游離源

質譜分析操作之起始點是氣態分析物離子形成的過程。在表 2-2 列出 氣相離子源 (gas-phase source) 與脫附離子源 (desorption source)，氣相離子 源是先將樣品予以蒸發，再進行游離化。脫附離子源是將固態樣品或是液 態樣品直接換化為氣態離子。離子源也可被區分為硬性離子源 (hard source) 或是軟性離子源(soft source)。硬性離子源會傳遞較大的能量給予分析物離 子，使其處於較高的激發態，所以在鬆弛的過程中會造成化學鍵的斷鍵，

產生質荷比較小的分子離子，而軟性離子源只會產生較小的碎片。

13 下游離法(atmospheric pressure ionization，API) 的出現，確實改善了這個問 題。目前常用的大氣壓力下游離法分別是：電噴灑游離法 (electrospray ionization ， ESI) 、 大 氣 壓 化 學 游 離 法 (atmospheric pressure chemical ionization ， APCI) 、 大 氣 壓 光 學 游 離 法 (atmospheric pressure photo ionization，APPI)。ESI 與 APCI 較常作為液相層析儀串聯質譜儀的介面。

APCI 與 APPI 是在氣相中游離，會有較少的離子抑制 (ion suppression) 或

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是離子增強 (ion enhancement) 的現象。APCI 與 APPI 大部分應用於藥 物、中性分子、有機化合物或農藥。APPI 易於形成自由基離子，對於非極 性的芳香族化合物較適用。而 ESI 從小分子量的藥物到大分子量的胜肽或 蛋白質分子皆適用，應用範圍較廣泛，是近幾年來較常被使用的大氣壓下 游離法。圖 2-7 為三種游離法分別詴用的分子量範圍。

圖 2-7 大氣壓下游離源適用範圍

2.3.1 電灑游離法

電噴灑游離法可被應用在多胜肽、蛋白質、寡核苷酸等分子量在 1 mDa 以上生化分子。電灑法是大氣壓力下將分析物游離，因此所需之氣化溫度 並不高，可使分析物保持穩定的狀態，是較為溫和的游離法。此法適合應

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用在大分子量或是熱不穩定物質上，且操作簡便，也可作為液相到氣相的 介面，因而常將液相層析儀或是毛細管電泳與串聯質譜儀，在 2.2.3.6 電灑 法介面中有較詳細的介紹。

2.3.2 大氣壓化學游離法

大氣壓化學法主要應用於質譜串聯液相層析儀，此法是以霧化及去溶 劑化使分析物達到游離的方式，並且可容納高容量的移動相。游離過程如 圖 2-8 是藉由離子-分子反應 (ion-molecular reaction) 或電子捕捉反應 (electron capture reaction) 將電荷移轉至分析物上。此法會在介面處先加熱 溶液，並導入霧化氣體使液滴霧化。當液滴上的溶劑通過加熱區揮發成氣 態後，並經過施有高電壓的針尖時，會進行電暈放電 (corona discharge)，

使 溶 劑 的 氣 體 分 子 游 離 產 生 質 子 化 的 溶 劑 分 子 離 子 。 ( 如 ： 甲 醇 產 生 MeOH2+；水產生 H3O+)，而此溶劑分子離子在與分析物的氣相離子 (M) 碰撞後會產生質子化分子離子( MH+)，此即為離子分子反應。

大氣壓化學游離法是在氣相中進行游離化的過程，分析物之分子離子 強度訊號由分析物的去溶劑化與分析物與溶劑間的質子親和力 (proton affinity) 來決定。分析物去溶劑化的過程若不完全，會減少分析物氣相分子 的形成，降低在離子-分子過程中分析物氣相離子的生成，導致訊號降低。

而分析物的質子親和力若是遠超過溶劑分子時，便有利於分析物離子的形 成。但若是溶液中有金屬離子的存在 (如：鉀或鈉)，即可能會產生 MK+、

MNa+ 的訊號。

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圖 2-8 大氣壓化學游離源示意圖

2.3.3 大氣壓光學游離法

大氣壓光學游離法也可直接與液相層析儀相連，其與大氣壓化學游離 法主要的差異在於產生離子的方式。大氣壓光學游離法是以 UV 燈源以具 有 10 eV 能量的氪燈 (krypton Lamp) UV 燈源。不同於大氣壓下化學游離 法是以針尖施加電壓，使液滴達到游離，如圖 2-9。

此法可將游離效果不好之分析物或質子親和力較差之芳香族化合物，

以 UV 燈將霧化的分析物液滴帶電荷。分析物在燈源照射下會產生自由 基，吸附氫離子形成分析物離子或是藉由溶劑 (如：甲苯或丙酮) 照光所產 生的自由基，再經由電子移轉到分析物上，此溶劑稱為 dopant。

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圖 2-9 大氣壓光學游離源示意圖