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液相电喷雾检测器

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  • 【采购新品早知道17】之液相色谱检测新纪元——新一代电喷雾检测器

    【采购新品早知道17】之液相色谱检测新纪元——新一代电喷雾检测器

    [b][size=3] 液相色谱检测新纪元——新一代电喷雾检测器[/size][/b]链接:[url]http://www.instrument.com.cn/show/news/20100927/048501.shtml[/url][u]检测器的局限性:[/u][b]UV检测器:[/b]虽然应用最为广泛,但无紫外吸收的化合物无法检测;[b]通用检测器:[/b]实际性能往往达不到多种应用综合后的复杂要求,从而导致检测空白。[u]现在:[/u]由ESA采用最新突破性技术研制的[b]电喷雾检测器(CAD)[/b]基于独特的创新检测原理,其问世使得目前需要在不同检测器(如示差折光(RI)、低波长紫外(UV)、蒸发光散射(ELSD)等)上完成的分析任务只需在一台通用型检测器上即可完成,大大提高了分析效率。 目前,CAD检测技术凭借比其它技术更高的灵敏度,更宽的动态监测范围以及更一致的检测结果,已被制药企业广泛接受,它的主要优势如下: ● 灵敏度高 ● 重复性好 ● 信号响应一致 ● 动态监测范围宽 ● 应用范围广 ● 操作直观简单 工作原理:[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/09/201009280933_247605_1622024_3.jpg[/img]比较:[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/09/201009280933_247606_1622024_3.jpg[/img][b]应用领域广[/b] :Corona电喷雾检测技术是UV和质谱检测器的强有力补充,可实际应用于任何非挥发或半挥发性化合物,包括: ● 药物化合物 ● 药物支架分子 ● 碳水化合物 ● 脂类 ● 类固醇 ● 多肽 ● 蛋白质 ● 聚合物 [u][color=#f10b00][size=4]讨论:1.你怎么看待这个检测器呢?有没发现其不足呢?2.你会选择购买吗?[/size][/color][/u]

  • 【原创】电喷雾检测器*一款全新通用型检测器*

    在这里给大家介绍一款全新的通用型检测器—Corona Charged Aerosol Detection(电喷雾检测器简称CAD)电喷雾检测器是一款全新的通用型检测器,因其创新的工作原理、独具的检测特点、广泛的应用领域而逐渐成为继紫外检测器之后通用型检测器的又一主力。电喷雾检测器(Corona Charged Aerosol Detection简称CAD)是在2005年由美国的ESA公司作为一款专利技术研发而成,推出的当年即获得了匹斯堡最佳新产品银奖和美国科技杂志R&D的科学技术创新奖。其主要的特点有:1出众的灵敏度—检测限可到pg级;2一致的响应性—响应与化合物的结构无关,只要进样质量相同响应值相似;3宽动态范围—检测从pg~ug跨越4个数量级;4广泛的适用性—所有半挥发性、非挥发性化合物都可以通过该检测器进行测定;5良好的重现性—即使在低含量下,RSD也能达到2%以下;6使用方便—安装方便、操作简单,维护费用低,尤其适用于工业生产。结构和原理电喷雾检测器的具体工作原理如图1所示:图1 CAD工作流程图①HPLC洗脱液入口②氮气入口③雾化室④废液管⑤干燥管⑥Corona电极⑦碰撞室⑧离子阱⑨采集器⑩静电计HPLC洗脱液进入电喷雾检测器后先受氮气作用在雾化室中雾化,再以较高流速撞击到碰撞挡板上,撞击后形成大小不同的外面包裹着流动相的分析物颗粒的液滴,较大的液滴在重力影响下由废液管排出,较小的液滴则随氮气流入干燥管,挥发掉表面溶剂。同时,入口氮气的另一流路则经过电晕装置(含高压铂金电极)形成带正电荷的氮气粒子,与干燥后的溶质颗粒在碰撞室中发生碰撞,碰撞过程中正电荷被转移到颗粒的外表面上,颗粒表面积越大,携带的电荷数越多。另外,为了消除由带有过多正电荷的氮气引起的背景噪音,在带电分析物颗粒气流流入采集器之前,会通过一种称之为离子阱的装置(带有低负电压)定向中和掉迁移率较大的颗粒(即体积小的氮气粒子)上的电荷,而迁移率较小的带电颗粒(分析物颗粒)则把它们的电荷转移给采集器里的捕集网,而后由一个高灵敏度的静电检测计测量出总的电信号。也就是说,图谱里的响应值与测得的电信号成正比,电信号与被测物的表面积成正比,被测物的表面积与被测物的大小成正比,而被测物的大小又与被测物进样的质量成正比,即电喷雾检测器是一个质量敏感型检测器,其检测的响应值由进样的绝对质量决定,进样质量越大,打碎成的颗粒越大,带电荷越多,响应值越高。因此,无论何种化合物,只要进样质量相同,得到的响应值都趋于一致,这也是其具有一致的响应性的原因。又由于被测物在打碎时无论是离子还是分子都会形成中性的颗粒,且电荷只加在颗粒外表面,所以在一个实验中可以同时检测中性及阴阳离子,而在此之前没有检测器可以实现,因此成为电喷雾检测器的又一亮点。另外,电喷雾检测器的参数大都已在出厂时设定好,每次分析的条件固定,因此重现性良好,RSD2%。具体应用电喷雾检测器的应用范围广泛,可以用于正相、反相、超临界流体、体积排阻、HILIC等多种模式,检测小分子、大分子、极性化合物、非极性化合物、阴离子、阳离子、两性离子等多种物质。1 可以作为紫外检测器的补充,检测无紫外吸收或弱紫外吸收的化合物; 2 可以作为质谱的补充,检测无法电离的化合物; 3 可以对找不到标准物质进行定量的代谢物或降解物进行相对定量; 4 可以同时测定阴阳离子和中性物质; 5 可以走梯度,可以满足大部分检测灵敏度的要求。

  • 液相质谱电喷雾探针脱落

    液相质谱的电喷雾探针脱落下来了。本来是与离子源锥孔平行的,现在掉到很下面来了。是什么原因造成的,该怎么解决。请各位大神帮帮忙。

  • 22.8 高效液相色谱-电喷雾-质谱法分析补骨脂中化学成分

    22.8 高效液相色谱-电喷雾-质谱法分析补骨脂中化学成分

    【作者】 刘亚男; 王跃飞; 韩立峰; 潘桂湘; 王虹;【Author】 LIU Ya′nan,WANG Yuefei,HAN Lifeng,PAN Guixiang,WANG Hong(Engineering Research Center of Modern Chinese Medicine Discovery and Preparation Technique Traditional Chinese MedicineResearch Centre of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,China)【机构】 天津中医药大学中医药研究院现代中药发现与制剂技术教育部工程研究中心;【摘要】 目的:建立补骨脂药材中化学成分的高效液相色谱-电喷雾质谱分析方法。方法:采用DiamonsilTMC18(4.6 mm×250 mm,5μm)色谱柱;流动相0.05%甲酸水溶液-乙腈,梯度洗脱;流速1 mL.min-1;柱温30℃;DAD扫描范围190~400nm;检测波长246 nm。Finnigan电喷雾离子阱多级质谱仪;正离子检测模式;ESI喷雾电压4 500 V;鞘气(N2)流速60个单位;辅助气(N2)流速20个单位;毛细管温度350℃;毛细管电压19 V,扫描范围m/z90~800。结果:补骨脂中化学成分获得了较好的分离和检测,共鉴定出2个香豆素苷,3个香豆素,8个黄酮和1个单萜酚类成分。结论:该方法灵敏度高、分离度好,适用于补骨脂药材中化学成分的快速定性鉴定。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207301609_380605_2379123_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207301609_380606_2379123_3.jpg

