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安捷倫Hydro惰性離子源 | 助力GC/MS/MS實(shí)現(xiàn)氫氣自由！
近來(lái)，氦氣（He）供應(yīng)方面的壓力迫使實(shí)驗(yàn)室考慮使用其他氣體作為載氣（如氫氣 H2）。這一想法是否能實(shí)現(xiàn)？答案是肯定的。
但是，常規(guī)離子源使用氫氣作為載氣會(huì)導(dǎo)致大多數(shù) GC/MS 和 GC/MS/MS 分析靈敏度降低以及部分活性目標(biāo)物發(fā)生氫化或脫氯反應(yīng)。如果母離子或子離子受到離子源中與氫氣反應(yīng)的影響，就會(huì)改變目標(biāo)物的色譜行為和質(zhì)譜圖，并導(dǎo)致目標(biāo)物定性錯(cuò)誤或無(wú)法鑒定。
安捷倫新推出的 Hydro 惰性離子源，可以有效減少離子源內(nèi)的氫化和脫氯反應(yīng)，降低氫氣對(duì)硝基和鹵素等關(guān)鍵官能團(tuán)的影響，更好地發(fā)揮氫氣作為載氣時(shí)的優(yōu)勢(shì)。
Hydro 惰性離子源性能如何？請(qǐng)耐心往下看。
實(shí)驗(yàn)部分
美國(guó) EPA 方法 8270E 中含有各類(lèi)酸性、堿性和中性化合物，以及含有各類(lèi)從硝基酚到多環(huán)芳烴等具有代表性的混合物，實(shí)驗(yàn)選取了一組 120 種目標(biāo)物和替代物的混合標(biāo)準(zhǔn)品來(lái)檢驗(yàn) Hydro 惰性離子源的可靠性，對(duì)分離度、穩(wěn)定性、質(zhì)譜圖還原度、線(xiàn)性等多方面數(shù)據(jù)進(jìn)行了考察。
圖1A. 安捷倫 7000E GC/TQ 系統(tǒng)
圖1B. 新型 Hydro 惰性離子源
儀器方法
Agilent 8890B GC 配置有多模式進(jìn)樣口（MMI）和 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性氣相色譜柱（部件號(hào) 121-5522UI），并與配備了 Agilent Hydro 惰性離子源的 7000E 三重四極桿 GC/MS/MS 系統(tǒng)聯(lián)用。
圖 2. 50 µg/mL 校準(zhǔn)標(biāo)樣的 TIC，
顯示 10 min 內(nèi)的分離情況
圖 2 中展示了 EPA 8270E 的 120 個(gè)目標(biāo)物和 6 個(gè)內(nèi)標(biāo)物的總離子流色譜圖（TIC），顯示出氫氣作為載氣時(shí)分析效率明顯提高：在較短的分析時(shí)間內(nèi)保持了*的色譜分離度。
圖 3. 不同離子源在 H2 做載氣條件下的峰形對(duì)比
從圖 3 的對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)，在 Hydro 惰性離子源上運(yùn)行氫氣作為載氣的樣品時(shí)，質(zhì)譜圖還原度、色譜峰形都得到了極大改善。
質(zhì)譜圖還原度
使用氫氣作為載氣時(shí)，普遍關(guān)注的問(wèn)題是氫氣在活性位點(diǎn)（如離子源內(nèi)的熱金屬）上的反應(yīng)活性會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生氫化和脫氯反應(yīng)。化合物的轉(zhuǎn)化（如硝基官能團(tuán)氫化為氨基）可能造成使用氫氣時(shí)選取的 MRM 離子對(duì)響應(yīng)降低或無(wú)響應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法完成對(duì)目標(biāo)物的定性定量分析。保留現(xiàn)有方法的 MRM 離子對(duì)才能避免不必要的方法開(kāi)發(fā)工作。
使用 Hydro 惰性離子源，用戶(hù)在使用氫氣作為載氣時(shí)仍可以使用通過(guò)氦氣系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的 MRM 離子對(duì)， 只需要重新評(píng)估保留時(shí)間和碰撞能量。尤其是在色譜柱尺寸和柱溫箱升溫速率發(fā)生改變時(shí)需要注意重新評(píng)估保留時(shí)間。
硝基苯、五氯苯酚、六氯苯和五氯硝基苯在普通的 EI 離子源內(nèi)非常容易與氫氣發(fā)生反應(yīng)。通過(guò)確認(rèn) MRM 離子對(duì)是否存在以及驗(yàn)證定性離子對(duì)的預(yù)期比值，就可以確認(rèn)關(guān)鍵官能團(tuán)的保留情況：如果定性離子對(duì)相對(duì)于定量離子對(duì)的比值接近 100%，則未與氫氣發(fā)生反應(yīng)。缺失、極低或*的離子對(duì)比值意味著與氫氣發(fā)生了反應(yīng)。
圖4. 氫氣作為載氣、使用Hydro惰性離子源分析：（A）對(duì)硫磷和（B）六氯苯
圖 4 展示了帶有一個(gè)硝基的化合物對(duì)硫磷以及高度氯代的化合物六氯苯的 MRM 離子對(duì)疊加譜圖。在左上角都列出了離子對(duì)比值百分?jǐn)?shù)。如果對(duì)硫磷的硝基官能團(tuán)氫化為氨基，那么 291->109 離子對(duì)的豐度和比值都會(huì)低于定量離子對(duì)，因?yàn)檗D(zhuǎn)化后的分子量將變?yōu)?m/z 259，而非 m/z 291。
如圖 4A 所示，離子對(duì)比值為100%，意味著硝基官能團(tuán)得到保留。對(duì)于六氯苯來(lái)說(shuō)，脫氯將導(dǎo)致 249->214 離子對(duì)豐度增加而 284->214 離子對(duì)豐度降低。然而，圖 4B 顯示這兩個(gè)離子對(duì)之間的比值符合預(yù)期（100%），沒(méi)有發(fā)生明顯的脫氯現(xiàn)象。
線(xiàn)性范圍
以雙（2-乙基己基）鄰苯二甲酸酯（DEHP）和鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP）為例，使用氫氣和 Hydro惰性離子源獲得的數(shù)據(jù)具有更寬的線(xiàn)性范圍，大多數(shù)化合物的線(xiàn)性范圍在 0.02-100 μg/mL 之間。DEHP 和 DNOP 的線(xiàn)性范圍從 0.5-100 µg/mL（氦氣），提升到了 0.05–100 µg/mL（氫氣）。使用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算時(shí)，相對(duì)響應(yīng)因子的 RSD 均低于 6%。氘代替代物（硝基苯-d5、苯酚-d6 和對(duì)三聯(lián)苯-d14）在擴(kuò)展的線(xiàn)性范圍內(nèi)的相對(duì)響應(yīng)因子 RSD 均低于 12%，進(jìn)一步證實(shí)了氘鍵的保留。表明氫氣作為載氣時(shí)使用 Hydro 惰性離子源的 GC/MS/MS 和使用氦氣時(shí)具有一致的高性能。
結(jié)論
通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，全新設(shè)計(jì)的 Hydro 惰性離子源不僅避免了離子源內(nèi)的氫氣反應(yīng)，同時(shí)拓展了部分半揮發(fā)性有機(jī)物的線(xiàn)性范圍。特別是對(duì)于 GC/MS/MS 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)須重新開(kāi)發(fā)離子對(duì)參數(shù)、充分發(fā)揮了氫氣作為載氣時(shí)的色譜和質(zhì)譜方面的優(yōu)勢(shì)。
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