質譜：離子化方法（二）

質譜：離子化方法（MS：Ionization methods）（二）
國立臺灣師範大學化學系研究生 陳筱鳳

連結：質譜：離子化方法（一）

3.場游離法 (Field Ionization, FI)
利用強電場誘使樣品分子離子化。場游離源 (field ionization source) 由距離很近的陽極和陰極所組成，在兩極間施加電壓，建立高電場，而氣態樣品處於此高電場之環境下，透過量子穿隧效應(quantum tunneling effect)，將樣品分子中的電子游離，生成正分子離子，進而受到排斥加速進入質量分析器中。

圖三 場游離法示意圖（來源：參考資料3）

特點：
(1) 穿隧效應只發生在氣態樣品與電極近距離時，因此，離子化程度遠較 EI 低。
碎片程度：EI ＞ CI ＞ FI。
(2) 適用於易變分子的離子化方法，如碳水化合物、胺基酸和抗生素等均宜採用。^[4]

4.場脫附法 (Field Desorption, FD)
將樣品液直接吸附於電極上，通電加熱使其樣品分子在脫附電極表面時，發生穿隧效應使電子游離，生成正離子分子。此法與FI原理相似，兩者皆採用強電場使樣品分子游離，不同的是FD之樣品分子或原子不須氣化而可直接被離子化。
特點：適用於難揮發和熱不穩定的化合物分子量之測定。

5.快速原子撞擊法 (Fast Atom Bombardment, FAB)
FAB 是一種表面分析技術，樣品分子需選用不易揮發的惰態液體基質 (matrix) 作為溶劑，來減少分子間作用力。此游離法是利用高速運動之中性原子撞擊樣品分子表面，使得經由撞擊產生的樣品離子以及基質中存在的金屬離子一起濺灑出來，並在電場作用下進入質量分析器。

圖四 快速原子撞擊法示意圖（來源：參考資料2）

若樣品或基質含有鹼金屬離子，如鈉 (Na⁺) 或鉀 (K⁺) 等離子時，有助於生物分子的離子化，而加成形成的類分子峰 (M+Na⁺)、(M+K⁺)，對於分子量的判定也有所幫助。^[5]

快速原子的產生：
首先，撞擊原子通常使用惰性氣體，如氙 (Xe) 或氬 (Ar) 氣，將其游離化產生惰性氣體離子，以電場使其具有高動能後，導入氣體交換室與慢速原子碰撞，電荷轉移，高速惰性氣體離子被中和，生成具有高動能的中性原子。

優點：
(1) 離子化能力強，適用於高極性、低揮發性、熱不穩定及分子分子量較大之樣品。
(2) FAB 在離子化過程中，游離可產生約等量的正負離子，除了傳統的正離子FAB質譜外，可利用負離子 FAB 質譜作離子信號峰比對 (double check)，增加可性度。
缺點：
(1) 樣品必須可溶於基質中，而基質為一般的有機溶劑，也會受到快速原子撞擊產生游離，導致背景值較大，故質量較小之樣品分子不適用此游離法。
(2) 對非極性樣品靈敏度下降。

6.雷射脫附游離法 (Laser Desorption Ionization, LDI)
將高能量之雷射脈衝直接照射於樣品表面，樣品吸收能量後，經由電子或振動模式激發而離子化。但由於高能量直接轉移至樣品上，使得樣品分子揮發游離的同時，也會產生樣品分子的解離，因此，只適用於熱不穩定之小分子研究。

連結：質譜：離子化方法（三）

參考文獻

3. Physical Methods in Chemistry and Nano Science, OpenStax CNX–
   http://cnx.org/contents/ba27839d-5042-4a40-afcf-c0e6e39fb454@18.2:60/Physical_Methods_in_Chemistry_
4. Mass Spectrometry —
   http://web.svdcc.fju.edu.tw/~bio/excel/content05/html/14.htm#%E5%8F%83%E8%80%83%E8%B3%87%E6%96%99
5. 質譜分析法 － http://complab.nju.edu.cn/%E5%B7%A5%E5%85%B7%E7%AE%B1/%E4%BB%AA%E5%99%A8%E5%88%86%E6%9E%90/9_zhi/9_2_1.htm