  • 【资料】熊猫分享--超高效液相色谱-电喷雾质谱法结合同位素稀释技术检测动物源性食品中的六溴环十二烷异构体

    超高效液相色谱-电喷雾质谱法结合同位素稀释技术检测动物源性食品中的六溴环十二烷异构体 施致雄 封锦芳 李敬光 赵云峰 吴永宁   建立了使用超高效液相色谱-电喷雾四极杆质谱(UPLC-ESI-MS)结合同位素稀释技术准确测定动物源性食品中六溴环十二烷(HBCD)的3种非对映异构体的方法。试样在加入同位素内标13C-HBCD后进行索氏提取,提取液去除脂肪后经硅胶固相萃取柱浓缩、净化后,通过Waters ACQUITY UPLCTMBEH C18色谱柱分离,以甲醇-乙腈混合液和水为流动相进行梯度洗脱。在UP[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析过程中以保留时间和母离子信息进行定性,选择离子记录(SIR)方式定量。该法对于所测试的鲜奶、鱼肉等样品,检出限为0.1~0.4ng/g,定量限为0.4~1.2ng/g。对于加标鱼肉样品,添加水平为0.6,2.0和6.0ng/g时,3种被测物的加标回收率为92.9%~99.3%,相对标准偏差为3.1%~8.0%。【作者单位】:中国疾病预防控制中心营养与食品安全所 首都医科大学公共卫生与家庭医学学院 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所 北京100050 首都医科大学公共卫生与家庭医学学院 北京100069 北京100069 北京100050 北京100050 北京100050 首都医科大学公共卫生与家庭医学学院 北京100069【关键词】:超高效液相色谱 电喷雾质谱 同位素稀释 六溴环十二烷异构体 食品【基金】:国家高技术研究发展计划(“863”计划)专题课题(No.2006AA06Z043) “十一五”国家科技支撑计划重大项目(No.2006BAK02A10) 北京市教育委员会科技发展计划项目(No.KM200810025022).【分类号】:TS207【DOI】:CNKI:SUN:SPZZ.0.2008-01-000【正文快照】:  1,2,5,6,9,10-六溴环十二烷(hexabrom ocy-c lododecane,HBCD)是一种非芳香的溴代环烷烃,主要用作添加性的阻燃剂添加在热塑性塑料中,最终产品主要为苯乙烯树脂。另外在纺织品涂层、电缆线、橡胶粘合剂及不饱和聚酯的生产中也有应用。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=107349]超高效液相色谱-电喷雾质谱法结合同位素稀释技术检测动物源性食品中的六溴环十二烷异构体[/url]

  • 液相色谱常用的几种检测器

    液相色谱常用的几种检测器 液相色谱法在检测中现在是如火如荼,用量之大,涉及的行业之多,影响力之广等都是非常惹人关注的。液相色谱的配置都是大同小可的,主要是在检测器上有些区别。 一般来说,液相色谱检测的样品种类很多,能涉及到成千上万的有机物。检测的样品不一样,所选的检测器可能就不一样,这是由不同检测器的特点决定的。 液相色谱常用的检测器主要有紫外-可见光检测器,一般人都叫紫外检测器;光电二极管阵列检测器,一般被叫做二极管检测器,或DAD检测器或PAD、PDAD检测器等;荧光检测器;示差折光检测器,一般被称作示差检测器;蒸发光散射检测器,常被叫做蒸发光检测器;电喷雾检测器。 紫外检测器在液相色谱中的应用超过了80%,用量很大,这是和紫外检测器的优良特性分不开的。紫外检测器对温度、流速、风度、湿度、振动等的变化相对不敏感;灵敏度高,一般能达到10-9g/ml(萘甲醇溶液);能采用洗脱方式检测;重复性好,一般都能可知道1%以内。 DAD检测器实际也是紫外检测器的一种,现在用量不大是因为它的关键技术还没被广泛掌握,制造成本较高,检出限偏低于紫外检测器;它优点是可以全波长检测,可以实现三维谱图分析。 荧光检测器是除紫外检测器外用的最多的检测器,尤其是在农药残留、兽药残留、毒素、氨基酸等。它的优点是检出限极地,最低可以达到10-12g/ml;可以采用梯度洗脱方式检测;重复性也很好;抗温度、流速等因素变化的影响相对不明显。 示差折光检测器是一种通用型检测器,检测糖类效果很好,是糖类检测的首选检测器。它的优点是检测重复性很好;缺点是灵敏度不够高一般只有10-6g/ml,对温度变化极敏感,对流速变化也比较敏感,不能采用梯度洗脱方式检测,检测池耐压低等。 蒸发光散射检测器也是一种通用型检测器。它的优点是灵敏度较高,可采用梯度洗脱方式检测;缺点是重复性不好,一般5%左右,需要有一个清洁、稳定的气源,雾化室易污染,需要有排废气的装置。 电喷雾检测器现在还不太成熟,在这就先不做介绍了。 另外还有想激光检测器、电化学检测器、电导检测器、等其它分析仪器的检测器也陆陆续续的应用到了液相色谱仪上,但就从现在来说这些技术一是还不够成熟,二是用量也还不大。 现在国产液相的检测器主要紫外检测器,其它的检测器技术掌握的还很少,哪些检测器的工作基本都还没做,还有待尽快掌握和提高。

  • 【讨论】电喷雾电离质子化原理探究

    一般而言,碱性化合物在酸性环境中易得正离子,酸性化合物在碱性环境中易得负离子,但事实并不往往如此,碱性化合物在碱性溶液中通过电喷雾也能有明显的正离子响应信号,最近诸多学者发表了一些相关论文,如电喷雾时电解产生氢离子效应,即在电喷雾过程中,电解效应改变了溶液的酸碱性,但电喷雾的电流非常之小,电解致酸影响应该不大,另一种是喷雾过程中产生带电雾滴时,酸碱度在每个雾滴和单个雾滴上的酸性分布不均,导致局部呈酸性,产生正离子。第三种解释是碱性溶液往往是用氨水或三乙氨调制,这两者获取了水中的氢离子,但在喷雾过程中其所带质子可被比其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]碱度更强的被分析物捕获,从而产生正离子信号。但另有人用氢氧化四甲基胺将流动相调制成碱性(11),这既避免了电解效应,也无[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]质子转移,但同样得到了很强的质子型正离子响应信号。 电解质子效应,在碱性或碱性缓冲系统中,电解产生的质子很快就被中和掉从而很难获得雾滴表面的高质子浓度。对于酸性溶液,由电解产生的氢离子极少,相比本身的酸性几乎可以忽略。而中性溶液中,喷雾时的ph值等于溶液初始氢离子浓度与电解产生的氢离子浓度之和。因此增加喷雾电压将有助于增加碱性化合物的响应,而对于本身就已经离子化的样品无明显增益。以中性溶液中的咖啡因为例,在喷雾电压为2.5千伏时,主峰为加钠峰,加质子峰很小,而当喷雾电压为3kv时,加质子峰明显增高。在PH值为10,电解产生的质子很快被碱中和,对溶液的PH值无影响。用氨水调节Ph值时,雾滴表面的正电荷主要是氨离子,而不是质子,因此从理论上推断应该大量生成与氨离子的加合物,但事实上,以氨水调至ph值为10.5,咖啡因的加质子峰仍有很强信号,在这里,咖啡因的液相碱度远远小于氨离子,因此不可能通过雾滴表面液相酸碱反应获得质子。可能的解释是咖啡因与氨离子发生碰撞,从而发生分子离子反应,获得质子。调节锥孔电压可以观察到当电压调高时,氨加合离子减少,加合质子峰信号增强,进一步证明咖啡因与氨离子碰撞从而获得质子。该反应发生在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]中,从而也证明了咖啡因的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]碱度高于氨离子。 如果在液相和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]中均没有可供的质子源,而又有带质子的准分子离子峰出现,如用NaOH将溶液调至碱性,仍有较强的质子峰,如果考虑是电解产生质子,但在强碱环境中,该质子很快被碱中和。 在大气压化学电离的过程中,N2,O2,在电场作用下会导致带质子的溶剂簇离子的形成,如H3O+,由于水的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]碱度小雨NH3,而NH3又小于被分析物,因此在看似无质子的环境中也能产生带质子的准分子离子。该产生质子分子离子峰的过程被称为电晕效应。 总之,电喷雾产生质子型准分子离子可分为以下几种途径,溶液本身的质子化,2.电解产生质子3 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]酸碱反应4 放电性的溶剂质子化效应。

