
【化】 collision induced dissociation
碰撞誘導解離(Collision-Induced Dissociation, CID)是質譜分析中的核心離子活化技術,指帶電離子在加速過程中與中性氣體分子發生高能碰撞,導緻化學鍵斷裂并生成碎片離子的過程。該現象最早由科學家J.H. Beynon在1973年通過質譜實驗系統闡述。
從能量傳遞機制分析,當帶電離子在電場中獲得動能後,與碰撞室内的惰性氣體(如氩氣或氮氣)發生非彈性碰撞,其部分動能轉化為分子内能。當積累的内能超過分子化學鍵的解離能時,分子骨架便發生斷裂,産生特征性碎片。這一過程遵循經典的朗道-齊納公式(Landau-Zener formula)描述的電子躍遷概率: $$ P = e^{-pi Delta/(4hv|F|)} $$ 其中$Delta$為能級間距,$h$為普朗克常數,$v$為碰撞速度,$F$為作用力梯度。
在應用層面,CID技術被廣泛運用于串聯質譜(MS/MS)中,通過分析碎片離子模式可解析生物大分子(如蛋白質、核酸)的序列結構。美國質譜學會(American Society for Mass Spectrometry)2019年發布的《現代質譜技術指南》指出,CID在肽段測序中的分辨率已突破90%準确率。
需要特别說明的是,CID與源後衰變(Post-Source Decay)存在本質區别:前者通過主動碰撞引發解離,後者依賴離子自身能量弛豫。這種可控解離特性使CID成為代謝組學研究中小分子結構鑒定的金标準方法。
碰撞誘導解離(Collision Induced Dissociation, CID)是一種廣泛應用于質譜分析中的離子碎裂技術,主要用于分子結構鑒定和分析。以下從定義、原理和應用三個方面進行解釋:
CID是通過高速運動的離子與中性氣體分子發生碰撞,将離子的動能轉化為内能,導緻化學鍵斷裂并生成碎片離子的過程。該技術常用于串聯質譜(MS/MS)中,通過碎片離子信息推斷分子結構。
CID的碎片化效率可通過調控電場強度、氣體壓力和離子初始動能進行優化,新型多重碎片化CID技術甚至能實現單次進樣獲取多級碎片信息。
如需更專業的量子力學層面解釋(如含時量子理論模型),可參考相關物理化學文獻。
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