在5975系列MSD上应用氨气反应气的化学电离

前言

　　氨气是化学电离源正模式和负模式的特别有用的反应气。作为正化学电离（PCI）的反应气，氨气有很高的质子亲和力（204 kcal/mol），并使大部分分子只产生很少的碎裂。作为电子捕获负离子化学电离（ECNI或NCI）的缓冲气，氨气的热能大约是甲烷的7倍。该应用报告介绍了在5975 inert MSD平台上使用氨气作为CI反应气的操作规程。如果不能很好地执行这些规程，性能和硬件均会受损。本应用报告并不能替代硬件手册中的信息，在操作MSD之前，应当仔细阅读并理解硬件手册中的信息。

反应气纯度

　　如同甲烷和异丁烷，对于氨气目前尚没有合适的气体过滤器可用。所以，必须使用纯度最高的氨气，纯度不能低于99.998%。水和氧气是最常见、也是最重要的污染物，其含量不能超过5 ppm。在用于调谐的甲烷反应气中存在的水将导致峰的分裂和展宽；这可由调谐报告中高达19/29的比率检测出来。氨气中存在的水将导致灯丝寿命的缩短。Agilent 5975 inert MSD使用的氨气流速很低，约为1 mL/min，花费更多的钱在比较贵的气体上，从长远来看，成本效益更高。

氨气的连接

　　氨气需要特殊的防腐蚀压力表，推荐使用两级低流速压力表。这些压力表的寿命相对较短，接触水后更会大大缩短寿命，但是，使用高纯度氨气会延长压力表的寿命。在更换钢瓶的过程中会发生与水的接触。有的用户用干燥的氮气吹洗压力表以防止与潮湿空气的接触，有助于延长压力表的寿命。

在5975 inert MSD上应用氨气作为化学电离源反应气的操作规程

　　因为氨气在钢瓶中是液体，实际上压力表可以输送液体氨到系统。钢瓶和压力表必须位于CI反应气质量流量控制器（MFC）的下方，以防止液态氨虹吸进入仪器管路。从压力表到5975 inert MSD上的CI连接管路后部必须使用不锈钢管和不锈钢连接头。在MFC后面垂直于接头的方向上使不锈钢管环绕几圈可以增加氨气在进入仪器管路之前的挥发速度（见图1）。

　　压力表的压力应当设置到小于20 psi。如果氨的挥发不完全，液态氨的“气泡”将在数据基线上产生“负峰”（图2）。这些反应气流的不连续将有损数据的可靠性。液氨的气泡产生“负峰”表明可能发生了虹吸，或者用于连接反应气的竖直环绕圈的管线长度不够，或者二者都有。

使用氨气的操作

　　当在CI模式操作时，气体设置是CI采集方法自动完成的，它使用户可以在一个序列中用两种CI气体中的一种，在正和负CI方法之间切换。我们推荐用户阅读安捷伦应用5989-4347[1]，其中介绍了新的化学电离功能。

　　为了最大程度地减少氨气的用量以及其通过机械泵的量，应当在序列结束时关闭反应气。一个宏程序可使用户在序列或方法结束时自动关闭CI气体，或者在序列的最后一行包含一个命令cigasoff作为宏命令来关闭CI气体（图3）。

机械泵的操作和维护

　　一般来说，采用机械泵的“气镇装置”能够除去进入机械泵的“可冷凝物”。当抽吸大量的水，如MS放空之后，这总是一个好的方法。然而，氨气与油中的水反应可使pH升高，从而腐蚀泵的密封件。通过“气镇装置”引入更多的水只会加速这一腐蚀过程。新的机械泵在较高的温度下操作可以更好地处理这些可冷凝物，所以，当系统正在用氨气操作或在操作之后不必再采用气镇装置。

泵油更换频度

　　起码每三个月要更换一次泵油，最好要更频繁地更换。无论何时，只要泵油颜色有明显变化，就必须更换。经常更换泵油对于保证良好的泵性能和寿命是一种相对低成本的措施。化学工作站软件提供了维护期提醒功能，可自动通知用户进行维护。

可靠性高、与氨气兼容的无油泵

　　安捷伦部件G3170-80032是推荐用于常规分析中用氨气作反应气的MSD系统的无油（干）泵。这一泵的内部组件设计被证明是可承受氨气的。无油操作消除了更换泵油的维护事项，并减少了泵油反灌进入MSD分析器的危险。对于G3170-80032也不推荐使用气镇装置。建议的维护/更换周期是12个月。新的更换泵的安捷伦部件号是G3170-89032。

结语

　　成功采用氨气操作的关键问题是：

　　• 使用高纯气体（99.998%或更纯）
　　• 到CI反应气连接管的连接要有助于氨反应气的挥发
　　• 经常更换机械泵的泵油
　　• 采用与氨气兼容的无油泵G3170-80032不必更换泵油
　　• 在序列结束时采用软件自动关闭氨气
　　注意这些事项的每一条将保证长期成功使用氨气反应气。