  • 【资料】电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用

    【资料】电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用

    电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用 桑志红综述 杨松成审校 (国家生物医学分析中心 北京 100850) 摘要 本文综述了电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用。由于电喷雾电离质谱可产生多电荷峰,因此大大扩大了检测的分子质量范围,同时灵敏度高,另外它可与HPLC及高效毛细管电泳分离技术联用,扩大了质谱在蛋白质化学研究中的应用。关键词 电喷雾电离;质谱;蛋白质化学 在有机化合物结构的鉴定中,质谱、核磁、红外及紫外等分析手段,从不同的侧面提供了化合物的结构信息。质谱以质量分析为基础,灵敏度高,可提供化合物的分子量、分子式(高分辨质谱)以及一些有关的结构信息。经典的有机质谱要求待测物能气化,有一定纯度,热稳定性好等条件,因此,极性高,不易气化,热不稳定以及不纯的化合物难以用经典质谱测定。近年来随着有机质谱在质谱硬件、软件、电离技术的发展,以及与各种分离方法相联(如色质联用技术)的接口的不断完善,扩大了化合物的检测范围,在分子量测定方面,已从化学小分子扩展到生物大分子,可测定的分子量达到几十万道尔顿。质谱有多种电离方法,包括场解吸、等离子体解吸、激光解吸、快速粒子轰击、热喷雾电离和大气压电离等。每一种电离方法都有一定的分子量检测范围,一般认为热喷雾的分子量检测最大范围约8ku,快原子轰击为25ku。但是随着分子质量的增加,所有分析方法的灵敏度均有所下降。电喷雾电离质谱(ESI-MS)由于可以产生多电荷峰,与传统的质谱相比扩大了检测的分子质量范围,同时提高了灵敏度,使一种M/Z限制在一定范围的四极质谱,就可以分析分子质量超过200ku的蛋白质[1]。另外ESI-MS方法产生一系列的多电荷峰,可以得到准确的分子量,它还可与HPLC和高效毛细管电泳(CE)分离方法相连接,扩大了质谱在生物领域的应用。电喷雾现象的出现可以追溯到两个世纪之前,但真正把电喷雾作为一种电离方法的创新性的研究是由Dole等在大约30前开始的,他们研究的目的是用电喷雾来产生气态大离子。1984年Yamashita等把大气压电喷雾电离技术与四极质谱结合起来,同年,Alexandror把它和磁质谱结合起来。1988年Fenn研究小组报道了用ESI-MS得到了带有45个正电荷分子量为40ku的蛋白质,随后ESI-MS在生物大分子的研究领域进入了一个全新的发展阶段。到目前为止,该法已经能够分析质量范围大约在200ku的蛋白质。1.电喷雾电离过程[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/08/200608250906_24655_1237095_3.jpg[/img]附图 电喷雾质谱的电离接口示意图 如附图所示,在毛细管管口加一高电压,作用于经喷雾头进入离子化室的溶液,再将3~6kV的电压加到毛细管和相对的电极之间,电压导致毛细管末端的液滴表面的电荷增强,高电压导致液体表面分裂和多电荷液滴的形成,与毛细管子相对的电极携带的正或负电荷以产生正或负电荷液滴。对于电喷雾的整体而言,带电液滴的形成是整个电喷雾过程的第一步,而接下来的离子化是进行电喷雾分析的关键。而带电液滴形成分子离子的机制还不清楚。Iribane和Thomson提出场辅助离子蒸发假设。在这种模型中,处于液滴表面的离子是由于带电液滴的溶剂在空气中蒸发,当场力在液滴表面达到临界点时由液相直接进入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]完成离子化的过程。而Rollgen等提出了不同的假设机理,他认为当液滴在大气压下蒸发时,随着溶剂的蒸发,由于液滴直径变小,液滴表面电荷密度增加,当液滴表面电荷达到雷利极限(Raleigh limit),液滴进一步裂变,再次达到雷利极限,再一次“爆炸”,如此循环,当溶剂从小液滴中完全蒸发后形成分子离子。Abbas和Latham的实验证实了从液滴生成分子离子的这一假设。 对于大分子化合物离子化过程的形成可用带电残渣模型理论加以解释,该理论认为大分子[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]离子的形成是基于溶剂蒸发,由库仑爆裂辅助及较小液滴的相互排斥而导致液滴形成仅含有一个分子离子的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]离子,此过程所需能量很低,不会导致分子裂解。但是通过离子源内离子传输区的碰撞诱导解离(CID)电压设置可得到一些有效的碎片离子,但这只对一些不稳定结构有效,并且ESI-MS的CID质谱与电子轰击质谱(EI)及快原子轰击质谱(FAB)有一定的不同,可能是由于前者的开裂环境比EI及FAB源更为复杂,因此在对化合物结构的获得上有一定的制约。随着现代技术的发展,电喷雾与串联质谱(MS-MS)相连,即能为化合物提供很多结构信息。 2.电喷雾电离质谱的分子质量的检测 由于ESI-MS的分子离子状态不是由于裂解(除非在高能量下发生碰撞诱导解离进入真空系统)而得到,因此对于生物大分子的分子量测定变得比较容易。ESI-MS得到的是一簇多电荷的质谱峰群,它的分子质量的测定可从以下假设中得出:(1)两相邻峰相差一个电荷;(2)电荷是由于分子离子质子化形成的。任何两个峰都可有效地测定分子质量。方程式(1),(2)描述了分子质量Mr和多电荷离子(P1,P2)以及它们各自所带电荷(Z1,Z2)之间的关系。P1Z1=Mr+MaZ1=Mr+1.0079Z1 (1) P2Z2=Mr+1.0079Z2 (2)当P2P1时解(1)、(2)方程,得 Z1=J(P2-1.0079)/(P2-P1) (3)通过Z1可得到准确的分子质量。于是可将一簇多电荷峰的质谱图转化成化合物[M+H]+或[M+H]-的质谱图。

