中国化学会第二届全国质谱分析学术报告会

2015-10-16 00:00:01

中国浙江杭州

激光溅射电离因其样品前处理简单、分析速度快、无毒和绝对灵敏度高等特点广泛用于元素分析的固体采样。对大气压下产生平均自由程几百纳米的金属离子进行直接反应和分析仍具有挑战。尽管有很多关于激光与固体在真空和低气压环境下相互作用理论模型研究的报道[1],但仅有少部分用于低气压条件下等离子体羽扩散理论的研究[2],几乎没有大气压下等离子体羽扩散。因此,我们首次提出了三维球面扩散模型用于大气压下激光电离-电喷雾电离质谱实验(LI-ESI)中金属离子的产生及金属结合肽的形成机理研究。根据三维球面扩散模型理论计算(如图1所示)可知[3],距离铜靶越近,扩散的金属原子密度越高,证实铜离子是可以在激光作用下电离常压下扩散到几个mm左右。并且在最优距离3mm区域处激光功率密度为7.2 108 W/cm~2的常压下,溅射出来的铜原子密度约4.6 1015cm~(-3),激光作用于该区域会产生50%Cu~+和50%Cu~(2+)[4],即Cu~(2+)密度约2.3 1015 cm~(-3)。同时如图2标记的反应区域计算可得电喷雾电离产生的与铜离子反应的多肽离子数约5.4 1015cm~(-3),与铜离子密度相当。实际上,在0.1s,3mm处,铜离子可能会因积累效应而比理论计算值偏大一些。因此,三维球面扩散模型可以证实大气压下铜离子的电离机理和金属结合肽[M+Cu]~(2+)、[M+2Cu]~(2+)的形成机理。