气质离子化过程和种类

        感谢您关注紫泰科技,我是陶工,这期来研究一下离子化过程。

        这张图是理想状态,所有顺着色谱柱出来的分子都被离子源送到四级杆,但前面提到EI源离子化效率只有万分之一,那剩下的离子都发生了什么呢?

        首先要了解一下都有什么物质从色谱柱流出,分析物、载气氦气和色谱柱溢出物,这些物质都在离子室进行离子化,所以这个动画很准确,内有大量的物质,只有少部分的进行了离子化被送到四级杆。

        在电子碰撞电离中,用电子轰击分子形成离子,由于电子相互作用,分子失去了进入的电子和束缚的电子,生成的分子是一个离子并带有电荷,当然也会出现带有多个电荷的离子,这种情况在液质中常见。

        刚才我们讲过,最初形成的分子离子的数量取决于传入电子的能量,随着电子能量的增加而增加,高于某个值,增加电子能量不会增加形成的分子离子的数量,大多数离子,至少是由有机化合物形成的离子,具有很强的反应性并具有过剩的能量,在没有其他化合物的情况下,分子离子会分解或“碎片”成其他离子、自由基和中性分子,这些片段的质量和这些片段的丰度在很大程度上取决于起始分子的性质,这就是质谱法具有强大诊断能力的原因,在 70 eV 电子下,这种操作模式被称为“电子电离”EI,仅检测到带正电的片段。

        对于要检测的分析物,从压力较高的色谱柱流出到真空的离子源,会迅速膨胀,与离子室壁进行碰撞,然后离子化的被拉出极带入四级杆进行分析,但大量没有离子化的,离子源的电场是不能控制他们的,所以它们进行随机运动顺着离子源的孔被真空泵给抽走。

        对于色谱柱的流出物,虽然也被离子化,由于四级杆对分析物进行了选择,这些离子化的流出物不能通过四级杆到达检测器,旋出四级杆或者撞到四级杆上,没有离子化的中性分子,也会被真空泵抽走。

        但其中的高沸点化合物有可能吸附到离子源表面,造成离子源污染,特别是离子源温度低时会加速这种效应,所以离子源前面会有加热装置,Inert source可以加热到350 oC,四级杆可以加热到200 oC,都是为了避免污染。

        当然小分子的气体对这种污染有一定的清洁作用,所以Agilent 有这种JetClean 智氢洁离子源,可以减少清洁离子源的频率。

        接下来研究一下离子源的聚焦,这张图是离子源的电场等势线,对于光线的我们常用透镜来改变光线的聚焦,这个非常好理解,对于带电离子用电场进行聚焦,聚焦的离子有更窄的离子束,能量分布更集中,也减少离子的损失,可以得到更好的结果,但是这种电子透镜是不是在聚焦环内,而是在聚焦环两侧。

        这张图的绿色部分展示的更清楚,电场透镜在离子聚焦环两侧和入口透镜两侧。

        当调整入口透镜电压的时候,实际是调整入口透镜两侧蓝色区域的电场,而不是透镜内部,并且使是两个电场一起调整。

        当然离子源也有很多种,常见的是这种EI源,分为不锈钢和惰性材料的。

        会在加热模块标注到底是SSL还是Inert的,请注意这款只有离子透镜没有拉出极。

        这款是由拉出极的离子源,加热模块上会标注Xtr。

        这款是HES ,高效EI源,这里面的组件多了很多,这个清洗的过程很复杂,而且需要注意的点也特别多,不建议您自己拆这个。

        如果您买仪器,各家销售都会来给您推销自己的产品,那如何快速判断产品性能呢?这里和您提一个我个人快速判断的观点,就是满足同样功能的模块,设计越复杂,性能越好,因为这种设计需要巨大的成本消耗。

        首先要从原理上论证,然后原型产品进行测试,再配合所有的电控系统,这么大的工作量目的就是将模块性能提高一点,而对于那些极简单的设计,仅仅是为了有这个功能,完全提不到效率和性能,某家气质的离子源就一个部件,倒是好清洗,拿出来蹭蹭就行。

        对于一些不稳定的化合物,在70eV电子轰击下很难得到完整的分子离子,可以使用化学电离源CI来实现测定。

        CI和EI源在结构上基本相同,差别不大主体部件甚至可以通用,主要差别是CI源工作过程中需要引进甲烷、异丁烷、氨等反应气体,而且反应气的量要比样品气大得多。

        发射极灯丝发出的电子首先将反应气电离,生成的反应气离子与样品分子进行离子-分子反应,使样品气电离。

        CI是一种软电离方式,有些用EI得不到分子离子的样品,改用CI后可以得到准分子离子,对于含有很强的吸电子基团的化合物,检测负离子的灵敏度远高于正离子的灵敏度。

        因此,CI源都有正、负离子检测之分,可以根据样品情况进行选择,由于CI得到的质谱不是标准质谱,所以不能进行库检索。

        CI源的改造并不是简单的更换一个离子源可以完成,需要配套增加气路控制、离子传输线,校准液等一大堆的操作,您自己操作不了还是很复杂的。

联系

地址

哈尔滨高新技术产业开发区科技创新城创新创业广场14号

联系

地址

哈尔滨高新技术产业开发区科技创新城创新创业广场14号

气质离子化过程和种类

        感谢您关注紫泰科技,我是陶工,这期来研究一下离子化过程。

        这张图是理想状态,所有顺着色谱柱出来的分子都被离子源送到四级杆,但前面提到EI源离子化效率只有万分之一,那剩下的离子都发生了什么呢?

