Na czym polega jonizacja przez elektrorozpylanie? W jakim celu się ją stosuje?

Jedną z technik jonizacji wykorzystywanych w trakcie przeprowadzania precyzyjnych badań ilościowych i jakościowych z zastosowaniem nowoczesnych narzędzi laboratoryjnych jest jonizacja przez elektrorozpylanie. Na czym polega ta technika, w analizie jakich związków się ją stosuje i dlaczego warto z niej korzystać podczas wykonywania badań w laboratoriach analitycznych?

Czym jest jonizacja przez elektrorozpylanie?

Jonizacja przez elektrorozpylanie (electrospray, ESI) to jedna z technik jonizacji cząsteczek przeprowadzana w nowoczesnych urządzeniach laboratoryjnych, takich jak spektrometry masowe. Została odkryta przez amerykańskiego chemika Malcolma Dole’a w 1968 roku, który jako pierwszy zastosował ją razem ze spektrometrią mas.

Jak tłumaczy nasz rozmówca, doradca klienta w firmie Spektrometria, która zajmuje się sprzedażą oraz serwisowaniem narzędzi do przeprowadzania kompleksowych badań laboratoryjnych: Elektrorozpylanie to łagodna metoda jonizacji z wykorzystaniem rozpuszczalników polarnych. Często określana jest jako technika „miękka”. Polega ona na rozpylaniu próbek cieczy z badaną substancją z igły znajdującej się w otoczeniu wysokiego napięcia (1-5 kV). Rozpylanie odbywa się pod ciśnieniem atmosferycznym. Energia elektryczna rozprasza ciecz, której poszczególne cząsteczki mogą zostać poddane dokładnemu badaniu.

To technika szczególnie pomocna przy jonizacji dużych cząstek biologicznych, w tym białek i oligonukleotydów oraz cząsteczek różniących się pomiędzy sobą polarnością. Ze względu na fakt, iż elektrorozpylanie umożliwia fragmentaryzację badanych cząsteczek, technika ta z powodzeniem może być stosowana także w analizie peptydów, oligosacharydów, polimerów oraz niektórych polarnych związków organicznych. Analiza czystych związków chemicznych lub ich prostych mieszanin w badaniach dotyczących zanieczyszczeń środowiska czy produktów spożywczych jest w tym przypadku bardzo ułatwiona.

Jonizacja przez elektrorozpylanie a spektrometria mas

Elektrorozpylanie jest szeroko stosowaną metodą jonizacji w spektrometrii mas. Od innych procesów jonizacji różni ją możliwość wytwarzania wielokrotnie naładowanych jonów. Dzięki temu zakres pracy spektrometru masowego jest rozszerzany, a narzędzie może być wykorzystywane do wykonywania precyzyjniejszych badań, co jest niezwykle pomocne przy próbie zidentyfikowania badanej substancji. Spektrometria mas z zastosowaniem ESI nazywana jest spektrometrią mas z jonizacją przez elektrorozpylanie (ESI-MS) lub spektrometrią mas z elektrorozpylaniem (ES-MS).

Ze względu na dużą złożoność badanych próbek technika ta szczególnie dobrze sprawdza się przy zastosowaniu tandemowych spektrometrów masowych opartych na najnowszych możliwościach technologicznych. Metodę tę wykorzystuje się także podczas połączenia spektrometrów masowych z wysokociśnieniowymi chromatografami cieczowymi (LC-MS).