導言
在使用三重四極桿質譜時,經常會進行優(yōu)化方法。在儀器參數的優(yōu)化中有一項對靈敏度影響較大的參數就是碰撞能量(CE)。接下來我們來揭開碰撞室的神秘面紗。
1、碰撞室位置及原理
我們先觀察碰撞室所處的位置,碰撞室位于兩個四極桿之間,碰撞室為兩端有開口的半封閉結構,下圖為碰撞室的位置及外觀圖。
圖示:碰撞室位置
碰撞室是位于Q1與Q3四極桿之間離子導向裝置,工作的原理為相鄰電極施加相位相差180度的高頻電壓使離子螺旋運動通過碰撞室進入到Q3四極桿進行分析。CC RF(+),CCRF(-)為施加高頻電壓。CLI1,CLI2,CLI3為入口的透鏡,CLO1為出口透鏡。入口透鏡與出口透鏡為離子進入與離開碰撞室提供聚焦及傳輸電場。
島津碰撞室的內徑入口小,出口逐漸變大,這種構造能夠加速離子,通過贗勢梯度快速傳輸離子,使離子能夠高速通過碰撞室(島津UF sweeper技術專利)。
2、碰撞氣作用及選擇原理
碰撞室內通入一定流量的碰撞氣(CID GAS),使碰撞室內部達到一定壓力,來實現MS/MS分析模式。在MS/MS分析模式中,碰撞室中的碰撞氣能夠降低Q1選擇離子運動速度,并與離子在碰撞室內進行碰撞(碰撞誘導解離,CID)使選定離子結構碎裂,從而產生“子離子”,通過Q3測定子離子。
一般使用惰性氣體作為碰撞氣,避免碰撞氣與分析物質發(fā)生反應。島津選擇單原子,體積合適的氬氣作為碰撞氣。使用的氬氣純度要求在99.99%以上,氬氣純度不高可能引起碰撞室污染,噪聲變大,響應變差等問題。
在MS/MS分析模式中,碰撞能量(CE)對靈敏度有很大影響,施加不同的CE,得到子離子的強度也不相同,是很重要的優(yōu)化參數。
3、碰撞氣壓力的設置與用量
碰撞氣的壓力LCMS8050/8060設置為270KPa,LCMS8030/8040/8045設置為230KPa。在270KPa時,總的氬氣流量為12ml/min。壓力為230MPa時,總的氬氣流量為10ml/min。
國內常見的氬氣鋼瓶為40L充滿的狀態(tài)(轉換成常壓狀態(tài)為5000L)。
按照230KPa的壓力計算5000(L)/0.010(L/min)/60(min)/24(h)=大約為347天。
按照270KPa的壓力計算5000(L)/0.012(L/min)/60(min)/24(h)=大約為289天。
按照450KPa的壓力計算5000(L)/0.020(L/min)/60(min)/24(h)=大約為173天。
4、日常使用常見問題
在進行MRM,產物離子掃描,前體離子掃描等模式時,碰撞氣需要在合適的壓力值,如果在以上模式下響應很低,要確認碰撞氣設置是否正確。一般可以使用調諧文件設置的壓力值,LCMS8030/8040/8045設置為230KPa,LCMS8050/8060設置為270KPa。
當碰撞室被污染后,碰撞效率會降低,峰強度會降低。這時需要進行碰撞室等的維護清洗。一般情況建議1年維護一次,如果樣品較臟或使用頻率較高,維護周期需要適當縮短。
在儀器運行時也需要關注CID氣實際壓力,如果壓力不能達到設定值,需要檢查氬氣鋼瓶輸出壓力是否在合適范圍,如不在需要調整到合適范圍,鋼瓶總壓如在2MPa以下,需要更換氬氣。
作者:劉士剛 資深液質工程師