Elektronionisering eller elektronpåvirkning (EI, Electron Ionization eller Electron Impact) er den mest almindelige metode til ionisering af stoffer i gasfasen inden for massespektrometri .
Under elektronionisering kommer molekylerne af det analyserede stof ind i strømmen af elektroner, der bevæger sig fra den emitterende katode til anoden. Energien af bevægelige elektroner er normalt 70 eV, hvilket ifølge de Broglie- formlen svarer til længden af en standard kemisk binding i organiske molekyler (ca. 0,14 nm). Elektroner forårsager ionisering af de analyserede molekyler med dannelse af radikale kationer:
M + e - = M. + + 2e -
Elektronionisering finder sted i et vakuum (sammenlign med kemisk ionisering ) for at forhindre masseproduktion af atmosfæriske gasioner, der kan rekombinere med og ødelægge analytioner.
Da elektronernes energi er meget større end energien af den kemiske binding , sker der fragmentering af ionerne. Kemien af ionfragmentering under elektronisk fragmentering er godt undersøgt, derfor kan man ved at kende massen af fragmenter og deres intensitet forudsige den oprindelige struktur af et stof [1] . Massespektre opnået ved hjælp af elektronioniseringsmetoden er godt reproducerbare , derfor er der i dag biblioteker, der indeholder hundredtusindvis af spektre af forskellige stoffer, hvilket i høj grad letter kvalitativ analyse .
Nogle stoffer gennemgår en meget intens fragmentering og genererer kun fragmenter med lav molekylvægt, der gør identifikation vanskelig. Der findes en alternativ metode til kemisk ionisering til at analysere sådanne stoffer .
Ioniseringspotentialet for et organisk sammensat molekyle er normalt under 15 eV, så bombardement med elektroner med en energi på 50 eV eller mere giver overskydende indre energi til den resulterende molekylære ion. Denne energi spredes delvist på grund af brud af kovalente bindinger, hvis energi er i området fra 3 til 10 eV.
En sådan nedbrydning sker typisk selektivt, fanger en lang række bindinger, er meget reproducerbar og karakteristisk for en given forbindelse. Desuden er fragmenteringsprocesser forudsigelige, og det er dem, der bestemmer massespektrometriens brede muligheder for strukturel analyse. Ofte er den overskydende energi af den molekylære ion for høj, hvilket fører til forsvinden af dens top i massespektret (årsagen til dette kan være ustabiliteten af den molekylære ion). Reduktion af elektronstrålens energi er en almindelig teknik til at opnå en molekylær ion, mens graden af fragmentering er væsentligt reduceret. Ulempen ved denne teknik er, at spektret ændrer sig, og dets sammenligning med "standard" litteraturspektret bliver umuligt.
Nogle af de offentlige databaser indeholder EI (electron impact) spektre på mere end 390.000 forbindelser, som er nemme at finde ved hjælp af søgealgoritmer. [2]
| Massespektrometri | |
|---|---|
| ionkilde | |
| Masseanalysator |
|
| Detektor |
|
| MS kombination |
|