        首先要了解一下都有什么物质从色谱柱流出,分析物、载气氦气和色谱柱溢出物,这些物质都在离子室进行离子化,所以这个动画很准确,内有大量的物质,只有少部分的进行了离子化被送到四级杆。

        在电子碰撞电离中,用电子轰击分子形成离子,由于电子相互作用,分子失去了进入的电子和束缚的电子,生成的分子是一个离子并带有电荷,当然也会出现带有多个电荷的离子,这种情况在液质中常见。

        刚才我们讲过,最初形成的分子离子的数量取决于传入电子的能量,随着电子能量的增加而增加,高于某个值,增加电子能量不会增加形成的分子离子的数量,大多数离子,至少是由有机化合物形成的离子,具有很强的反应性并具有过剩的能量,在没有其他化合物的情况下,分子离子会分解或“碎片”成其他离子、自由基和中性分子,这些片段的质量和这些片段的丰度在很大程度上取决于起始分子的性质,这就是质谱法具有强大诊断能力的原因,在 70 eV 电子下,这种操作模式被称为“电子电离”EI,仅检测到带正电的片段。

        对于要检测的分析物,从压力较高的色谱柱流出到真空的离子源,会迅速膨胀,与离子室壁进行碰撞,然后离子化的被拉出极带入四级杆进行分析,但大量没有离子化的,离子源的电场是不能控制他们的,所以它们进行随机运动顺着离子源的孔被真空泵给抽走。

        对于色谱柱的流出物,虽然也被离子化,由于四级杆对分析物进行了选择,这些离子化的流出物不能通过四级杆到达检测器,旋出四级杆或者撞到四级杆上,没有离子化的中性分子,也会被真空泵抽走。

        但其中的高沸点化合物有可能吸附到离子源表面,造成离子源污染,特别是离子源温度低时会加速这种效应,所以离子源前面会有加热装置,Inert source可以加热到350 oC,四级杆可以加热到200 oC,都是为了避免污染。

        当然小分子的气体对这种污染有一定的清洁作用,所以Agilent 有这种JetClean 智氢洁离子源,可以减少清洁离子源的频率。

        接下来研究一下离子源的聚焦,这张图是离子源的电场等势线,对于光线的我们常用透镜来改变光线的聚焦,这个非常好理解,对于带电离子用电场进行聚焦,聚焦的离子有更窄的离子束,能量分布更集中,也减少离子的损失,可以得到更好的结果,但是这种电子透镜是不是在聚焦环内,而是在聚焦环两侧。

        这张图的绿色部分展示的更清楚,电场透镜在离子聚焦环两侧和入口透镜两侧。

        当调整入口透镜电压的时候,实际是调整入口透镜两侧蓝色区域的电场,而不是透镜内部,并且使是两个电场一起调整。

        当然离子源也有很多种,常见的是这种EI源,分为不锈钢和惰性材料的。

        会在加热模块标注到底是SSL还是Inert的,请注意这款只有离子透镜没有拉出极。

        这款是由拉出极的离子源,加热模块上会标注Xtr。

        这款是HES ,高效EI源,这里面的组件多了很多,这个清洗的过程很复杂,而且需要注意的点也特别多,不建议您自己拆这个。

        如果您买仪器,各家销售都会来给您推销自己的产品,那如何快速判断产品性能呢?这里和您提一个我个人快速判断的观点,就是满足同样功能的模块,设计越复杂,性能越好,因为这种设计需要巨大的成本消耗。

        首先要从原理上论证,然后原型产品进行测试,再配合所有的电控系统,这么大的工作量目的就是将模块性能提高一点,而对于那些极简单的设计,仅仅是为了有这个功能,完全提不到效率和性能,某家气质的离子源就一个部件,倒是好清洗,拿出来蹭蹭就行。

        对于一些不稳定的化合物,在70eV电子轰击下很难得到完整的分子离子,可以使用化学电离源CI来实现测定。

        CI和EI源在结构上基本相同,差别不大主体部件甚至可以通用,主要差别是CI源工作过程中需要引进甲烷、异丁烷、氨等反应气体,而且反应气的量要比样品气大得多。

        发射极灯丝发出的电子首先将反应气电离,生成的反应气离子与样品分子进行离子-分子反应,使样品气电离。

        CI是一种软电离方式,有些用EI得不到分子离子的样品,改用CI后可以得到准分子离子,对于含有很强的吸电子基团的化合物,检测负离子的灵敏度远高于正离子的灵敏度。

        因此,CI源都有正、负离子检测之分,可以根据样品情况进行选择,由于CI得到的质谱不是标准质谱,所以不能进行库检索。

        CI源的改造并不是简单的更换一个离子源可以完成,需要配套增加气路控制、离子传输线,校准液等一大堆的操作,您自己操作不了还是很复杂的。

联系