2.1.1. 種々のイオン化法 イオン化法には様々な種類があり、試料の状態により適用できるイオン化法や得られる質量情報が異なります。イオン化法は、気相からイオン化する方法、液相からイオン化する方法、固相からイオン化する方法の大きく3つに大別されます。. 国内唯一の質量分析コンサルタントが、質量分析イオン化法を徹底解説!基本的な原理から、現在主に使われている6つの手法まで、イオン化に関する最新情報を余すことなくご紹介します。
EI法（EIほう）（EI, formerly known as electron impact ionization / electron bombardment ionization）とは、質量分析法において、フラグメントイオンを発生させる方法の一つ。EIとは、Electron Impact（電子衝撃）またはElectron Ionization（電子イオン化）の略とされ、フィラメントから発生する熱電子を試料に照射してフラグメントイオンを発生させる方法である。他のイオン化法と比べて原理や装置が単純であることから、広い範囲に適用されている。
また、フラグメントイオンのライブラリ（スペクトルデータベース）が充実していることも特徴の一つと言える。このライブラリは、特にガスクロマトグラフィー(GC)と組み合わせたGC/MSなどの手法で定性分析を行う際に有用である。具体的には、クロマトグラフィーによって分離された各成分ごとにフラグメントイオンを検出し、更に検出されたフラグメントイオンのスペクトルをライブラリから検索することで、各成分の同定を簡便に行うことができるというものである。
動作原理
以下の気相反応は電子イオン化の過程を表わしている。
M
+
e
−
→
M
+
∙
+
2
e
−
,
{\displaystyle M+e^{-}\to M^{+\bullet }+2e^{-},}
Mはイオン化された検体分子、e−は電子、M+•は得られたイオンである。
EIのイオン源では、電流が流れるフィラメントを加熱することによって熱イオン放射を通じて電子が生成する。この電子はフィラメントとイオン源ブロックの入口との間の領域において70eVで加速される。加速された電子はトラップ電極へ引き寄せられることによって集中されビームとなる。中性分子を含む解析試料は、この電子ビームと直角方向にイオン源に導入される。「硬い」イオン化ソースと呼ばれる高エネルギー電子の近接通過は、中性分子の周囲の電場に大きな変動を引き起こし、イオン化およびフラグメント化が導かれる。生成したラジカルカチオンはリペラー電極によって質量分析計へと押し出される。このようなイオン化過程では、しばしば予測可能な切断反応が起こりフラグメント（断片）イオンが生じる。このフラグメント化から分析試料の構造情報が解析できる。
フラグメントイオンのイオン化効率および生成は検体の化学的性質と電子のエネルギーに強く依存している。低エネルギー（約20 eV）では、電子と検体分子の間の相互作用はイオン化を生じるのに十分なエネルギーを伝達しない。約70eVでは、電子のド・ブロイ波長が有機分子の典型的な結合長（約0.14nm）と一致し、有機検体分子へのエネルギー伝達が最大化され、最も強いイオン化およびフラグメント化が起こり得る。これらの条件下では、試料中の大体1000検体分子の内の1分子がイオン化される。より高エネルギーでは、電子のド・ブロイ波長が典型的な検体の結合長よりも小さくなる。この時、分子は電子にとって「透明」となり、イオン化効率は低下する。
脚注
参考文献
関連項目
- 質量分析法
外部リンク
- NIST Chemistry WebBook
79. 電気分解(2)｜おのれー｜note
2.1.イオン化部 分析計測機器（分析装置） 島津製作所
【高校化学基礎】「イオン化エネルギーとは」 映像授業のTry IT (トライイット)
【図で解説】イオン化エネルギーと電子親和力の違い 化学徒の備忘録(かがろく)化学系ブログ
第一イオン化エネルギー（周期表での最大最小・グラフ・電子親和力との違いなど） 化学のグルメ
2.1.イオン化部 分析計測機器（分析装置） 島津製作所
イオン化エネルギーをわかりやすく｜化学と書道でワクワク生きる
酸化物イオン 電子配置 _ 酸素 電子配置 分子軌道法 NDUMAM
イオン化法 esi 電子イオン化 原理 Green Ems Library
イオン化とは？イオン化エネルギーやイオン化傾向についても解説！｜高校生向け受験応援メディア「受験のミカタ」
【化学】イオンとは 分かりやすく解説 ゼロからの化学基礎
イオン化法 esi 電子イオン化 原理 Green Ems Library
化学講座 第4回：第一イオン化エネルギーと第nイオン化エネルギー医学部受験を決めたら 私立・国公立大学医学部に入ろう！ドットコム
2.1.イオン化部 分析計測機器（分析装置） 島津製作所
イオン化効率 _ 質量分析 イオン化 理由 BETE
イオン化法 esi 電子イオン化 原理 Green Ems Library
イオン化とは？イオン化エネルギーやイオン化傾向についても解説！｜高校生向け受験応援メディア「受験のミカタ」
ソフトイオン化質量分析,フラグメントイオン化質量分析,スクリーニング分析,サイレントチェンジ,オープンラボ
イオン 電流 _ イオン電流 原理 NFERC
多元物質科学研究所
質量分析法（MS）における試料のイオン化の方法には様々な種類がありますが、この項ではその中でも主要である以下の5種類の方法について解説していきます。電子イオン化法（EI）化学イオン化法（CI）高速原子衝撃法（FAB）マトリックス支援レーザー.. GCMSの主要なイオン化法は，EI (電子衝撃イオン化法)，PCI (正化学イオン化法) およびNCI (負化学イオン化法) の三種です。
