí)是不同的名稱,，從錐孔（或者毛細(xì)管）出來的加熱氣,，運(yùn)動(dòng)軌跡和離子運(yùn)行軌跡相反，所以有的叫它”反吹氣”,，又因?yàn)檫@種加熱的氣體,，對(duì)于進(jìn)入離子通道前的帶電液滴，與之進(jìn)行熱量交換,，起到了脫溶劑化的效果,，又被稱為“脫溶劑氣”，在與離子傳輸相反的道路上,，它形成了一道像窗簾一樣,，阻隔了中性分子進(jìn)入離子通道的路線，降低了本底干擾,，所以也被稱為”氣簾氣”,。
•噴霧氣：
我們可以看到，霧化氣在噴霧針平行的方向上,，其主要作用在于形成噴霧壓力,，使得經(jīng)過噴針的液流,，形成細(xì)小的霧滴（此過程帶電和霧化同時(shí)進(jìn)行）。
•碰撞氣：
（基于3Q質(zhì)譜來說明）,，則是在質(zhì)譜的碰撞池中,，將來自于第yi個(gè)四級(jí)桿篩選過濾后傳輸來的離子，與之發(fā)生碰撞,，離子被撞碎后,，送到第三個(gè)四極桿，由于為了防止產(chǎn)生碎片的復(fù)雜性,，碰撞氣只傳遞動(dòng)量,，不參與反應(yīng)，所以一般采用高純的惰性氣體,。
•電噴霧電壓：
這個(gè)施加在噴霧針上的電壓,，主要是用來將經(jīng)過色譜柱后的流動(dòng)相，到達(dá)噴霧針處形成的液滴,，使之帶上電荷,，改變電壓的正負(fù)性，其可使得液滴帶上正電荷或者負(fù)電荷,，這個(gè)噴霧電壓,，實(shí)際上使得在噴霧針到反電極之間形成電場(chǎng)梯度，帶電機(jī)理可以看作一種電泳機(jī)制,。
•錐孔電壓或者毛細(xì)管電壓：
經(jīng)過脫溶劑的裸露的氣相離子,，在經(jīng)過取樣錐孔時(shí)候,，會(huì)在錐孔處（有的傳輸口,，里面是一根毛細(xì)管），在這個(gè)地方施加一個(gè)錐孔電壓（或者稱為毛細(xì)管電壓）,，起到導(dǎo)入傳輸離子的作用,，這個(gè)電壓就是錐孔電壓或毛細(xì)管電壓，不同儀器廠家將不同的地方稱為毛細(xì)管,，需要區(qū)分,。
•去簇電壓：
簇離子的形成過程：
（1）離子源和離子傳輸單元間的真空差異，導(dǎo)致離子流發(fā)生超音速膨脹,；
（2）離子流的膨脹導(dǎo)致冷凝
（3）冷凝吸附溶劑分子,，形成簇離子
在離子形成過程中，極性分子容易和離子簇合,，降低了離子化效率,，在這個(gè)過程（AB質(zhì)譜）中加入去簇電壓，可以使得極性溶劑分子產(chǎn)生極化,，并且給予離子共振能量,，可以阻止溶劑分子的吸附,，防止成簇的形成，這個(gè)就是去簇電壓的作用,，但當(dāng)去簇電壓過大,，離子共振的能量過大，容易導(dǎo)致鍵斷裂,，從而導(dǎo)致源內(nèi)裂解,。
03 ESI中關(guān)鍵的庫(kù)侖爆炸是怎么回事？
帶電液滴,，表面積聚了相同的電荷,，在向離子傳輸?shù)倪^程中，遇到熱的反吹氣和鞘氣,，交換了熱能,，使得包裹離子的溶劑氣化，液滴內(nèi)徑減少,，表面的電荷更加集中,，由于庫(kù)侖力與半徑方成反比，因而,，庫(kù)侖力在不斷增大,，束縛液滴的是其表面張力（讓液滴收縮的力）；當(dāng)達(dá)到一定的極限,，庫(kù)侖力大于表面張力,，液滴就爆炸了，變成更小的液滴,，這個(gè)過程就是庫(kù)侖爆炸,，庫(kù)倫爆炸使得離子由液相液滴轉(zhuǎn)化為氣相離子。
04 ESI為什么可以使得化合物帶上多電荷,？
多電荷的產(chǎn)生,，主要和離子形成機(jī)制以及化合物本身的性質(zhì)有關(guān)，對(duì)于分子量小于1000Da的化合物,，一般形成單電荷,，少部分低分子量化合物會(huì)形成雙電荷離子；對(duì)于大分子如聚合物,、蛋白質(zhì),、多肽等容易形成一些列的多電荷離子；由于生物大分子如蛋白質(zhì),，多肽,，核酸不止一個(gè)活性位點(diǎn)，其在ESI中的會(huì)產(chǎn)生一系列的多電荷質(zhì)譜峰,，并且所帶電荷會(huì)隨著分子量的增大而增大,，多電荷導(dǎo)致了同位素峰的分離變得困難,。
05 反相分離和離子化效率怎么取舍？
我們知道反相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用,，是chang見的物質(zhì)分析方式,，而水、甲醇,、乙腈為常見的溶劑,，粘度大小為：水>甲醇>乙腈，溶劑的粘度大,，引起反壓較高,，溶劑的洗脫能力則剛好相反，水的表面張力較大,，因而在水含量高情形下,，形成Taylor錐和穩(wěn)定的噴霧所需要的電壓也高，但因此容易引起放電（尤其在負(fù)離子模式中）,，另外水含量較高不利于液滴霧化和脫溶劑化,，但是水的存在，又影響著溶劑的介電常數(shù),、電導(dǎo)率,，這些似乎又說明了水在離子化過程中的*，霧滴的半徑大小,，帶電情況也和水含量比例相關(guān),，而在反相色譜中，有機(jī)相的比率,、溶劑強(qiáng)度等又影響色譜分離度和峰的寬窄（譜帶展寬）,，通常在水相和有機(jī)相比率中既要兼顧反相分離效果，又要考慮離子化的效率,，ESI屬于濃度敏感型離子源,，為了兼顧良好分離效果和離子化效率，我們一般采取折中化措施,，在50%的水-有機(jī)相比例基礎(chǔ)上來測(cè)試調(diào)整，找到合適的平衡點(diǎn),，有時(shí)候在需要水相比例足夠高的情形下,，會(huì)通過降低流速，增大脫溶劑化氣流和溫度,，來獲得較好的離子化效率,。
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