質譜儀主要由進樣系統(tǒng)、離子源、質量分析器、檢測器和數據處理系統(tǒng)等幾大部分組成。

通常所說的質譜分類是按照質量分析器分類的，因為質量分析器反應了質譜的分辨力，決定了質譜的功能。離子源可以稱之為質譜儀的“心臟”。因為只有樣品發(fā)生了離子化之后才能被質譜檢測到，而離子源的作用就使被測樣品分子電離，并把離子匯聚成具有一定能量和幾何形狀的離子束。由于分析樣品的多樣性和分析要求的差異性，物質電離的方法和原理也各不同，為滿足多方位的分析要求，產生了一系列電離方法。因此，在實際實驗過程中，我們需要根據物質的性質及其電離的原理選擇合適的離子源進行實驗。

質譜儀常用的離子源五種為電子轟擊源（EI）、化學電離源（CI）、電噴霧電離源（ESI）、大氣壓化學電離源（APCI）和基質輔助激光解吸電離源（MALDI）。那么我們配備的離子源的離子化原理及其適用的物質究竟是怎樣的呢？

1，電子轟擊源（EI）：EI源是用在氣相色譜質譜上的，是一種“硬電離”。EI源主要由電離室（離子盒）、燈絲、離子聚焦透鏡和一對磁極組成。其主要的工作原理是燈絲發(fā)射出具備70eV能量的電子，經聚焦并在磁場作用下穿過離子化室到達收集極。此時進入離子化室的樣品分子在一定能量電子的作用下發(fā)生電離，內能較大的離子在與中性分子（如He）碰撞時能夠自發(fā)裂解產生更多的碎片離子。所有的離子被聚焦、加速聚焦成離子束進入質譜分析器。

對于大部分有機物來說，EI源的這種硬電離方式不僅可以看到母離子，而且可以看到很多碎片離子，便于進行結構解析。而且標準譜庫就是利用EI源在70eV的碰撞能量下轟擊已知的純有機化合物，電離后分子離子進一步破碎產生豐富的碎片離子，形成具有豐富“指紋”信息的標準質譜圖，這些標準質譜圖存儲起來成為標準譜庫。我們在相同的碰撞能量下進行實驗獲得的質譜可以與標準譜庫進行對比進而對化合物進行定性分析。

但是當樣品分子穩(wěn)定性不高時，分子離子峰的強度弱，甚至沒有分子離子峰。當樣品不能氣化或遇熱分解時，則更看不見分子離子峰。

適用物質：可揮發(fā)的，熱穩(wěn)定的，沸點一般不超過500℃，分子量一般小于1000的有機物。

2，化學電離（CI）是一種軟電離技術，是分子和離子反應的研究結果在分析化學中的直接應用。CI始于20世紀50年代，產生的碎片很少，在分析化學中具有巨大的潛力。在化學電離過程中，電子首先轟擊試劑氣體以生成試劑離子。樣品分子隨后通過分子和離子反應途徑被試劑離子電離。20世紀70年代被認為是化學電離發(fā)展的一個里程碑。當時，研究人員解決了化學電離需要在真空環(huán)境下工作這一缺點，使化學電離可以在大氣條件下工作。大氣化學電離從電暈放電提供能量，不需要真空環(huán)境，這大大增加了化學電離應用的范圍，化學電離已被廣泛應用于質譜技術中。

3，電噴霧電離源（ESI）：ESI源一般是用于液相色譜質譜聯(lián)用儀器中，這種電離方式基本不產生碎片峰，故稱為軟電離。其主要的工作原理是：包裹著樣品的溶劑進入電噴霧探頭，通過加著高壓的毛細管，高電壓使得液體表面帶上電荷，溶劑被周圍加熱的氮氣氣化從而揮發(fā)，隨著溶劑蒸發(fā)，溶劑表面的庫倫排斥力越來越大，引起液滴爆炸，最后生成單個離子進入質量分析器。

ESI源正是由于軟電離的方式，因此適合做分子量確認。對于分子量大，穩(wěn)定性差的化合物，也不會在電離過程中發(fā)生分解，它適合于分析極性強的大分子有機化合物，如藥物、肽、糖等。它最大的特點就是可以生成多電荷離子，這樣，一個分子量為10000Da的分子若帶有10個電荷，則其質荷比只有1000Da，進入了一般質譜儀可以分析的范圍之內。但是ESI源要求待測樣品在溶液中必須能夠形成離子；流動相中緩沖鹽的種類和濃度對靈敏度均有顯著影響，因此流動相的選擇非常重要；基質抑制現(xiàn)象較為明顯。

4，大氣壓化學電離源（APCI）：APCI是介于ESI和EI源之間的一種離子源，主要應用于液相色譜質譜聯(lián)用儀中，其也是產生(M+H)+或(M-H)-等準分子離子峰，幾乎不產生碎片。其主要的工作原理是：樣品流經熱噴霧器，加熱器輔助樣品分子快速蒸發(fā)。電暈針持續(xù)放電使得源內O2或N2分子電離，O2或N2離子將電荷轉移給溶劑分子，溶劑離子將電荷轉移給目標分子，最終目標離子進入質量分析器。

大氣壓化學電離源主要用來分析中等極性或低極性的小分子化合物。有些分析物由于結構和極性方面的原因，用ESI不能產生足夠強的離子，可以采用APCI方式增加離子產率，可以認為APCI是ESI的補充。APCI主要產生的是單電荷離子，所以分析的化合物分子量一般小于2000Da。用這種電離源得到的質譜很少有碎片離子，主要是準分子離子。

APCI源要求樣品要有一定的揮發(fā)性，要能夠進行氣態(tài)離子化；熱不穩(wěn)定的化合物不能使用這種方式進行測定。

5，基質輔助激光解吸電離（MALDI）是一種質譜軟電離技術，MALDI使用激光能量吸收基質以最小碎片化的方式從大分子中產生離子。它已被廣泛用于測量生物大分子的分子量，例如肽、蛋白質、核酸、聚合物的分子量分布以及低聚物分析。MALDI質譜具有靈敏度高、適用范圍廣、操作簡單的特點。它將以小分子研究為主的傳統(tǒng)質譜技術擴展到分析高極性、不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定的樣品范圍。

對于熱敏化合物，如果將它們快速加熱，就可以防止它們被熱分解。MALDI技術與此原理類似：在一個很小的區(qū)域中，在很短的時間間隔（ns數量級）中，激光向目標上的分析物提供高強度脈沖能量，使其在瞬間解吸并電離，而不會產生熱分解。MALDI是一種用于直接蒸發(fā)和電離非揮發(fā)性樣品的質譜電離方法，但其電離機理尚不清晰。以固態(tài)形式形成離子有兩種可能性，且激光輻照只是一種簡單的釋放或通過激光誘導的離子分子反應產生。
 

看完上述五種離子源的原理特點，知道在檢測時選擇正常的質譜儀類型了吧。