快速原子轟擊（Fast atom bombardment，F(xiàn)AB）是1981年建立的一種電離技術(shù)，在質(zhì)譜系統(tǒng)中被廣泛用作離子源。與其他電離技術(shù)不同，快速原子轟擊用一個(gè)中性原子（Xe，Ar）轟擊樣品使樣品電離。中性原子的使用避免了絕緣樣品中電荷的積累，并促進(jìn)了樣品的電離?？焖僭愚Z擊可以成功地確定不是揮發(fā)性或衍生化的化合物，以及一些高分子化合物。而且，快速原子轟擊對(duì)于測(cè)定寡糖、寡肽、寡核苷酸、和熱不穩(wěn)定的有機(jī)化合物甚至金屬有機(jī)化合物都是有效的。

快速原子轟擊的原理

快速原子轟擊用中性原子的高速定向運(yùn)動(dòng)直接轟擊樣品表層，使樣品電離形成正離子[M + H]+、負(fù)離子[M - H]-和碎片離子。快速原子轟擊離子源由一個(gè)冷陰極釋放離子槍和一個(gè)碰撞電荷交換室組成。Ar在釋放離子槍中被電離成Ar+，然后Ar+在加速電壓和聚焦電極的作用下形成高速Ar+離子束。電荷交換室被Ar充滿。當(dāng)離子束進(jìn)入交換室時(shí)，發(fā)生以下反應(yīng)：

“< >”表示具有快速定向運(yùn)動(dòng)的粒子符號(hào)。Ar+的快速定向運(yùn)動(dòng)從Ar獲取電子，從而形成Ar的快速定向運(yùn)動(dòng)。電荷交換過程中＜Ar+＞的能量損失很小，因此產(chǎn)生的＜Ar＞也具有高能量。＜Ar+＞在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中被分離，＜Ar＞仍沿原始方向高速前進(jìn)，最后撞擊樣品目標(biāo)使樣品電離。將樣品溶解在溶劑中，并涂在快速原子轟擊中的一小塊金屬上。所用溶劑的蒸氣壓應(yīng)該足夠低以使樣品保持溶解狀態(tài)。所用的溶劑包括甘油、二乙醇胺、乙二醇、二甲基亞砜等。

樣品被電離后，其正電荷產(chǎn)物主要以質(zhì)子鍵合或堿金屬離子鍵合的形式存在。通常，只需要少量的堿金屬離子，并且質(zhì)譜儀中會(huì)出現(xiàn)[M + Na]+或[M + K]+信號(hào)。在具有強(qiáng)堿性基團(tuán)的樣品（多肽）中首先觀察到[M + Na]+峰。如果樣品中混有酸，則信號(hào)會(huì)增強(qiáng)。另一方面，陰離子產(chǎn)物以[M - H]-的形式出現(xiàn)。酸性樣品經(jīng)常被離子化為[M - H]-，鹽樣品通過裂解陽(yáng)離子或陰離子形成帶電離子。研究表明，鹽離子對(duì)于確定樣品的分子量和分析樣品結(jié)構(gòu)很重要。

快速原子轟擊的優(yōu)缺點(diǎn)

快速原子轟擊對(duì)于分析非揮發(fā)性、熱不穩(wěn)定的極性化合物非常有效。電離產(chǎn)物[M + H]+和[M - H]-在快速原子轟擊中成對(duì)產(chǎn)生，有助于分析正離子質(zhì)譜和負(fù)離子質(zhì)譜。快速原子轟擊的靈敏度高且樣品消耗少。樣品的最小測(cè)得分子量可以是10-9g，且樣品利用率高。對(duì)于具有生物活性的物質(zhì)，因?yàn)檗Z擊所用的是中性顆粒，所以殘留的樣品能保持活性并可以被回收利用。另外，樣品中每種成分的電離概率和檢測(cè)靈敏度與樣品組成有關(guān)。如果樣品中一種組分電離所需的能量低于樣品中其他組分，則該組分的電離概率較大。

然而，快速原子轟擊不適合分離樣品。快速原子轟擊很難將親和力低的質(zhì)子與親和力高的質(zhì)子分開。而且，對(duì)于揮發(fā)性不同的混合樣品，快速原子轟擊不能將組分分餾和電離。

快速原子轟擊的應(yīng)用

作為質(zhì)譜電離源，快速原子轟擊適用于分析高極性、熱不穩(wěn)定的化合物，尤其是肽和蛋白質(zhì)。快速原子轟擊-MS串聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用提供了詳細(xì)的樣品分子結(jié)構(gòu)信息，并已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在肽化合物中，快速原子轟擊成功地分析了數(shù)千分子量的大分子，并給出了多肽中氨基酸的順序和類型，還區(qū)分了多肽的異構(gòu)體，如腦磷脂、人胃泌素、牛胰島素、緩激肽、促腎上腺皮質(zhì)激素等等。此外，快速原子轟擊還可以檢測(cè)極性抗生素，如新霉素、鏈霉素、慶大霉素、紅霉素、土霉素等。在分析化合物的核苷酸及其磷酸鹽時(shí)，快速原子轟擊成功地分析了煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（C21H29N7O17P3）和維生素B12（C63H88CoN14O14P）。

熱不穩(wěn)定的極性有機(jī)化合物是很難蒸發(fā)且容易分解的物質(zhì)?？焖僭愚Z擊基于惰性原子的電離技術(shù)，為此類化合物的分析提供了有效的解決方案。與質(zhì)譜聯(lián)用，快速原子轟擊在定量分析和結(jié)構(gòu)分析方面取得了重大進(jìn)展。隨著質(zhì)譜技術(shù)的不斷發(fā)展，快速原子轟擊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。