  • 电喷雾质谱基础知识分享

    ESI离子源的组成ESI电离源实际上是由两个外部独立、内部关联的组件组成。大气压区域包括有ESI喷雾毛细管和辅助硬件,而真空接口负责将离子传输到质谱仪内部。ESI电离源大气压部分的常见组成包括:1、 带有高电压的电喷雾毛细管2、 电喷雾毛细管与连通高真空区的取样孔之间的电位差3、 还有一些去溶剂装置真空接口的常见组成包括1、 引入喷雾离子的小孔或毛细管2、 一组溶剂分离器和真空泵系统3、 射频离子引导装置电喷雾电离的基本过程可简述如下:在管内含有极性溶剂的毛细管末端加上高电压,可以产生微小液滴的气溶胶喷雾,在喷雾过程中还常被辅以雾化气或超声雾化装置。为了克服液体膨胀吸热而产生的簇离子,还常常同时使用干燥的浴气或加热去除溶剂等方法,通过取样小孔或气液分离器将小液滴引入真空系统,真空接口还包括差级真空系统和离子聚焦系统,保证最大的离子传输率。真空系统中的碰撞诱导解离,一方面可以克服溶剂簇离子,另一方面可以提供具有结构特征的碎片离子信息。从仪器的角度来看,很容易将使用原理分成三个部分:电喷雾过程、真空接口、各种各样的辅助技术。电喷雾过程:电喷雾过程实质上是电泳过程,也就是说,通过高压电场可以分离溶液中的正离子和负离子,例如在正离子模式下,电喷雾电离针相对真空取样小孔保持很高的正电位,负电荷离子被吸引到针的另一端,在半月形的液体表面聚集着大量的正电荷离子。液体表面的正电荷离子之间相互排斥,并从针尖处得液体表面扩展出去,当静电场力与液体表面张力保持平衡时,液体表面形成taylor锥体,随着液滴的变小,电场强度逐渐加强,过剩的正电荷克服表面张力形成小液滴,最终从taylor锥体的尖端溅射出来。有趣的是喷雾电压并不需要直接施加于喷雾针上,可以加到带有雾化气装置的金属套管上,使用带有金属端头的玻璃毛细管,允许喷雾针的电压接地,而在毛细管接口的入口处施加了一个负高压,这样做可以避免电流通过LC或注射泵的导电溶液引发漏电问题,但它并不减小针尖放电的可能性。真空接口连接大气压区域和真空区域的最小接口是取样小孔或毛细管,他们起着限制流量的作用。溶剂分离器和多级真空泵系统的作用是逐级降低压力,离子透镜组可以聚焦离子束并有效地将离子传输到质谱仪,真空接口还具有裂解溶剂簇离子的重要用途,并通过碰撞诱导解离产生碎片离子。调节真空接口内的电压可提高溶剂化离子的动能,使之在较高的压力环境下能够发生诱导碰撞解离。在温和的条件下,溶剂簇离子可以被打掉从而完成去溶剂过程,如果动能继续增加,就会产生碎片离子。选择合适的接口电压对于得到成功的ESI实验十分重要。各种各样的辅助技术1、 喷气辅助雾化和去除溶剂 纳升喷雾时静电喷雾效果最好,但是流速变大时就很难发生电喷雾,并且很难保持稳定。为了引发电喷雾必须严格的界定电场及其相关参数,诸如电离高压、喷雾针的直径及位置等。喷气辅助雾化即熟知的离子喷雾就是通过使用反吹喷雾气流雾化小液滴从而形成气溶胶的,即使在相对较高流速下以及无电场的条件下也能发生喷雾,当然,还需要一个高压电场去引发电荷分离为前提。喷气辅助雾化还可以结合加热装置或气动喷雾装置从而设计出更加稳定和耐用ESI电离源。为了有助于液滴干燥,加热的气体可采用逆向或横向交叉的流动方向。2、加热去除溶剂及热裂解现象 加热金属毛细管接口,含有高效的和简便更换的玻璃毛细管以及加热的氮气气帘装置,加热可以帮助小液滴脱除溶剂,无反相吹扫气的ESI离子源会引发化合物热裂解。 3、其他电离源的设计(垂直喷雾等) 为了减少对离子源的污染和使用不挥发性的缓冲盐溶液,使用专门的机械装置以阻止中性液流直接流入真空接口,在离子通过加热脱除溶剂区域时,采用复杂的飞行轨迹。如,agilent公司开发出了垂直喷雾接口,micromass公司开发出了Z形喷雾离子源。虽然这些技术减少和降低了质谱仪的污染,但是不能使用不挥发性缓冲溶液的问题依然没有完全解决。这个问题的存在主要因为过多的盐或其他污染物会抑制离子的生成。将盐和不挥发性的缓冲物保留在质谱仪的外面,可以避免堵塞以及保持ESI离子源和接口的清洁,但他不解决由于过度加合物的生成而引起样品信号抑制和峰行展宽等问题。溶剂和缓冲溶液通常反相HPLC使用的溶剂,比如水、甲醇和乙腈,都十分适合于ESI电离。其它适合的溶剂还包括:二氯甲烷、二氯甲烷-甲醇混合物、二甲基亚砜、分子较大的醇类,比如异丙醇和丁醇,四氢呋喃,丙酮以及二甲基甲酰胺。不适合[f

  • 【资料】ESI电喷雾电离源的原理

    电喷雾电离源(Elaectrospray Ionization-ESI源)电喷雾离子源属于一种软电离源,能使大质量的有机分子生成带多电荷的离子,通常认为电喷雾可以用两种机制来解释。(1)小分子离子蒸发机制:在喷针针头与施加电压的电极之间形成强电场,该电场使液体电,带电的溶液在电场的作用下向带相反电荷的电极运动,并形成带电的液滴,由于小雾滴的分散,比表面增大,在电场中迅速蒸发,结果使带电雾滴表面单位面积的场强极高,从而产生液滴的“爆裂”重复此过程,最终产生分子离子。(2)大分子带电残基机制:首先也是电场使溶液带电,结果形成带电雾滴&带电的雾滴在电场作用下运动并迅速去溶,溶液中分子所带电荷在去溶时被保留在分子上,结果形成离子化的分子。一般来讲,电喷雾方法适合使溶液中的分子带电而离子化。离子蒸发机制是主要的电喷雾过程,但对质量大的分子化合物,带电残基的机制也会起相当重要的作用。电喷雾也可测定中性分子,它是利用溶液中带电的阳离子或阴离子吸附在中性分子的极性基团上而产生分子离子。

  • 实验分析仪器--有机质谱仪电喷雾电离源结构原理及特点

    [b]1.基本原理[/b]一般认为当细小的雾滴从毛细管喷射出来时,就从毛细管口的高强电场中获得了大量的电荷,由于受电荷之间库仑力的作用,这些电荷均匀地分布在液滴的表面。当液滴被干燥去溶时,液滴体积逐渐减小,于是单位表面积上的电荷急剧增加,使得液滴不稳定而进行分裂,产生更细小的液滴。如果对新产生的液滴继续去溶,则将继续这种过程,直到产生稳定的单分子多电荷离子为止。为适应大流量样品需求,一般会使用雾化气(气动辅助雾化气)辅助雾化,电喷雾电离源(electrospray ionization,ESI)见图1,而没有使用雾化气的小流量电喷雾也常被称为纳升电喷雾(nano-ESI)。 [img=image.png,500,276]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167255113989.png[/img]图1 电喷雾装置示意图[b]2.技术分类[/b]电喷雾电离是以电场作用为主的一种电离方法,待电离样品直接引入电场中形成离子。[b]3.技术特点[/b]电喷雾作为一种工业技术,很久以前就已用于工业生产,比如在工业上很早就开始用电喷雾来给汽车等上漆。当液体高速地从喷嘴喷射出来时,能够形成非常细小的带电液滴,如果提供的能量足够高时,还可以使液滴干燥去溶,进而形成气态分子离子。在ESI中,一般还利用切向的热气流来去溶,有时候也用多种方法进行联合去溶,能够得到更好的去溶效果。如果在酸性溶液中,一般形成(M+nH)[sup]n+[/sup]形式的多电荷阳离子;反之,如果具备去质子的条件,则形成(M-nH)[sup]n-[/sup]多电荷离子。在大分子中,这种电荷数量可以多达100以上,这种多电荷离子的形成大大降低了大分子的质荷比,并且根据峰的位置和相邻峰之间的间隔可以计算出分子的精确质量,非常有利于生物大分子的检测。因此,电喷雾在生命物质的结构分析中特别有意义。由于具有非常好的去溶、电离效率,使得ESI具有非同寻常的灵敏度,一般检出限在amol(10[sup]-18[/sup]mol)数量级。另外电喷雾在小分子分析中常能生成单电荷准分子离子,在用质谱-质谱分析混合物时,各组分的准分子离子经过碰撞(CID)得到二级质谱信息,其对结构鉴定也具有重要意义

  • 紫外+光电抢占液相检测器50%的市场——液相色谱仪检测器配置调查,蒸发光散射检测器异军突起

    紫外+光电抢占液相检测器50%的市场——液相色谱仪检测器配置调查,蒸发光散射检测器异军突起

    之前版面做了个检测器配置调查,投票得到了积极响应,而且最多的检测器有上百票,数据也体现了一定的真实性你们实验室高效液相色谱仪配置了何种检测器?http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111124/3665675/不同的检测器,检测项目不一样,应用领域也不一样,我们配置仪器,都是根据自己所需来定。先来看看这次的投票结果吧,如下图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/06/201306301645_448473_1608710_3.jpg图例分析:1、紫外检测器还是液相色谱的主导,因为它可以检测大部分液相色谱可以检测的化合物。VWD和DAD两项的投票基本一致,只是现在检测器在可变波长与二极管阵列的价格上有很大出入,VWD相对价格便宜,所以仪器配置的比例还是更高。2、示差检测器已经商品化很多年,再加上其独特的检测领域,特别是GPC分析仪器上的配置,所以它还占有很大比例。3、异军突起的我想应该是蒸发光散射检测器(ELSD)了,它的出现没有多少年,而它的配置居然占到了12%。目前虽然ELSD的很多检测方法没有标准化,但是中国药典在一部已经有很多采用了ELSD检测,而中药的分析,也是药品分析中的重要组成,很多药品企业应该都会考虑它吧。4、荧光检测器由于其灵敏度高,而且在液相领域应用也很广,检测机构一般都会配置。5、而目前有几个检测器,比如电化学检测器、电喷雾检测器等,这些都具有专一行,通用性差,所以基本都是专用液相配置的多。大家有自己的想法,欢迎补充!!!

