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LC/MS中所用到的气体的作用

2019.10.10

LC/MS中所用到的气体的作用,保护气、喷雾气等等


1.你要明白质谱由几个区域组成,每个区域会要解决什么问题,会发生什么事情.然后知道每个区域是否会使用到气体,就很明白这些气体是干什么的

2.首先,是离子源区和离子传输区,为的是把液相流过来的东西离子化,所以,这个区域使用的气体就是帮助离子化的。气体当然是选惰性的为佳(没有人会傻到用空气、氢气或者氧气)。但是,选氦气、氩气太贵了,因为离子源区需要的气体量还很大。所以,大家都会选用氮气,虽然它不是完全惰性,但因为还不是在真空区,只是帮助离子化,氮气足够了。这时的氮气一般有三种作用,

(1)第一种是帮助离子化的辅助气(Auxillary gas),它是最常使用的,所有的液质都是这样的。使用流速参见各公司说明,一般来说,液相流量大,就要求辅助气流速大。所以,你可以理解,为什么作蛋白质组学的人,比作残留的人用氮气省,因为做蛋白质组学的人,往往都使用微径柱,流速极小,甚至不开辅助气都能离子化。所以,你还可以理解,为什么仪器指标上大家都说能作到1mL/min流速甚至更大,可没有人傻到真把流速开这么大。因为,不仅耗溶剂,还大大耗气呢!而起,非常关键的一点,ESI的流速开得大,灵敏度反而会降低。

(2)第二种作用是用于抵抗污染的,比如AB叫帘气(Curtain gas),Thermo叫吹扫气(Sweep gas),Agilent叫反吹气。这路气体可以不开,对脏样品管用,对干净样品反而会降低灵敏度。

(3)第三种,是为了加热(不是每种仪器都用的)。加热也是为了提高离子化效率。Waters的仪器以及Thermo的大部分仪器都可以加热离子源框架,或者离子传输管,所以不再加热气体。但是,AB的Turbo源、Thermo的H-ESI源,都是在喷针旁边在用氮气流加热,为的是提高离子化效率。Agilent/Bruker的仪器对喷针不加热,但是它的离子传输管不能直接用电路加热,所以在传输管外侧就用热氮气流加热。值得注意的是:这种加热气体的设计,会导致仪器耗气量急剧增加(气体加热了以后挥发更快)。所以,凡是采用加热氮气设计的,耗气量会比不采用的大很多。使用流速参见各公司说明。

3.离子经过离子源区、和离子传输系统,完成了离子化,就进入真空的分析区。这个区域要求用绝对的惰性气体,以完成碰撞,因为如果还用氮气,会碰出很多“鬼峰”。

最先的考虑一定用氩气,因为氩气比氦气便宜。所以,串联四极杆、Q-TOF都是用氩气的。

但是,在离子阱的最初设计时,人们发现,氦气还有一种奇妙的作用,它可以缓释动能,因为离子刚刚进入离子阱中动能很大,很容易碰在阱壁上就“湮没”了,而充入一定的氦气,刚好可以缓释动能,使离子快速稳定在阱的中央,这种气体叫做“damping gas”。所以,在离子阱中选用氦气可谓一举两得,既缓释了离子动能,又做了碰撞气。

4.最后呢,离子源区的气体不见得非要用高纯的氮气,很多用户都用普氮。不过,用普氮,过一段时间气体接入质谱的地方(比如滤膜等)会脏,要常检查常清洗、更换,否则就把仪器污染了。分析区的氦气或氩气不用说你也知道,当然要用高纯的。



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