PRACTICAL IMPLICATIONS OF SOME RECENT STUDIES IN ELECTROSPRAY IONIZATION

仪器资料 · 发表于 2018-11-29 19:11:08

PRACTICAL IMPLICATIONS OF SOME RECENT STUDIES IN ELECTROSPRAY IONIZATION FUNDAMENTALS

I. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
II. The Mechanics of ESI-MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
III. Analyte Characteristics and Selectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
A. Charging the Analyte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
1. Ionization Through Charge Separation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
2. Adduct Formation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
3. Ionization Through Gas-Phase Reactions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
4. Ionization Through Electrochemical Oxidation or Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
B. Analyte Surface Activity and Its Effect on ESI Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
1. Surface Activity and the Fissioning Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
2. Predicting ESI Response from Other Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
C. The Role of Analyte pKa and Solvent pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
D. Improving ESI Response Through Derivatization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
IV. The Working Curve and Dynamic Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
A. Detection Limits With ESI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
1. Background Interferences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
2. Random Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
3. Ion Transmission and Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
B. Sources of Signal Saturation at High Concentrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
1. Limited Amount of Excess Charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
2. Limited Space on Droplet Surfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
3. Suppression and Competition at High Concentrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
C. Improving the Detection Limit and Linear Dynamic Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
1. Extending to Higher Concentrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
2. Extending to Lower Concentrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
V. Instrumental Parameters and Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
A. Current–Voltage Curves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
B. Effect of Instrumental Parameters on the Current–Voltage Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
C. Self-Stabilizing Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
D. Non-Conductive vs. Conductive Spray Capillaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
VI. Solution Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
A. The Ideal ESI Solvent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
B. Solvent Choice for Analysis in the Positive Ion Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
C. Solvent Choice for Analysis in the Negative Ion Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
D. Compatibility Between ESI and Liquid Separation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
VII. Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
VIII. Acknowledgment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383