  • 【在线讲座90期】挑战传统ELSD的新一代通用型检测器—电喷雾检测器(CAD),火热报名中……(2011年7月27日 15:00)

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191653_631337_1632253_3.gif【在线讲座90期】挑战传统ELSD的新一代通用型检测器—电喷雾检测器(CAD)主讲人:刘立洋 赛默飞世尔科技戴安活动时间:2011年7月27日 下午 15:00http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191653_631337_1632253_3.gif1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、参加及审核人数限制:限制报名人数为120人,审核人数100人。3、报名截止时间:2011年7月27日下午15:004、报名参会:http://simg.instrument.com.cn/meeting/images/20100414/baoming.jpg5、参与互动:本次讲座采取网络讲堂直播模式,欢迎大家积极发言提问。 *参会期间您还可以将有疑问的数据通过上传的形式给老师予以展示,并寻求解答*6、环境配置:只要您有电脑、外加一个耳麦就能参加。建议使用IE浏览器进入会场。7、参加奖励:报名且参与讲座的人将每人奖励5--50分不等的奖励。8、提问时间:现在就可以在此帖提问啦,截至2011年7月26日9、会议进入:2011年7月27日14:30点就可以进入会议室10、开课时间:2011年7月27日15:0011、特别说明:报名并通过审核将会收到1 封电子邮件通知函(您已注册培训课程),请注意查收,并按提示进入会议室!为了使您的报名申请顺利通过,请填写完整而正确的信息哦~http://simg.instrument.com.cn/webinar/20110223/images/zb_11.gif注意:由于参会名额有限,如您通过审核,请您珍惜宝贵的学习交流机会,按时参加会议。如您临时有事无法参会,请您进入报名页面请假。无故不参会将会影响您下一次的参会报名。快来参加吧:我要报名》》》快来提问吧:我要提问》》》

  • 【求助】电喷雾质谱操作技术

    请教各位:做电喷雾质谱应注意哪些事项?我用磷酸三丁酯萃取金属离子,负载萃取有机相中含有金属离子.怀疑进入有机相的金属离子可能形成金属-金属簇合物.其分子量应该很大.如何用电喷雾质谱证实?谢谢各位,请指教.

  • 【求助】电喷雾质谱操作技术

    请教各位:做电喷雾质谱应注意哪些事项?我用磷酸三丁酯萃取金属离子,负载萃取有机相中含有金属离子.怀疑进入有机相的金属离子可能形成金属-金属簇合物.其分子量应该很大.如何用电喷雾质谱证实?谢谢各位,请指教.

  • 【讨论】关于液相色谱目前最灵敏通用检测器总结

    目前通过各位版友的讨论,可以看出:液相色谱目前使用MS-MS是较通用且灵敏度较高的检测器,能够检测各种化合物。缺点是比较昂贵。不过,很多仪器都是从昂贵中走过来的,随着社会的进步,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]-ms会成功普通的检测分析手段的。希望这一天早日到来。下面是网友的帖,欢迎讨论。液相色谱常用的检测器为紫外检测器(UVD) 、二级管阵列检测器(DAD) 、荧光检测器(FD) ,同样质谱检测器(MS) 的应用为液相色谱开辟新天地。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url] 主要难点是接口问题,因为MS 需要在高真空条件下工作,直到最近十几年来才攻克这一技术难题,使得应用越来越广泛。在液相色谱质谱联用中MS 接口主要有热喷雾电离(TSP) 、粒子束电离( PB) 和大气压电离(API) 。其中API 主要包括电喷电离( ESI) 和大气压化学电离(APCI) 两种电离方式,而且二者在灵敏度和结构信息方面也很相似。在ESI 中流动相的喷雾和电离受使用电场的影响,而APCI 中的电离是由加热的毛细管和光交换共同完成的。由于它们的灵敏度高、离子化稳定,在农药残留检测中也是应用最广泛的质谱检测器11 。ESI 和AOCI 都是软电离方式,在使用正负离子源时分别给出质子化的〔M + H〕+ 和去质子的〔M-H〕+ 准分子离子。使用ESI-MS 时还可以加入Na + ,这样〔M+ Na〕+ 作为先驱离子使方法达到最高灵敏度。使用质谱检测器的另一突出特点是样品被萃取后不经净化直接进[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url] 进行检测,都取得很好的回收率和检出限。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]-MS 中使用三个四级杆,即使对复杂基质也有很好的灵敏度,T. Goto 等利用流动注射LC-ESI-MS-MS 测定桔类水果中的氮甲基氨基甲酸酯类农药,H. G. J .Mol 等利用LC-APCI 串联质谱测定蔬菜水果中的有机磷农药。

