电子电离(Electron Ionization,EI;曾称作电子撞击,Electron Impact)是一种离子化方法。它通过高能电子与气相粒子作用以产生离子。这种技术被广泛用于质谱分析,特别是气体和挥发性有机分子

反应原理

的加热灯丝产生的电子束与样品气体分子碰撞时,会使气体分子的一个电子解离,并产生对应于被分析的样品相对分子量的带正电荷离子。

电子在灯丝和入口处的离子源之间的区域加速到70伏特,然后由加速的电子吸引到阱电极集中成光束。它包含中性分子样品,并引入到在垂直方向上的电子束离子源。

高能量的电子(接近通路硬电离源),使得在电场周围的中性分子有大的波动,并诱导电离和碎裂。基团的阳离子产物被朝向质量分析仪,是一个排斥电极。电离过程得出的碎片离子,会由下面的分析仪检测和处理信号,传送有关分析物的结构信息所产生的可预测的裂解反应。

离子化效率和生产碎片离子的强烈依赖于电子的分析物和能量的化学反应。在低能量时(大约20 伏特),电子和分析物分子之间的相互作用不能传输足够的能量使分析物离子化;在能量为大约70电子伏特的电子的德布罗意波长与有机分子典型键的长度相匹配时(约0.14 纳米),能量转移到有机分析物分子被最大化,从而导致最强烈的电离和碎裂。在更高的能量时,电子的德布罗意波长变得比在典型的被分析物的键长变小;分子则变得对电子“透明”,离子化效率降低。

质谱分析法是产生离子最常用的方法,特别适用于挥发性的分子,因为该方法是利用一高能电子束轰击样品,而由于试样游离前须先气化,故挥发性太低之化合物不适用此法。

优缺点

电子电离(EI)的优点包括已被完善建立有数据库可使用,可与GC仪器一起,容易操作用于分析不溶性、非极性样品,且较无污染的问题;缺点则包括样品需要具有挥发性、热稳定性,且需要学习使用探针并熟练。

参考文献

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