电喷雾电离接口的构造和工作原理

电喷雾电离接口（Electrospray Ionization, ESI）是一种用于质谱分析的接口技术，它允许液相色谱（LC）与质谱（MS）的联用，使得生物大分子等复杂样品能够进行分析。以下是电喷雾电离接口的构造和工作原理的详细描述：

构造

电喷雾电离接口主要由以下两个功能部分组成：

1. 接口本身：这是直接与质谱仪相连的部分，负责将液相色谱中的样品转化为气相离子。
2. 控制单元：包括气体加热、真空度指示、附加机械泵开关等，用于控制电喷雾过程中的各种参数5。

在较新的设计中，接口操作包含在系统的整体控制之内，使得操作更为便捷和自动化5。

工作原理

电喷雾电离的过程可以分为以下几个阶段：

1. 液滴形成：在高压电场的作用下，样品溶液从毛细管中喷出，形成带电液滴2。这一阶段，毛细管的出口处施加高电压，产生的高电场将从毛细管流出的液体雾化成微小的带电液滴2。

2. 去溶剂化：随着溶剂的蒸发，液滴表面的电荷强度逐渐增加。这一过程中，液滴分裂成一个或多个带电离子，从而使分析物以单电荷或多电荷的形式进入气相变成气相离子2。

3. 气相离子形成：有两种机理解释气相离子的产生，分别是离子蒸发模型（IEM）和电荷残留模型（CRM）。在这两个模型中，待分析的离子不会被外部能量激发，并且在变成气相离子的过程中不会产生碎片2。

4. 电离：在电喷雾萃取电离（EESI）技术中，电喷雾通道和样品引入通道共同作用，通过调节样品通道与质谱仪进样口的角度、距离，电喷雾通道与样品通道间的角度、距离，以及喷雾气压、试剂和样品流速、电离电压等参数，实现对样品的电离10。

5. 传输和分析：电离后的气相分子在大气压环境下，通过传输毛细管进入质谱进行分析3。

电喷雾电离技术是一种软电离技术，适用于热不稳定和大分子的分析，因为它能够在不破坏分子结构的情况下将样品电离46。此外，电喷雾电离接口还可以与其他技术结合，如使用金属探针代替毛细管，以提高样品检测效率7，或者用于表面分析，如DESI技术，它可以实现对新鲜样品的高通量快速分析，几乎不需要样品前处理8。

通过上述构造和工作原理的描述，我们可以看到电喷雾电离接口在质谱分析中的重要性和应用广泛性。