  • 电喷雾离子源原理-离子迁移搬运机理的应用探讨

    电喷雾离子源原理-离子迁移搬运机理的应用探讨

    [align=center][b][font=黑体]电喷雾离子源原理与离子迁移搬运机理的应用探讨[/font][/b][/align][align=center][font=宋体]罗杰鸿[/font][sup]1*[/sup][/align][align=center](1.[font=宋体]广东安纳检测技术有限公司,[/font][font=宋体]广东[/font][font=宋体]广州[/font]510000)[/align][b][font=宋体]摘要[/font]: [/b][font=宋体]自从[/font][font=宋体]电喷雾现象被发现,对于以[/font]ESI[font=宋体]为代表的软电离现象中,物质如何带电荷依然存在着争论。科学家们从不同的角度描述了这一个过程,但现今的理论依然无法完全解释众多的实验现象。同时,由于理论的不成熟,制约了软电离在技术方面的应用,比较直接地表现为,理论的缓慢发展,制约了离子源的设计与研制工作,使得离子源从实验室走向商业化遇上了不少的瓶颈。本文通过简述现有的离子源原理,并对离子迁移搬运机理的应用进行了探讨和展望。[/font][b][font=宋体]关键词[/font]:[/b] [font=宋体]电喷雾现象;[/font][font=宋体]离子源理论;离子源的设计;商业化;[/font][b][font='Times New Roman',serif]The principle of ionspray ion source -- Application of ion migrate and transport mechanism[/font][/b][align=center]Luo Jiehong[sup]1*[/sup][/align][align=center](1.Guangdong Anna testing co, ltd[font=宋体],[/font] Guangzhou510000[font=宋体],[/font] China)[/align][b]Abstract:[/b]Since the discovery ofelectrospray spray phenomenon, there is still a debate about how to chargesubstances in the soft ionization phenomenon represented by ESI. Scientistshave described this process from different perspectives, but the current theorystill cannot fully explain many experimental phenomena. At the same time, dueto the immaturity of the theory, the application of soft ionization intechnology is restricted, which is directly reflected in the slow developmentof the theory, which restricts the design and development of the ion source,and makes the ion source meet many bottlenecks from the laboratory tocommercialization. In this paper, the principle of existing ion sources isbriefly described, and the application of ion migration and transportationmechanism is discussed and prospected.[b]Key words[/b]: electric spray phenomenon Ion source theory Design of ionsource Commercialization 1913[font=宋体]年,著名英国物理学家汤姆逊采用一台简陋的抛物线装置研究[/font] “[font=宋体]正电[/font]”[font=宋体]射线,非有意之中诞生了质谱学。[/font]1917[font=宋体]年,电喷雾物理现象被发现(一个伟大的发现,可是当时并非为了在质谱仪器上使用),人们使用静电喷雾法进行喷漆、燃料物化、静电乳化等。区别于[/font]EI[font=宋体]等高能量碰撞使得物质带电的硬电离模式,电喷雾带电等模式被称为软电离模式。[/font][font=宋体]自从学者们发明电喷雾离子源[/font]ESI[font=宋体]以来,其气相离子形成的机理一直争论了很长一段时间[/font][1-9][font=宋体]。其中,离子蒸发机理[/font](IEM )[font=宋体]、带电残基机理[/font](CRM)[font=宋体]、链弹射理论[/font](CEM)[font=宋体]是比较常见的气相离子形成机理。最近,基于相关实验结果,笔者等提出[/font]“[font=宋体]离子迁移搬运[/font]”[font=宋体]的机理[/font][10][font=宋体]。本文对近年来关于离子源原理的研究工作进行简述,并对离子迁移搬运机理的应用进行探讨和展望。[/font][b]1 [font=宋体]电喷雾离子源的基本原理[/font][/b][font=宋体]电喷雾离子源[/font]ESI[font=宋体]利用电场产生带电液滴,经过各种作用最终实现待测物质的分子离子化。待测物质能够成功地实现电喷雾离子化,一般经过几个步骤[/font][11][font=宋体]:形成带电液滴、液滴变小、最后形成气相离子。带电液滴形成过程、带电液滴变小过程已经得到相关实验的验证,但怎样形成气相离子,受限于缺乏精密仪器,依然存在着争论。对于最后步骤,学者们从不同的角度去说明这个过程[/font][11-12][font=宋体],[/font]IEM[font=宋体],[/font]CRM[font=宋体],[/font]CEM[font=宋体]等三个理论,有一定的适用范围,也能应用于解释一些的实验现象,但依然存在许多实验现象无法应用这些理论来解释。[/font][b]1.1 [font=宋体]朱一心的实验与理论[/font] [/b]IEM[font=宋体],[/font]CRM[font=宋体],[/font]CEM[font=宋体]是比较常见的几种观点,许多论文已经详细讲述这些原理[/font][1-9][font=宋体]。[/font]IEM[font=宋体],[/font]CRM[font=宋体],[/font]CEM[font=宋体]等理论,至今也无法解释以下两个问题:[/font]1[font=宋体]、为什么电喷雾离子源中存在多电荷现象,尤其是蛋白质电荷分布近似于高斯分布[/font]? 2[font=宋体]、为什么电喷雾离子源存在离子抑制现象[/font]? [font=宋体]而且,在解释热裂解测定,负离子模式测定等常见的实验现象中,也存在着一定的困难。[/font][font=宋体]朱一心等认为,根据电磁场理论,介质在电场中,正负电荷是以成对的形式存在的,不可能形成正负离子分离,在电极的同一端更不可能产生正、负离子分离的现象,因此并不认为多余的电荷是来自于液滴[/font][13,14][font=宋体]。通过其研制的一款新型离子源[/font](Coanda Effect ESI Source)[font=宋体]进行实验分析,朱一心等[/font][14][font=宋体]提出并证明:电喷雾离子化过程中的质子来自于[/font]Taylor Cone[font=宋体]外的气氛,离子化室的氛围是影响电喷雾离子化过程的重要因素,通过有效控制离子化室的氛围,可以提高分析物分子离子化的效率。[/font][b]1.2 “[font=宋体]离子迁移搬运[/font]”[font=宋体]的机理[/font][/b][font=宋体]朱一心等认为质子来源于泰勒锥外的空气中,而实际上,我们常用离子加合进行待测物测定[/font][15][font=宋体],离子加合,例如铵根离子加合,其中的铵根离子,来源于通过在流动相添加乙酸铵,可以看出,大部分情况下,质子等加合离子是来源于流动相的。常见的钠离子、钾离子等正离子加合,空气中一般不存在钠离子、钾离子等,离子源的负离子模式测定或者热裂解测定,更是不需要任何的质子来源。[/font][font=宋体]笔者长期从事离子加合测定和热裂解测定,结合笔者的相关研究内容[/font] [16-18][font=宋体],笔者等提出[/font]“[font=宋体]离子迁移搬运[/font]”[font=宋体]的机理。新机理表述归纳为三点。[/font][font=宋体]首先,在离子源里,通过各种脱溶剂作用,在毛细管尖端周围空间迅速形成存在大量的[/font]H[sup]+[/sup][font=宋体]、[/font]NH[sub]4[/sub][sup]+[/sup][font=宋体]、[/font]Ac[sup]-[/sup][font=宋体]、[/font]Cl[sup]-[/sup][font=宋体](加三氯甲烷等)、[/font]NO[sub]2[/sub][sup]-[/sup][font=宋体](添加含[/font]NO[sub]2[/sub][sup]-[/sup][font=宋体]离子的物质)、[/font]Na[sup]+[/sup][font=宋体]等加合离子[/font][font=宋体]的流动相蒸气[/font]-[font=宋体]氮气辅助气氛围。这些条件,为离子在空气中的迁移提供了电泳条件。假设当毛细管电压为正时,检测器电压看作负,加合离子在这样含有流动相蒸汽的脱溶剂气氛围中发生迁移。[/font][font=宋体]而此时流动相里的待测物在相似的脱溶剂条件下形成裸露的分子。在一定温度下,这些裸露的分子有可能进一步裂解成离子,发生迁移后被测定,如灭菌丹[/font][10][font=宋体]。热裂解测定需要离子源达到一定的温度,对离子源有一定的要求。[/font][font=宋体]最后,[/font]H[sup]+[/sup][font=宋体]、[/font]NH[sub]4[/sub][sup]+[/sup][font=宋体]等加合离子,与不带电荷的裸露小分子通过氢键、范德华力、离子键等作用力结合在一起,发生迁移而到达质谱检测器。加合离子和裂解产生的离子(包括热裂解产生的离子,负离子模式产生的离子)是迁移的主体,是实际上产生迁移物质,它们充当着[/font]“[font=宋体]搬运工[/font]”[font=宋体]的角色,通过作用力,它们能够把蛋白质等待测物质迁移到质谱。示意图如图[/font]1[font=宋体]所示。[/font][font=宋体]离子迁移搬运机理可以简述为:假设当毛细管为正,而质谱检测器为负时,由流动相、脱溶剂气或者空气等提供电泳条件。此时,[/font]H[sup]+[/sup][font=宋体]、[/font]NH[sup]4+[/sup][font=宋体]等加合离子发生迁移,当它们迁移的时候,通过作用力,把裸露的小分子或者蛋白质搬运到质谱检测器。搬运的对象可以是裸露的小分子或者蛋白质,也可以是团簇小溶剂,也可以是空气中的小分子物质。[/font][font=宋体]迄今为止,软电离技术关于物质如何带电这个现象的解释,强调的是物质是如何带电荷,但离子迁移搬运理论指出,并不是物质带电荷,而是电荷带物质,迁移的中心是电荷,而不是待测物质,电荷才是真正迁移的主体。同时[color=black]我们认为[/color][/font][font=宋体][color=black],[/color][/font][font=宋体]电荷带物质的[/font][font=宋体][color=black]原理同样适用于与[/color][/font][color=black]ESI[/color][font=宋体][color=black]类似的化学电离[/color][/font][color=black](Chemical ionization, CI)[/color][font=宋体][color=black]。[/color][/font][align=center][img=,639,181]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212151536523466_4523_3237657_3.png!w690x196.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]1 “[font=宋体]离子迁移搬运[/font]”[font=宋体]机理示意图[/font][/align][align=center]Fig. 1 Schematic diagram of "ion migrate andtransport" mechanism [/align][b][color=black]2[/color][font=宋体]多电荷现象、离子抑制现象的初步解释[/font][/b][font=宋体]利用[/font]“[font=宋体]离子迁移搬运[/font]”[font=宋体]机理对离子源的某些实验现象,例如多电荷现象、离子抑制现象等等,进行初步的解释。蛋白质在结构紧凑时,内部形成内核,加合离子只能结合在其外部的位点,而当蛋白质结构展开时,加合离子能够结合其链条上的位点,从而产生不同的多电荷现象。[/font]“[font=宋体]离子迁移搬运[/font]”[font=宋体]机理可以对多电荷的电荷分布现象进行初步解释,当迁移一定的距离时,对于一定分子量的大分子,需要一定量的加合离子,通过其相互作用力,使得其实现向离子源的迁移,但当加合离子数量过多的时候,相互之间的排斥力增大,因此,蛋白质的多电荷呈现中间高,两端低的类似于高斯分布现象。从原理进行推论,能够检测到的蛋白质的电荷分布,与接口到检测器之间的距离有关,与形成的加合离子数目有关(加合离子数目与接口的氧化还原反应等因素有关,与流动相添加的物质有关),与蛋白质的结构有关。辅助气氛围中含有一定数量的加合离子,不同分析物会竞争结合这些加合离子,从而出现离子抑制现象。[/font][b][color=black]3 [/color][font=宋体][color=black]离子源设计思路的探讨[/color][/font][/b][color=black] [/color][font=宋体][color=black]上世纪[/color][/font][color=black]60[/color][font=宋体][color=black]年代,[/color][/font][color=black]Dole[/color][font=宋体][color=black]等研制了第一台采用电喷雾现象的质谱仪,并用于分析了聚苯乙烯大分子,但仍然不能测定蛋白质[/color][/font][color=black][5][/color][font=宋体][color=black]。之后[/color][/font][color=black], Fenn[/color][font=宋体][color=black]等[/color][/font][color=black][21][/color][font=宋体][color=black]发现了[/color][/font][color=black] Dole[/color][font=宋体][color=black]所设计的离子源存在的问题,修正了离子源喷针和端板之间的距离[/color][/font][color=black], [/color][font=宋体][color=black]从而降低了喷针电压。