技术科普 · 质谱成像

离子源原理(通用)

离子源的作用是将中性分子转化为可在电场/磁场中分析的气相离子;按电离「软硬」可分为软电离与硬电离两大类,而成像离子源在通用电离原理上叠加了空间分辨解吸/电离能力。
本文目录
一、软硬电离二、选型与成像耦合三、评价指标
质谱仪通用流程:样品 → 离子源电离 → 质量分析器 → 检测器 样品进样 离子源电离 质量分析器按 m/z 分离 检测器信号 离子源决定“能否电离、电离何种分子”,是质谱性能的核心硬件之一
离子源原理(通用) 示意图

一、软硬电离

软电离(ESI、MALDI、CI、APCI 相对软)保留分子离子,利于判断分子量;硬电离(EI)产生丰富碎片,利于谱库检索。二者用途有别:要分子量用软电离,要碎片库检索用 EI。

理解软硬是选型基础。例如确认未知物分子量用 ESI/MALDI/CI,定性检索挥发性小分子用 EI。混淆二者会导致「该看分子量的看了碎片、该检索的没了谱库」。

二、选型与成像耦合

选型依据为待测物极性、分子量、热稳定性与是否需结构/分子量信息。成像离子源在通用电离原理上叠加「空间分辨解吸/电离」能力,是 MSI 的硬件核心——它让每一次电离都带上了坐标。

因此,ESI 可改造为 DESI/nano-DESI,MALDI 用于切片扫描,LDPI/DPI 引入后电离或光化学路线,均是在通用原理上获得空间分辨。理解这点,选型即从「测什么」进阶到「在哪测」。

三、评价指标

衡量离子源的关键指标包括电离效率(产额)、适用分子范围、背景水平、稳定性与维护成本。成像源还需叠加空间分辨率、是否免基质、常压/真空与扫描速度。

对成像选型,分辨率决定能否分辨细胞/亚细胞,免基质决定小分子低背景,适配性决定能否复用主机。新策源 LDPI(2–3 μm、免基质常压)即围绕这些增量指标设计。

常见问题(FAQ)

离子源的作用是什么?
将中性分子转化为可在电场/磁场中分析的气相离子,决定「能否电离、电离何种分子」。
软电离和硬电离区别?
软电离保留分子离子、利于分子量;硬电离(EI)碎片丰富、利于谱库检索。
离子源选型看什么?
待测物极性、分子量、热稳定性与是否需结构/分子量信息。
成像离子源和普通离子源关系?
成像源在通用电离原理上叠加空间分辨解吸/电离,是 MSI 的硬件核心。

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