电喷雾电离质谱在化学中应用新进展.pdfVIP

维普资讯 有机化学 YOUJI HUAXUE，l999，19，97～103 学术动态 电喷雾电离质谱在化学中应用新进展 (南京大学配位化学研究所薷，配{位化学；国磊家重点实实验验室室南南京京21oo93)0 。 南京大学配位化学 摘要 电喷雾电离质谱 (E虹一ms)是奉世纪发展的非常重要的质谱 ，具有无碎片的特点．可分析检测非挥发性 的、极性的、热不稳定的化合物。评述了ESI—MS在富勒烯化学、无机配合物、簇合物、有机化学反应 、金JI有机化 合物及超分子化学 中的应用进展。 美键词 电喷雾电商质谱 ，富勒烯化学 ，配合物和簇合物．金属有机化合物 ．超分子化学 ． 国 r，T ^Ir l 前言 上一 ／V＼ 电喷雾现象可追溯到一个半世纪以前 Bosel】的工作和本世纪早期 Zeleny2的工作 ，但从学术 研究到使用电喷雾作为离子化方法应归功于 DoleL3J小组。到 1984年，Yamashita等_|实现了电喷雾 电离 (ElectmspmyIonization，简记为ESI或 Es)装置与质谱仪联用 (ESI—MS)。1988年 ，Fem j小组 首次报道了分子量达 40，000的蛋 白质的多质子化 的分子离子 ESI—MS谱 ，该分子可以带45个正 电荷。此后 ，ESI—MS成为一种非常重要的质谱 。 ESI—MS可 以分析非挥发性的、极性的、热不稳定的化台物。其优点是 ：(a)样品分子在带 电 的液滴中受库仑排斥进人气相，没有经受外部能量 的激发，因而不会发生裂解 。故 ESI—MS没有 碎片峰 ，称为无碎片质谱。(b)ESI—MS谱峰的积分强度正比于样品在溶液中的浓度。(c)通过碰 撞诱导裂解 (Collision—InducedDissociation，CID)，可以产生碎片从而提供分子离子的结构信息。 ESI—MS的缺点是优先检测在溶液中呈离子状态的物质。 电喷雾 电离的机理 目前尚无统一的认识，获得广泛支持的是 IfiMme和 ~ n[6J等提出的 “离 子蒸发模型”(Ion—EvaporationMode1)和 Dole等 J提 出的 “荷电残余物模型”(0ml窘ed—Residue Mode1)。离子蒸发模型认为在高电场梯度和包层气的作用下，溶液在电喷雾针出口靖形成细小的 荷 电液滴 ，液滴表面上的电荷密度随液滴中的溶剂挥发而增加 。当电荷密度增加到Rayleigh稳定 极限时，液滴受静电排斥而分裂成更小的液滴，这个过程反复进行，直至发生场助离子蒸发 (Field — assistedIonEvaporation)为止。样品中挥发度高的离子在液滴表面的浓度较高。当离子间的静 电 ， 排斥力犬到一定程度时，挥发度高的离子优先从液滴表面射出进人气相，而它的平衡离子留在液滴 中，最后成为固体残留物，这就是离子蒸发模型。荷电残余物模型认为当舍有单个样品分子的液滴 中最后一部分溶剂挥发后 ，部分电荷就残留在样品分子上，而成为离子。尽管 ESI的电离机理还不 报清楚 ，但 ESI—MS已是一种十分有用的研究手段 。 ESI—MS不但可分析犬分子量的生物分子如蛋 自质、多肽、核苷酸、酶等J，而且也可分析用其 它方法难以蒸发 、电离的小分子，如铵盐、镶盐、小肽、富勒烯及其衍生物、金属配合物和有机金属化 台物 ，最近又扩展到用其它方法难以表征的簇台物和 以氢键、范德华力等非共价键结合的超分子体 系。 1997—03—17收稿 ，1997—07—14惨回。 维普资讯 有 机 化 学 l999年 2 富勘烯化学 质谱在 c印的发现及 化学 中起 了非常重要 的作用 。 有 ∞个等价的双键 ，加成产物非常复 杂，分离鉴定很困难 。c∞衍生物极易断裂成 母体和加台基团，使用通常的质谱方法无法知道加 台反应是否发生和加台产