在5975系列MSD上應用氨氣反應氣的化學電離

前言

　　氨氣是化學電離源正模式和負模式的特別有用的反應氣。作為正化學電離（PCI）的反應氣，氨氣有很高的質子親和力（204 kcal/mol），并使大部分分子只產生很少的碎裂。作為電子捕獲負離子化學電離（ECNI或NCI）的緩沖氣，氨氣的熱能大約是甲烷的7倍。該應用報告介紹了在5975 inert MSD平臺上使用氨氣作為CI反應氣的操作規程。如果不能很好地執行這些規程，性能和硬件均會受損。本應用報告并不能替代硬件手冊中的信息，在操作MSD之前，應當仔細閱讀并理解硬件手冊中的信息。

反應氣純度

　　如同甲烷和異丁烷，對于氨氣目前尚沒有合適的氣體過濾器可用。所以，必須使用純度最高的氨氣，純度不能低于99.998%。水和氧氣是最常見、也是最重要的污染物，其含量不能超過5 ppm。在用于調諧的甲烷反應氣中存在的水將導致峰的分裂和展寬；這可由調諧報告中高達19/29的比率檢測出來。氨氣中存在的水將導致燈絲壽命的縮短。Agilent 5975 inert MSD使用的氨氣流速很低，約為1 mL/min，花費更多的錢在比較貴的氣體上，從長遠來看，成本效益更高。

氨氣的連接

　　氨氣需要特殊的防腐蝕壓力表，推薦使用兩級低流速壓力表。這些壓力表的壽命相對較短，接觸水后更會大大縮短壽命，但是，使用高純度氨氣會延長壓力表的壽命。在更換鋼瓶的過程中會發生與水的接觸。有的用戶用干燥的氮氣吹洗壓力表以防止與潮濕空氣的接觸，有助于延長壓力表的壽命。

在5975 inert MSD上應用氨氣作為化學電離源反應氣的操作規程

　　因為氨氣在鋼瓶中是液體，實際上壓力表可以輸送液體氨到系統。鋼瓶和壓力表必須位于CI反應氣質量流量控制器（MFC）的下方，以防止液態氨虹吸進入儀器管路。從壓力表到5975 inert MSD上的CI連接管路后部必須使用不銹鋼管和不銹鋼連接頭。在MFC后面垂直于接頭的方向上使不銹鋼管環繞幾圈可以增加氨氣在進入儀器管路之前的揮發速度（見圖1）。

　　壓力表的壓力應當設置到小于20 psi。如果氨的揮發不完全，液態氨的“氣泡”將在數據基線上產生“負峰”（圖2）。這些反應氣流的不連續將有損數據的可靠性。液氨的氣泡產生“負峰”表明可能發生了虹吸，或者用于連接反應氣的豎直環繞圈的管線長度不夠，或者二者都有。

使用氨氣的操作

　　當在CI模式操作時，氣體設置是CI采集方法自動完成的，它使用戶可以在一個序列中用兩種CI氣體中的一種，在正和負CI方法之間切換。我們推薦用戶閱讀安捷倫應用5989-4347[1]，其中介紹了新的化學電離功能。

　　為了最大程度地減少氨氣的用量以及其通過機械泵的量，應當在序列結束時關閉反應氣。一個宏程序可使用戶在序列或方法結束時自動關閉CI氣體，或者在序列的最后一行包含一個命令cigasoff作為宏命令來關閉CI氣體（圖3）。

機械泵的操作和維護

　　一般來說，采用機械泵的“氣鎮裝置”能夠除去進入機械泵的“可冷凝物”。當抽吸大量的水，如MS放空之后，這總是一個好的方法。然而，氨氣與油中的水反應可使pH升高，從而腐蝕泵的密封件。通過“氣鎮裝置”引入更多的水只會加速這一腐蝕過程。新的機械泵在較高的溫度下操作可以更好地處理這些可冷凝物，所以，當系統正在用氨氣操作或在操作之后不必再采用氣鎮裝置。

泵油更換頻度

　　起碼每三個月要更換一次泵油，最好要更頻繁地更換。無論何時，只要泵油顏色有明顯變化，就必須更換。經常更換泵油對于保證良好的泵性能和壽命是一種相對低成本的措施。化學工作站軟件提供了維護期提醒功能，可自動通知用戶進行維護。

可靠性高、與氨氣兼容的無油泵

　　安捷倫部件G3170-80032是推薦用于常規分析中用氨氣作反應氣的MSD系統的無油（干）泵。這一泵的內部組件設計被證明是可承受氨氣的。無油操作消除了更換泵油的維護事項，并減少了泵油反灌進入MSD分析器的危險。對于G3170-80032也不推薦使用氣鎮裝置。建議的維護/更換周期是12個月。新的更換泵的安捷倫部件號是G3170-89032。

結語

　　成功采用氨氣操作的關鍵問題是：

　　? 使用高純氣體（99.998%或更純）
　　? 到CI反應氣連接管的連接要有助于氨反應氣的揮發
　　? 經常更換機械泵的泵油
　　? 采用與氨氣兼容的無油泵G3170-80032不必更換泵油
　　? 在序列結束時采用軟件自動關閉氨氣
　　注意這些事項的每一條將保證長期成功使用氨氣反應氣。