有機質(zhì)譜儀的場電離源和場解吸電離源

有機質(zhì)譜儀的場電離源和場解吸電離源
在細(xì)金屬絲或金屬針上加以正高壓，形成10+7～10+8V/cm 的電場梯度，氣態(tài)有機化合物分子在高壓靜電場作用下，價電子以一定的幾率穿越位壘而逸出，生成分子離子。這種電離過程叫作場電離或場致電離，適用于氣態(tài)或可以氣化的液態(tài)和固態(tài)有機化合物樣品電離。下圖是場電離源示意圖。


　　場電離源電離的特點是譜圖簡單，有較強的分子離子峰，碎片離子峰很弱，幾乎沒有，適用于分子量的測定和混合的有機化合物中各組分的定量分析（不用分離，混合物直接進(jìn)樣）。場電離源的靈敏度比電子轟擊電離源高1～3 個數(shù)量級。 發(fā)生器| 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量儀| 光度計| 電壓計| 電流計|
　　場電離源也需先將有機化合物分子氣化，再將氣化后的有機化合物分子引入電離區(qū)，故場電離源也不適用于難揮發(fā)的、熱不穩(wěn)定的有機化合物。為此，Bekey 于1969 年設(shè)計了場解吸電離源。場解吸電離源的結(jié)構(gòu)與工作原理和場電離源基本相同，只是被測有機化合物不需先加熱氣化，而是將其溶于溶劑中，然后滴加在場發(fā)射絲上。場發(fā)射絲可通電加熱使其上的有機化合物從發(fā)射絲上解吸，解吸所需的能量遠(yuǎn)低于氣化所需的能量，故有機化合物分子不會發(fā)生熱分解。
　　場電離源和場解吸電離源電離有機化合物樣品的效率高低在于場發(fā)射絲的“活化”好壞，“活化”就是在場發(fā)射絲上生長一些針狀晶體（發(fā)射體），以此來增強場發(fā)射絲附近的電場強度，以提高電流效率，同時也可增加場發(fā)射絲的表面積，使其吸附更多的有機化合物。Migahed 等對酸、醇、胺、酯、酮、鏈烷烴、硫化物等一系列有機化合物“活化”場發(fā)射絲的效率作了比較，發(fā)現(xiàn)具有高偶極矩、低離子化勢的有機化合物，如硝基衍生物、醛和腈最適用于場發(fā)射絲的活化，而苯甲腈是最佳活化劑。
　　除了用上述含碳化合物在鎢制場發(fā)射絲上沉積碳微針外，還可在高溫“活化”時充入硅烷氣，在鎢絲上沉積硅的針狀晶體，再用溶于乙醇中的酒石酸預(yù)處理，可增加場發(fā)射效率。此方法對包括賴氨酸、精氨酸在內(nèi)的肽類化合物的分析特別有效。還可使用氣相金屬羰基化合物來“活化”場發(fā)射絲，在場發(fā)射絲上生成純金屬、合金或金屬碳化物的針狀晶體。
　　場發(fā)射絲的“活化”方法除上述高溫氣相沉積法外，還有金屬針狀晶體的電化學(xué)生成法。此方法可用很多不能采用氣相沉積技術(shù)的金屬來“活化”場發(fā)射絲。例如，可以用電解法使鋅、銅和鐵的針狀晶體沉積在鎢絲上，得到很好的場電離和場解吸的質(zhì)譜圖。
　　中國學(xué)者胡廷育等發(fā)明了一種不需使用場發(fā)射絲“活化”儀器的材料和處理方法，這一方法已獲中國專利。這一方法的發(fā)明大大方便了場解吸電離源的應(yīng)用。
　　為了能得到一些有機化合物結(jié)構(gòu)的信息，希望使用場電離源和場解吸電離源時也能得到一些碎片離子峰，可在場電離源內(nèi)設(shè)立碰撞室，用中性分子、光子或電子來碰撞場電離或場解吸電離產(chǎn)生的分子離子；或者提高場解吸時的樣品加熱溫度，使樣品分子在解吸時發(fā)生熱分解，分解產(chǎn)物按場電離機理電離，產(chǎn)生碎片離子峰。在場解吸電離時，隨場發(fā)射絲電流增加（加熱溫度增加），碎片離子峰也再增加。