125 nm真空紫外激光溅射质谱:空间分辨率和碎片化程度

【作者】 刘峰； 王佳； 莫宇翔；

【机构】 清华大学物理系原子分子纳米科学教育部重点实验室；

【摘要】 高空间分辨质谱方法在生物分析化学领域中有重要的应用前景。亚微米空间分辨质谱成像可测量细小生物的化学结构,如细胞内化学成分的空间分布,为细胞内的化学现象提供有力的科学依据。基质辅助激光脱附电离（MALDI）由于基质效应很难达到亚微米分辨。激光溅射（LDI）可在无基质辅助的条件下使分子解吸电离,但在紫外和可见波段,产生的离子多为分子碎片,减少了样品分析的化学信息。如能够提高LDI生成的母体离子产率,将使之成为一种兼顾亚微米空间分辨和母体信息的新型质谱方法。125 nm（单光子能量9.9 eV）的VUV光源能电离气相中的大部分生物化学分子。VUV与生物分子作用的特点是吸收极强(吸收截面在10^-17-10^-20 cm²之间),并且吸收后的绝大部分能量被激发的电子携带而非热能。这使得125nm光源即使在表面分子中也具有一定的软电离特性,另一方面由于波长较短,有望获得200nm左右的空间分辨。我们实验室研制了首台真空紫外溅射质谱成像（VUVDI-MSI）装置,并测量了数十个分子的VUVDI质谱。结果表明:VUVDI质谱的碎片化程度低于紫外和可见波段的LDI质谱,也低于常见的二次离子质谱方法（SIMS）。实验结果还表明光斑能量密度,基底效应等在碎片产率方面有显著的影响,这些结果对进一步发展VUVDI方法有重要的指导作用。更多还原