Ионизация электроспрея (ESI) - Хроматографические методы и их использование в идентификации загрязнителей природных сред

Идея электроспрея, хоть и не нова, была возрождена в связи с ее настоящим применением к биомолекулам. Первые эксперименты с электроспреем были проведены Чепменом в поздних 1930-х, а практическое развитие ионизации электроспрея для масс-спектрометрии было завершено Доулом в поздних 1960-х. Доул также открыл важное явление множественной зарядки молекул. Работы Фенна окончательно привели к современной технике ионизации электроспрея в масс-спектрометрии, и ее применению для биологических молекул.

Суть ESI заключается в следующем. Электрическое напряжение на игле приводит к большому электрическому градиенту на жидкости, который разделяет заряды на поверхности. Это вынуждает жидкость выпячиваться с иглы в форме конуса Тейлора. Верхушка конуса вытягивается в нить до тех пор, пока не достигнет предела Рэлея, при котором поверхностное натяжение и электростатическое отталкивание сравняются и сильно заряженная капля не оторвется от нити. Капли, которые оторвались от конуса, притягиваются к входу в масс-спектрометр из-за большой разности потенциалов между иглой и входом в масс-анализатор. По мере продвижения капли к анализатору кулоновское отталкивание на поверхности превосходит поверхностное натяжение и капля "взрывается", окончательно высвобождая ионы. [12]

ионизация электроспрея

Рис. 2. Ионизация электроспрея

Ионизация электроспрея - метод, который обычно применяется для пептидов, белков, углеводов, малых олигонуклеотидов, синтетических полимеров и липидов. ESI производит газообразные заряженные молекулы прямо из жидкого раствора. Ионизация происходит при создании тонкого спрея сильно заряженных капель в присутствии электрического поля. Образец раствора распыляется из области с сильным электрическим полем на конце металлической форсунки, поддерживаемой при потенциале между 700 и 5000 В. Форсунка (или игла), к которой приложен потенциал, служит для распыления раствора в тонкий спрей заряженных капель. Использование сухого газа, нагревания или оба этих способа применяется к заряженным каплям при атмосферном давлении для испарения из них растворителя.

Достоинства метода:

    - Метод позволяет работать с веществами, которые нельзя перевести в газовую фазу; - Удобен для сочетания масс-спектрометра с жидкостным хроматографом; - Возможность анализа крупных (до нескольких миллионов дальтон) молекул; - Мягкое (низкоэнергетическое) ионизационное воздействие.

Недостатки метода:

    - Вещество должно быть растворимо в полярных растворителях; - Масс-спектр малоинформативен, как правило, присутствуют лишь пики комплексов молекулярного иона с катионом (H+, Na+, K+), многозарядных ионов таких комплексов.

Похожие статьи




Ионизация электроспрея (ESI) - Хроматографические методы и их использование в идентификации загрязнителей природных сред

Предыдущая | Следующая