自从[/color][/font][color=black]1917[/color][font=宋体][color=black]年以来,软电离模式(主要为电喷雾,[/color][/font][color=black]CI[/color][font=宋体][color=black])中物质如何带电成为了一个争论不休的领域,其一定程度上制约了科学家们研制新的离子源。[/color][/font][font=宋体][color=black]待测物质能够被检测,一般情况下采用三种方式。[/color][/font][color=black]1. [/color][font=宋体][color=black]电场、热、光等物理因素直接裂解待测物质,产生离子,例如灭菌丹测定[/color][/font][20][font=宋体][color=black]。[/color][/font][color=black]2.[/color][font=宋体][color=black]电场、热、光等物理因素通过各种反应,产生待测物质的单电子离子。[/color][/font][color=black]3.[/color][font=宋体][color=black]通过不同的方式产生加合离子,再与待测物质结合后,产生迁移而被测定。现今主流离子源设计一般采用以上三种方式。[/color][/font][color=black] “[/color][font=宋体][color=black]离子迁移搬运[/color][/font][color=black]”[/color][font=宋体][color=black]机理指出,以质子为代表的加合离子是否来源于流动相并不是最重要的,关键的问题是怎样形成含有加合离子的电泳条件,对于辅助气氛围是否含有流动相及其对灵敏度的影响,有待进一步研究。提高离子源的分子离子化率,怎样使得待测物质分子离子化率的效率更高,响应值更高,依然是现今离子源研制的一项重要工作,也是蛋白质组学最大的技术瓶颈之一[/color][/font][color=black][22][/color][font=宋体][color=black]。[/color][/font][color=black] [/color][b][color=black]4 [/color][font=宋体][color=black]质谱仪等其它部件研制思路的探讨[/color][/font][color=black] [/color][/b][color=black] [/color][font=宋体]从原理进行推论,[color=black]我们认为,待测物质在加上加合离子后,加合离子与待测物质之间存在[/color]一定的作用力,而待测物质在被搬运的过程中,经过质谱仪等各个核心部件时,如果作用力不够强或者受到的外力过大,可能导致加合离子与待测物质分离。因此,[/font][color=black]“[/color][font=宋体][color=black]离子迁移搬运[/color][/font][color=black]”[/color][font=宋体][color=black]机理有望应用于液相质谱的其它部件的研制上。[/color][/font][b]5 [font=宋体]总结与展望[/font] [/b][font=宋体]本文提出,软电离技术的基本原理并不是物质带电荷,而是电荷带物质,迁移的中心是电荷,而不是待测物质,电荷才是真正迁移的主体。[/font][font=宋体]离子源原理的研究,对于离子源的设计与研制有着重要的作用,理论的发展,为解决当前离子源设计上的问题提供了良好的发展基础。当前离子源的设计与研制,在某些问题的解决上发展缓慢[/font][23-25][font=宋体]。离子源理论发展的缓慢,制约了离子源的设计与研制工作,使得离子源从实验室走向商业化遇上了不少的瓶颈。因此,发展离子源的理论具有重要意义,将是未来研究的重要方向。[/font][b][font=宋体]参考文献:[/font][/b][1] [font=宋体]赵霞[/font],[font=宋体]步芬[/font],[font=宋体]邹丽敏[/font],[font=宋体]李博[/font].[font=宋体]电喷雾解吸质谱及其应用[/font][J]. [font=宋体]价值工程[/font], 2012, 31(02): 326-328.[2] [font=宋体]张维冰,高方园,关亚风,张玉奎[/font]. [font=宋体]电喷雾离子源中样品离子化能量转移理论的初探[/font][J]. [font=宋体]色谱,[/font]2014[font=宋体],[/font]32(04): 395-401.[align=left][3] Cech N B,Enke C G. Practicalimplications of some recent studies in electrospray ionization fundamentals.[J].Mass spectrometry reviews,2001,20(6).362-387.[/align][align=left][4] Iribarne J V[font=宋体],[/font]Thomson B A[font=宋体].[/font]On the evaporation ofsmall ions from charged droplets[J]. The Journal of Chemical Physics[font=宋体],[/font]1976[font=宋体],[/font]64(6):2287-2294.[/align][align=left][color=black][back=white][5] [/back][/color][color=black][back=white]Dole[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white],[/back][/color][/font][color=black][back=white]Malcolm. Molecular Beams of Macroions[J]. Journal of ChemicalPhysics[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white],[/back][/color][/font][color=black][back=white]1968[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white],[/back][/color][/font][color=black][back=white]49(5):2240.[/back][/color][/align][align=left][6] Iavarone A T,Williams E R.Mechanism of charging and supercharging molecules in electrosprayionization.[J]. Journal of the American Chemical Society[font=宋体],[/font]2003[font=宋体],[/font]125(8)[font=宋体],[/font]2319-2327.[/align][align=left][7] Ahadi E[font=宋体],[/font]Konermann L.Modelingthe behavior of coarse-grained polymer chains in charged water droplets: implications for the mechanism ofelectrospray ionization[J]. J Phys Chem B[font=宋体],[/font]2011[font=宋体],[/font]116: 104-112[color=black][back=white].[/back][/color][/align][align=left][8] Konermann L[font=宋体],[/font]Rodriguez A D[font=宋体],[/font]Liu J . On the Formationof Highly Charged Gaseous Ions from Unfolded Proteins by ElectrosprayIonization[J]. Analytical Chemistry[font=宋体],[/font]2012[font=宋体],[/font]84(15):6798-6804.[/align][align=left][9] [font=宋体]裴继影[/font],[font=宋体]侯壮豪[/font].[font=宋体]质谱电喷雾离子源中电化学与电晕放电氧化还原反应的研究进展[/font][J].[font=宋体]分析测试学报[/font],2018,37(12):1508-1513.[/align][align=left][10] [font=宋体]罗杰鸿[/font]. [font=宋体]电喷雾离子源原理的一些理论探讨[/font][J].[font=宋体]广东化工,[/font]2020[font=宋体],[/font]47(13):78-79.[/align][align=left][11] [font=宋体]高方园,张维冰,关亚风,张玉奎[/font]. [font=宋体]电喷雾离子源原理与研究进展[/font][J].[font=宋体]中国科学[/font]:[font=宋体]化学,[/font]2014[font=宋体],[/font]44(07):1181-1194.[/align][align=left][12][font=宋体]张维冰,高方园,关亚风,张玉奎[/font]. [font=宋体]电喷雾离子源中样品离子化能量转移理论的初探[/font][J]. [font=宋体]色谱,[/font]2014[font=宋体],[/font]32(04):395-401.[/align][align=left][13]de la Mora J F. Electrosprayionization of large multiply charged species proceeds via Dole’s chargedresidue mechanism[J]. Anal Chim Acta. 2000 406:93-104.[/align][align=left][14][font=宋体]朱一心[/font],Georgia Dolios,Rong Wong,[font=宋体]张玉奎[/font]. [font=宋体]电喷雾离子化过程中的质子来源分析[/font][C]. [font=宋体]中国化学会、国家自然科学基金委员会[/font].[font=宋体]中国化学会第二届全国质谱分析学术报告会会议摘要集[/font].[font=宋体]中国化学会、国家自然科学基金委员会[/font]:[font=宋体]中国化学会[/font],2015:175.[/align][align=left][15]Richard B. Cole,Junhua Zhu.Chloride anion attachment in negative ion electrospray ionization mass spectrometry[J].Rapid Communications in Mass Spectrometry,1999,13(7),607-611.[/align][align=left][16][font=宋体]罗羚丰[/font],[font=宋体]罗杰鸿[/font].[font=宋体]液相质谱测定中离子加合应用的一些研究[/font][J].[font=宋体]食品安全导刊[/font],2019(17):72.[/align][align=left][17][font=宋体]李健文[/font],[font=宋体]罗杰鸿[/font].[font=宋体]液相质谱中离子加合现象与原位化学反应测定研究进展[/font][J].[font=宋体]广东化工[/font],2019,46(07):134-135.[/align][align=left][18] [font=宋体]刘纲勇[/font],[font=宋体]罗杰鸿[/font],[font=宋体]黄锦波[/font].[font=宋体]液相质谱测定非极性或弱极性物质的研究进展[/font][J].[font=宋体]广州化学[/font],2020,45(01):60-65.[/align][align=left][19] [font=宋体]农有全[/font],[font=宋体]罗杰鸿[/font].[font=宋体]液相质谱原位化学反应测定研究进展[/font][J].[font=宋体]广东化工[/font],2020,47(10):151-152.[/align][align=left][20] [font=宋体]汤祝华,梁晓涵,王海灵,等[/font]. [font=宋体]超高效液相色谱串联质谱测定苹果中灭菌丹残留量[/font][J]. [font=宋体]热带农业科学,[/font] 2018[font=宋体],[/font]38(12):99-102.[/align][align=left][21]Yamashita M, Fenn JB.Electrospray ion source. Another variation on the free-jet theme. J Phys Chem,1984, 88: 4451–4459.[/align][align=left][22][font=宋体]朱一心[/font],[font=宋体]吕婷婷[/font],[font=宋体]葛林泽[/font]. [font=宋体]一种应用于质谱仪的电喷雾离子源及质谱分析方法[/font][P]. [font=宋体]浙江省:[/font]CN105304451B,2017-06-16.[/align][align=left][23][font=宋体]李宝强[/font],[font=宋体]张众垚[/font],[font=宋体]孔景临[/font],[font=宋体]张琳[/font],[font=宋体]郭成海[/font],[font=宋体]李翠萍[/font].[font=宋体]敞开式离子化质谱技术研究进展[/font][J].[font=宋体]质谱学报[/font],2020,41(03):221-235.[/align][align=left][24][font=宋体]贺玖明[/font],[font=宋体]李铁钢[/font],[font=宋体]何菁菁[/font],[font=宋体]罗志刚[/font],[font=宋体]再帕尔[/font][font=宋体]阿不力孜[/font].[font=宋体]常压敞开式离子化质谱技术研究进展[/font][J].[font=宋体]分析测试学报[/font],2012,31(09):1151-1160.[/align][align=left][25][font=宋体]丁薛璐[/font],[font=宋体]段忆翔[/font].[font=宋体]等离子体常压解吸离子源质谱[/font][J].[font=宋体]中国科学[/font]:[font=宋体]化学[/font],2014,44(05):672-679.[/align]

