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質(zhì)譜儀常用的離子源-化學電離（CI）是一種軟電離技術(shù)，是分子和離子反應(yīng)的研究結(jié)果在分析化學中的直接應(yīng)用。CI始于20世紀50年代，產(chǎn)生的碎片很少，在分析化學中具有巨大的潛力。
在化學電離過程中，電子首先轟擊試劑氣體以生成試劑離子。樣品分子隨后通過分子和離子反應(yīng)途徑被試劑離子電離。20世紀70年代被認為是化學電離發(fā)展的一個里程碑。當時，研究人員解決了化學電離需要在真空環(huán)境下工作這一缺點，使化學電離可以在大氣條件下工作。大氣化學電離從電暈放電提供能量，不需要真空環(huán)境，這大大增加了化學電離應(yīng)用的范圍，化學電離已被廣泛應(yīng)用于質(zhì)譜技術(shù)中。
試劑離子是由離子源產(chǎn)生的。常用的離子源主要包括輻射源、空心陰極放電電源和普通輝光放電電源。210Po和241Am是最常見的輻射源。電離過程從210Po和241Am發(fā)射α粒子開始。它具有很高的能量，可以與試劑氣體發(fā)生碰撞，從而產(chǎn)生試劑離子和電子。如果生成的電子足夠高，它們可能會與試劑氣體碰撞形成新的試劑離子和電子。在以H3O+為反應(yīng)離子的CI中，通常使用空心陰極放電電源，它可產(chǎn)生99.5％的H3O+。
根據(jù)化學電離的條件，化學電離分為低壓化學電離（<0.1 Pa）、中壓化學電離（1-2000 Pa）和大氣壓化學電離。根據(jù)化學反應(yīng)的不同類型，化學電離分為正化學電離和負化學電離。正化學電離反應(yīng)主要包括質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)、電荷交換反應(yīng)和親電加成反應(yīng)。負化學電離反應(yīng)主要包括電子捕獲反應(yīng)和負離子加成反應(yīng)。
化學電離光譜的分辨率很簡單，并且可以獲得分析物的確切分子量。通過化學電離獲得的產(chǎn)物碎片很少，其產(chǎn)物主要是被分析物的分子和離子。通過選擇適當?shù)脑噭╇x子，可以輕松的提高化學電離的分離性。此外，化學電離具有高靈敏度和快速響應(yīng)（15秒）。但是，如果反應(yīng)離子不純且同時發(fā)生多種化學電離反應(yīng)，則質(zhì)譜分析將變得困難。
質(zhì)譜儀-化學電離技術(shù)的應(yīng)用
目前，化學電離被廣泛用作質(zhì)譜系統(tǒng)中的離子源來檢測各種痕量物質(zhì)?；瘜W電離可用于檢測大氣中的痕量氣體，蔬菜和水果中的農(nóng)藥殘留，奶粉中的三聚氰胺，土壤中的增塑劑和除草劑等物質(zhì)。此外，CI還可以用于材料鑒定，如鑒定茶葉品質(zhì)。
揮發(fā)性有機化合物（VOC）的測量
在通過化學電離測量VOC時，通常用H3O+作為試劑離子。H3O+不會與空氣中的大多數(shù)物質(zhì)反應(yīng)，如O2、N2、CO2等等。另一方面，大多數(shù)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)是非解離的，因此產(chǎn)物離子是單一的，這使結(jié)果的分析變得簡單。
奶粉中三聚氰胺的測定
在通過化學電離I測量三聚氰胺時，以N2作為試劑氣體。在高壓作用下，N2和H2O經(jīng)歷復(fù)雜的物理化學反應(yīng)生成試劑離子H3O+。
茶葉品質(zhì)鑒定
通過用化學電離測量茶葉表面的化學物質(zhì)可以鑒定不同類型的茶葉。H3O+與茶葉表面的丁醇、香葉醇、咖啡因等物質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在質(zhì)譜儀上形成不同的質(zhì)譜圖。不同品種的茶中同一物質(zhì)的含量不同，因此通過化學電離檢測形成的質(zhì)譜也不同。質(zhì)譜可以在某種程度上反映茶的化學指紋特征。因此，化學電離對茶葉的快速鑒定和質(zhì)量分析具有重要的實際應(yīng)用價值。
化學電離因具有強選擇性和高靈敏度而在質(zhì)譜中被廣泛應(yīng)用?；瘜W電離質(zhì)譜（CIMS）不僅可以對復(fù)雜樣品中的物質(zhì)進行串聯(lián)質(zhì)譜鑒定，還可以獲取樣品的化學指紋數(shù)據(jù)以進行化學計量分析。CIMS的應(yīng)用對促進食品、醫(yī)藥、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的發(fā)展具有積極作用。
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