電噴霧電離
電噴霧電離（Electrospray ionization，ESI）是一種使用電噴霧向液體施加高電壓產生氣溶膠來產生用於質譜分析的離子的技術。由於生物大分子相對易碎，它們的結構在解離和電離過程中很容易被破壞。電噴霧電離則克服了這些分子在電離時碎裂的趨勢。電噴霧電離與其他大氣壓電離過程不同，電噴霧電離可能會產生多電荷離子，這有效地擴充套件了分析儀的質量範圍，以適應所觀察到kDa-mDa的蛋白質及其相關肽的大小。
電噴霧電離原理
ESI在毛細管的出口處施加高電壓，產生的高電場將從毛細管流出的液體霧化成微小的帶電液滴。隨著溶劑的蒸發，液滴表面的電荷強度逐漸增加，最後液滴分裂成一個或多個帶電離子，從而使分析物以單電荷或多電荷的形式進入氣相變成氣相離子。
氣相離子產生的機理有兩種解釋：Thomsona和lribarne提出的離子蒸發模型（IEM），以及Dole和Rllgen提出的電荷殘留模型（CRM）。在這兩個模型中，待分析的離子不會被外部能量激發，並且在變成氣相離子的過程中不會產生碎片。
電噴霧電離的機理
電噴霧電離的過程
ESI過程可以大致分為三個階段：液滴形成、去溶劑化和氣相離子形成。
1. 液滴形成。在高壓電場的作用下，樣品溶液從毛細管中噴出，形成帶電液滴。
2. 去溶劑化。進入噴霧室的液滴被加熱的乾燥氣體（如氮氣）逆流蒸發，液滴的直徑變小，表面電荷密度增加。當達到瑞利極限時，電荷之間的庫侖排斥力足以抵消液滴的表面張力，使液滴裂變，產生更小的帶電液滴。
3. 氣相離子形成。帶電液滴的大小達到奈米級，液滴中的離子變成氣相離子。
電噴霧電離過程
電噴霧電離的優缺點
作為一種新型的軟電離技術，ESI已被廣泛應用於許多領域。儘管該技術彌補了一些傳統質譜技術的不足，但仍存在一些不足。
ESI的優點
1. 電噴霧提供了一種相對簡單的方法來電離非揮發性溶液，從而使質譜儀能夠提供靈敏的直接檢測。電噴霧質譜不僅可以用於無機物質的檢測和分析，還可以用於有機金屬離子絡合物和生物大分子的分析。
2. 在電噴霧質譜中，高分子量分子通常攜帶多個電荷，電荷狀態的分佈可準確量化分子量，提供準確的分子量和結構資訊。
3. 多種電離模式可供選擇：正離子模式和負離子模式。
4. 可與多種色譜有效結合，用於複雜系統分析。
ESI的缺點
1. 必須根據要解決的問題仔細選擇實驗引數或技術條件。
2. 溶劑的選擇和可使用的溶液範圍是有限制的。同時，質譜儀對不同配合物的響應差異很大，這阻礙了準確的定量分析。
3. 由於溶液引數控制噴霧過程，因此即使在良好條件下離子訊號也會出現波動。
ESI的應用
ESI是一種軟電離技術，解決了高極性、熱不穩定蛋白質的電離以及大分子有機物分子質量確定的問題。此外，與以前的質譜技術相比，ESI顯著提高了分析混合物的靈敏度、準確性和複雜性，拓寬了質譜在蛋白質領域的應用。
肽和蛋白質：ESI可以將電荷輸入到蛋白質溶液中，然後蒸發溶劑，最後獲得帶電荷的肽。ESI-MS具有分離和鑑定的功能，常用於鑑定複雜的肽混合物，如混合蛋白裂解物或SDS-PAGE凝膠上的混合蛋白條帶。ESI-MS特別適用於串聯質譜，因為ESI-MS可以產生多個電荷峰，而多電荷離子容易斷裂，這增加了碰撞啟用靈敏度。它被用於監測目標肽並獲得完整的序列資訊。
核苷酸：ESI的出現為寡核苷酸及其類似的結構和序列分析提供了一種強有力的方法。ESI將部分降解測試寡核苷酸的樣品，並在不同的時間對其進行取樣以進行質譜分析，以獲得寡核苷酸部分降解的分子離子峰訊號。比較兩個相鄰片段的分子量，可以計算出切割的核苷酸單體的分子量，並且可以透過將寡核苷酸的序列與四個脫氧核苷酸的標準分子量進行比較來讀取寡核苷酸的序列。
離子的分子質量：電噴霧電離的特點是產生高電荷離子而不是碎片離子，這將質荷比（m / z）降低到大多數質譜儀都可以檢測到的範圍，從而大大擴大了分子量分析的範圍。離子的分子質量也可以由質荷比和電荷數來計算。
ESI是一種軟電離方法，可促進ESI源在質譜中的廣泛使用。即使是分子量大、穩定性差的化合物，也不會在電離過程中分解。
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