安捷伦Hydro惰性离子源 | 助力GC/MS/MS实现氢气自由！
时间：2022-07-14 阅读：2775
近来，氦气（He）供应方面的压力迫使实验室考虑使用其他气体作为载气（如氢气 H2）。这一想法是否能实现？答案是肯定的。
但是，常规离子源使用氢气作为载气会导致大多数 GC/MS 和 GC/MS/MS 分析灵敏度降低以及部分活性目标物发生氢化或脱氯反应。如果母离子或子离子受到离子源中与氢气反应的影响，就会改变目标物的色谱行为和质谱图，并导致目标物定性错误或无法鉴定。
安捷伦新推出的 Hydro 惰性离子源，可以有效减少离子源内的氢化和脱氯反应，降低氢气对硝基和卤素等关键官能团的影响，更好地发挥氢气作为载气时的优势。
Hydro 惰性离子源性能如何？请耐心往下看。
实验部分
美国 EPA 方法 8270E 中含有各类酸性、碱性和中性化合物，以及含有各类从硝基酚到多环芳烃等具有代表性的混合物，实验选取了一组 120 种目标物和替代物的混合标准品来检验 Hydro 惰性离子源的可靠性，对分离度、稳定性、质谱图还原度、线性等多方面数据进行了考察。
图1A. 安捷伦 7000E GC/TQ 系统
图1B. 新型 Hydro 惰性离子源
仪器方法
Agilent 8890B GC 配置有多模式进样口（MMI）和 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性气相色谱柱（部件号 121-5522UI），并与配备了 Agilent Hydro 惰性离子源的 7000E 三重四极杆 GC/MS/MS 系统联用。
图 2. 50 µg/mL 校准标样的 TIC，
显示 10 min 内的分离情况
图 2 中展示了 EPA 8270E 的 120 个目标物和 6 个内标物的总离子流色谱图（TIC），显示出氢气作为载气时分析效率明显提高：在较短的分析时间内保持了*的色谱分离度。
图 3. 不同离子源在 H2 做载气条件下的峰形对比
从图 3 的对比中可以发现，在 Hydro 惰性离子源上运行氢气作为载气的样品时，质谱图还原度、色谱峰形都得到了极大改善。
质谱图还原度
使用氢气作为载气时，普遍关注的问题是氢气在活性位点（如离子源内的热金属）上的反应活性会导致产生氢化和脱氯反应。化合物的转化（如硝基官能团氢化为氨基）可能造成使用氢气时选取的 MRM 离子对响应降低或无响应，进而导致无法完成对目标物的定性定量分析。保留现有方法的 MRM 离子对才能避免不必要的方法开发工作。
使用 Hydro 惰性离子源，用户在使用氢气作为载气时仍可以使用通过氦气系统开发的 MRM 离子对， 只需要重新评估保留时间和碰撞能量。尤其是在色谱柱尺寸和柱温箱升温速率发生改变时需要注意重新评估保留时间。
硝基苯、五氯苯酚、六氯苯和五氯硝基苯在普通的 EI 离子源内非常容易与氢气发生反应。通过确认 MRM 离子对是否存在以及验证定性离子对的预期比值，就可以确认关键官能团的保留情况：如果定性离子对相对于定量离子对的比值接近 100%，则未与氢气发生反应。缺失、极低或*的离子对比值意味着与氢气发生了反应。
图4. 氢气作为载气、使用Hydro惰性离子源分析：（A）对硫磷和（B）六氯苯
图 4 展示了带有一个硝基的化合物对硫磷以及高度氯代的化合物六氯苯的 MRM 离子对叠加谱图。在左上角都列出了离子对比值百分数。如果对硫磷的硝基官能团氢化为氨基，那么 291->109 离子对的丰度和比值都会低于定量离子对，因为转化后的分子量将变为 m/z 259，而非 m/z 291。
如图 4A 所示，离子对比值为100%，意味着硝基官能团得到保留。对于六氯苯来说，脱氯将导致 249->214 离子对丰度增加而 284->214 离子对丰度降低。然而，图 4B 显示这两个离子对之间的比值符合预期（100%），没有发生明显的脱氯现象。
线性范围
以双（2-乙基己基）邻苯二甲酸酯（DEHP）和邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）为例，使用氢气和 Hydro惰性离子源获得的数据具有更宽的线性范围，大多数化合物的线性范围在 0.02-100 μg/mL 之间。DEHP 和 DNOP 的线性范围从 0.5-100 µg/mL（氦气），提升到了 0.05–100 µg/mL（氢气）。使用内标法计算时，相对响应因子的 RSD 均低于 6%。氘代替代物（硝基苯-d5、苯酚-d6 和对三联苯-d14）在扩展的线性范围内的相对响应因子 RSD 均低于 12%，进一步证实了氘键的保留。表明氢气作为载气时使用 Hydro 惰性离子源的 GC/MS/MS 和使用氦气时具有一致的高性能。
结论
通过实验对比，全新设计的 Hydro 惰性离子源不仅避免了离子源内的氢气反应，同时拓展了部分半挥发性有机物的线性范围。特别是对于 GC/MS/MS 系统来说，无须重新开发离子对参数、充分发挥了氢气作为载气时的色谱和质谱方面的优势。