碰撞预测系统结构（碰撞与飞行--揭开三重四极杆质谱碰撞室的面纱）

导言

在使用三重四极杆质谱时，经常会进行优化方法。在仪器参数的优化中有一项对灵敏度影响较大的参数就是碰撞能量（CE）。接下来我们来揭开碰撞室的神秘面纱。

1、碰撞室位置及原理

我们先观察碰撞室所处的位置，碰撞室位于两个四极杆之间，碰撞室为两端有开口的半封闭结构，下图为碰撞室的位置及外观图。

图示：碰撞室位置

碰撞室是位于Q1与Q3四极杆之间离子导向装置，工作的原理为相邻电极施加相位相差180度的高频电压使离子螺旋运动通过碰撞室进入到Q3四极杆进行分析。CC RF( )，CCRF(-)为施加高频电压。CLI1，CLI2，CLI3为入口的透镜，CLO1为出口透镜。入口透镜与出口透镜为离子进入与离开碰撞室提供聚焦及传输电场。

岛津碰撞室的内径入口小，出口逐渐变大，这种构造能够加速离子，通过赝势梯度快速传输离子，使离子能够高速通过碰撞室（岛津UF sweeper技术专利）。

2、碰撞气作用及选择原理

碰撞室内通入一定流量的碰撞气（CID GAS）,使碰撞室内部达到一定压力，来实现MS/MS分析模式。在MS/MS分析模式中，碰撞室中的碰撞气能够降低Q1选择离子运动速度，并与离子在碰撞室内进行碰撞（碰撞诱导解离，CID）使选定离子结构碎裂，从而产生“子离子”，通过Q3测定子离子。

一般使用惰性气体作为碰撞气，避免碰撞气与分析物质发生反应。岛津选择单原子，体积合适的氩气作为碰撞气。使用的氩气纯度要求在99.99%以上，氩气纯度不高可能引起碰撞室污染，噪声变大，响应变差等问题。

在MS/MS分析模式中，碰撞能量（CE）对灵敏度有很大影响，施加不同的CE，得到子离子的强度也不相同，是很重要的优化参数。

3、碰撞气压力的设置与用量

碰撞气的压力LCMS8050/8060设置为270KPa，LCMS8030/8040/8045设置为230KPa。在270KPa时，总的氩气流量为12ml/min。压力为230MPa时，总的氩气流量为10ml/min。

国内常见的氩气钢瓶为40L充满的状态（转换成常压状态为5000L）。

按照230KPa的压力计算5000(L)/0.010(L/min)/60(min)/24(h)=大约为347天。

按照270KPa的压力计算5000(L)/0.012(L/min)/60(min)/24(h)=大约为289天。

按照450KPa的压力计算5000(L)/0.020(L/min)/60(min)/24(h)=大约为173天。

4、日常使用常见问题

在进行MRM，产物离子扫描，前体离子扫描等模式时，碰撞气需要在合适的压力值，如果在以上模式下响应很低，要确认碰撞气设置是否正确。一般可以使用调谐文件设置的压力值，LCMS8030/8040/8045设置为230KPa，LCMS8050/8060设置为270KPa。

当碰撞室被污染后，碰撞效率会降低，峰强度会降低。这时需要进行碰撞室等的维护清洗。一般情况建议1年维护一次，如果样品较脏或使用频率较高，维护周期需要适当缩短。

在仪器运行时也需要关注CID气实际压力，如果压力不能达到设定值，需要检查氩气钢瓶输出压力是否在合适范围，如不在需要调整到合适范围，钢瓶总压如在2MPa以下，需要更换氩气。

来源：岛津分析计测仪器

作者：刘士刚 资深液质工程师