第12期精选论文之四：电喷雾质谱中化学反应的研究进展

电喷雾离子源（Electrospray ionization，ESI）具有分析灵敏度高、检测速度快，可与毛细管电泳、液相色谱等多种分离方法联用等优点，是质谱技术应用最广泛的离子源之一。然而，ESI中由于金属电极的存在和高压的使用，质谱分析过程中会发生电化学氧化还原和电晕放电氧化还原两类反应。这两类化学反应是质谱分析的“双刃剑”，既能影响电喷雾质谱分析的准确性，又能被质谱利用，解决一些特殊的问题。

什么是电喷雾质谱（ESI-MS）中的电化学反应？我们可将ESI-MS想象成传统的双电极电解池，在正离子模式下，ESI源的喷针相当于电解池的正极，质谱相当于电解池的负极。在电喷雾过程中，喷针尖端不断释放带电的小液滴，气化形成离子，然后从ESI源流向质谱。ESI源到质谱之间通过带电离子形成的回路类似于传统电解池中通过液体溶液形成的回路。当正电荷的离子不断从ESI源流向质谱之后，为维持样品溶液的电中性，ESI源中会发生氧化反应以消耗过多的负电荷（通常发生在金属电极与溶液的接触面）。相反，负离子模式下，ESI源中发生还原反应。

电化学反应是发生在ESI源液相中的一类反应，而电晕放电反应是发生在气相中的一类反应。ESI源施加高压过程中，喷针尖端发生局部自持放电现象，产生大量活性氧物质（·OH、·NO、O₃、H₂O₂等），这些活性氧物质也能与分析物发生氧化还原反应。

上述两类反应对质谱的分析测试会产生以下影响：电化学反应会改变溶液的pH值，影响喷雾的稳定性；电晕放电反应会降低分析物的检测灵敏度，使谱图复杂化等。目前，国内外对电喷雾质谱中化学反应的研究主要包括机理研究、寻找控制两类反应发生程度的新方法，以及开发区分两类反应的新方法等。近年来，广西大学海洋学院的裴继影博士等对电喷雾质谱中的两类反应进行了深入探讨：考察了两类反应对醌类物质在ESI中还原的影响；利用感应电喷雾离子源（IESI）减小电化学反应；开发了区分两类反应的新方法等。近期，该团队对电喷雾质谱中两类反应的研究进展进行了总结与评述，以期为相关领域的科技人员提供理论支持和技术参考。该研究获得国家自然科学基金地区项目（21665003）、广西省自然科学基金（2016GXNSFBA380140）、中国博士后科学基金二等资助（2017M612858）。相关成果发表于《分析测试学报》2018年第12期。

doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2018.12.019

【引用本文】 裴继影，侯壮豪. 质谱电喷雾离子源中电化学与电晕放电氧化还原反应的研究进展[J]. 分析测试学报, 2018, 37(12): 1508-1513.

【Cite this article】 PEI Ji-ying, HOU Zhuang-hao. Research Progress on Electrochemistry-induced and Corona Discharge-induced Redox Reactions in Electrospray Ionization Mass Spectrometry[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2018, 37(12): 1508-1513.

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