LC-MS 和氮气发生器纯度的关系——是时候一探究竟了！

2022-08-21 19:58:58, Chris·Harvey 毕克气体仪器贸易（上海）有限公司（Peak Scientific)


概述

在为LC-MS仪器选择氮气源时，需要注意哪些问题？应该如何选择适合的发生器？



本文阐述了LC-MS仪器对氮气的要求，以及设计和选择氮气发生器时应考虑的问题，包括氮气纯度和氮气质量，以及氮气发生器的选择对LC-MS运行的影响。



介绍

钢瓶高纯氮的纯度一般是99.999%，通过氮气发生器，我们可以获得更高纯度的氮气，例如用作GC载气的氮气，纯度高达99.9999%。工业上传统的深冷空分制氮法，以空气为原料，利用液氧和液氮的沸点不同，采用低温蒸馏的方式，使它们分离来获得氮气。氮气一般无法直接测试，氮气纯度主要指非氧化气体的含量，其中包括氮气和其他惰性气体等。


通常我们会看到LC-MS适配的氮气发生器显示纯度在98-99.5%之间，为什么不提供99.999%的纯度呢？为什么所有LC-MS仪器制造商都建议氮气发生器产气的纯度大于95%就足以满足质谱的要求？（本文中所提到的LC-MS用气指的是离子源部分用的雾化干燥气，作为碰撞气用的高纯氮气，耗气量很少，一般由钢瓶提供。）



LC-MS技术特点

让我们先来看看LC-MS的技术特点：简单来说，氧气并不会影响LC-MS信号强度。事实上无碳氢化合物、无颗粒、干燥的空气是完全可以用于LC-MS分析的。我们选用氮气的原因是，在电离阶段，有机溶剂+氧气+高热+高压会导致爆炸，这不仅是一个巨大的安全风险，而且会对昂贵精密的LC-MS造成极大的损害。

纯度实际上只是我们评估氮气的一个参数。仅仅因为一种气体纯度高，并不意味着其中没有像碳氢化合物（实验室溶剂挥发产生的VOC）、邻苯二甲酸酯类、硅氧烷类和其他影响灵敏度和基线的有机化合物，以及水分和会污染离子源的灰尘颗粒等，这些会造成昂贵的仪器清洁、维护和维修的成本。



LC-MS离子源部分需要一个低氧环境，且不含颗粒和有机污染物，以防止发生爆炸，减少维护和离子源的清洁操作，以保证仪器本身的性能。


氮气发生器的技术特点

接下来让我们看看氮气发生器的技术特点：从氮气发生器生产商的角度来看，有两个看起来一样但实际上是完全不同的概念，即氮气纯度和氮气质量。

氮气纯度主要是指非氧化气体的含量（因为氮气不能直接测量，一般以氧气的含量来推算）。

氮气质量定义了氮气中其他杂质的含量，通常是通过分析氧气、水分、碳氢化合物和其他有机物质的含量，这些物质可以通过分析方法分别进行测试和报告。

氮气纯度
通过良好的产品设计、生产工艺可实现纯度在98-99.5%之间的氮气。空气由78%的氮气、21%的氧气和1%的其他气体组成。通过分离得到的氮气，纯度要求越高，需要的空气也越多。纯度要求越低，所需空气就越少。而空气消耗与氮气纯度之间的关系不是线性的，详细见下图。


尤其是当氮气纯度大于99.5%时，所消耗的空气量呈指数增长。关于氮气发生器原理的文章请

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