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Tutorial MenueMassenspektrometrieLerneinheit 9 von 14

Massenspektrometer - Die Ionenquelle - Spray-Ionisation

Prozess der Elektrospray-Ionisation

Durch das Anlegen des hohen positiven oder negativen Potenzials zwischen Kapillarende und Gegenelektrode erfolgt eine rasche und feine Zerstäubung der austretenden Flüssigkeit und eine effektive Ionisation der gelösten Analyt-Moleküle. Je nach Polarität der Hochspannung bilden sich Flüssigkeitströpfchen mit positiver oder negativer Überschussladung. Oberhalb eines bestimmten Potenzialwertes bildet sich ein stabiler Spray mit einer feinen Vernebelung der Flüssigkeitstropfen. Charakteristisch ist, dass es bei höhermolekularen Analyten (M > 2.000 g/mol) zur Bildung von mehrfach geladenen Molekülionen mit einer glockenförmigen Verteilung der m/z-Werte kommt.

Für die Ionenbildung gibt es folgende Modellvorstellung:

Abb.1
Prozess der Elektrospray-Ionisation

Beim Austritt aus der Kapillare werden kleine geladene Tröpfchen (d < 3 µm) gebildet. Durch den Verlust von Lösungsmittel kommt es zu einer Verkleinerung der Tröpfchen. Dabei erhöht sich die Oberflächenladung der Tröpfchen.

Überschreitet das Verhältnis Ladung/Oberfläche einen bestimmten Grenzwert, kommt es zu einer Coulomb-Explosion. Durch mehrere derartige Prozesse entstehen sehr kleine geladene Tröpfchen. Diese enthalten oft nur noch ein Analyt-Molekül und viele Lösungsmittelmoleküle. Durch den Trocknungsvorgang (mit Hilfe des Trockengases oder der geheizten Transferkapillare) entstehen daraus freie gasförmige Ionen, die in den Massenanalysator transferiert werden.

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