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  • 【原创大赛】电喷雾质谱(ESI-HRMS)在生物大分子检测中的应用

    【原创大赛】电喷雾质谱(ESI-HRMS)在生物大分子检测中的应用

    [align=center][b]电喷雾质谱(ESI-HRMS)在生物大分子检测中的应用[/b][/align][align=center]西安国联质量检测技术股份有限公司[/align][align=center]GLP 耿建瑞[/align][align=center] [/align]电喷雾离子源(ESI)的工作原理如图1.7所示,雾化器的喷针加有高电压,液态分析物质低速通过喷针时,在高压电场的作用下,形成泰勒锥,当泰勒锥表面张力小于静电斥力时,形成雾状液滴,含同种电荷的的液滴在高压电场的作用下向毛细管移动,高温氮气干燥气反向吹动,使液滴不断挥发,直至产生脱溶剂,分析物以气态离子进入毛细管。[align=center][img=,660,288]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709081539_01_2904018_3.png[/img] [/align][align=center]图1. 电喷雾离子源(ESI)原理示意图[/align]ESI是一种“软电离技术”,在样品离子化的过程中,没有热汽化的过程,没有离子碎片的产生,能够保持样品丰度完整性;可以准确测出分子质量(mw),从而直观的区分出混合物中的不同组分;另外,ESI可以产生多电荷峰,而质谱测定的是质荷比,大大拓宽了仪器可检测的分子量范围,非常适合大分子化合物以及非共价复合物的分析。ESI也可用于核酸以及核酸与配体的相互作用的分析,与蛋白质的检测不同的是核酸的检测一般采用负离子模式。因为蛋白质含有较多的含氮碱基,在酸性及中性溶液中很容易质子化,而核酸含有磷酸基团,在溶液中容易失去质子,所以核酸的检测一般采用负离子模式。ESI离子源可以产生多电荷离子峰,使得质荷比大大降低,从而扩展了质谱的检测范围,可以检测蛋白质、核酸等大分子。但是同一化合物会产生多种电荷的质谱峰,不同的离子峰必须归属到能够产生该多电荷离子峰的离子,这是一个很复杂的过程。对于低分辨率的质谱,当质谱产生的多电荷质谱峰电荷较少时,每个质谱峰所带的电荷数可通同一离子的带不同电荷的离子峰的比值来确定。但是对于更复杂的样品如蛋白质、DNA等,由于其所含成分多,碎片离子也多多,生成的多电荷质谱情况很复杂——峰数目多,且会有峰折叠,掩盖等情况,其电荷数数和质量数的的确定就很困难。对于复杂样品的检测,提高质谱的分辨率则非常重要,对于一簇多电荷离子峰,我们可以通过相邻两个同位素峰的间距很容易的得到该离子峰所带电荷数,从而很计算出生成该多电荷峰的离子的分子量。但是生物样品成分复杂,即使一次小小的实验也可能会产生成千上万的质谱数据。这就需要对这些多点和质谱数据进行解卷积,对于质谱来说,“解卷积(Deconvolution)”是指利用电荷只能是整数的特点,将同一分子量的不同质荷比的峰按一定的算法组合到一起。科学家们开发出各种各样的算法及软件用于质谱数据的自动解卷积。但是各个仪器公司的解卷积软件价格昂贵,很多实验室,虽然可以利用ESI-HRMS可以得到大量的质谱数据,但是苦于无法解卷积,导致实验数据无法进行分析。在此,介绍由Horn等人提出一种基于高分辨数据的解卷积算法THRASH[sup][[/sup][url=#_ENREF_65][sup]65[/sup][/url][sup]][/sup]。THRASH的基本原理如图1.8:1,使用者设定质荷比m/z范围,质谱峰可能带电荷数目,信噪比阈值等信息。2,程序自动将高于指定信噪比阈值的质谱峰挑出。3,按照自相关算法[sup][[/sup][url=#_ENREF_66][sup]66[/sup][/url][sup]][/sup]计算出质谱峰的电荷数,并计算出平均分子质量。用第2步得到的平均分子质量结合Mercury算法 得出质谱峰簇的理论轮廓图[sup][[/sup][url=#_ENREF_67][sup]67[/sup][/url][sup]][/sup],4,将理论轮廓图与质谱中实际轮廓图对比,得到一个匹配分数(fit score),5,将高于fit score的质谱峰删掉,低于fit score的质谱峰重复第3步骤。[align=center][img=,655,494]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709081539_02_2904018_3.png[/img] [/align][align=center]图2高分辨质谱数据解卷积原理[/align]Navdeep等人基于THRASH开发的开源软件Decon2LS,对质谱数据进行解卷积可以生成电荷数(charge)、单一同位素峰(monoisotopic mass)、同位素最高丰度离子峰(most abundant isotope intensity)、平均分子量(average mass)以及对应的质谱丰度(abundance)等信息,为ESI-HRMS研究蛋白质、DNA及其与小分子化合物的相互作用的分析提供了详细的数据。

  • 实现离子化的方法----电喷雾电离

    使用电喷雾技术实现离子化的方法。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。

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