小微型液質聯用氮氣發生器是一種專為液相色譜-質譜聯用儀設計的高純度、高流量氮氣供應設備。作為現代分析實驗室的關鍵輔助系統，它通過現場制氮技術，為LC-MS提供穩定、潔凈、干燥的氮氣，用于電噴霧離子源（ESI）或大氣壓化學電離源（APCI）中的霧化氣、干燥氣和碰撞氣等關鍵功能。相較于傳統的高壓氮氣鋼瓶或液氮杜瓦蒸發供氣方式，液質聯用氮氣發生器具有安全性高、運行成本低、供氣連續、占地面積小等顯著優勢，已成為分析實驗室的標準配置之一。  

一、小微型液質聯用氮氣發生器工作原理  

液質聯用氮氣發生器的核心是變壓吸附（PSA）或膜分離技術，部分機型采用兩者結合的方式，以滿足LC-MS對氮氣高純度（通常≥99.5%，部分要求≥99.999%）、高流量（5–30L/min）和極低含水量（露點≤-70℃）的嚴苛要求。  

空氣壓縮與預處理：環境空氣先經高效過濾器去除顆粒物，再由無油空氣壓縮機加壓至0.7–1.0MPa。壓縮空氣隨后通過冷凍式干燥機和多級精密過濾器（包括除水、除油、除烴），確保進入制氮模塊的空氣質量。  

氮氣分離：  

PSA技術：利用碳分子篩（CMS）對氧氣和氮氣吸附能力的差異。在高壓下，氧氣、水蒸氣和二氧化碳被優先吸附，氮氣則通過；當分子篩飽和后，系統切換至另一塔進行吸附，同時對飽和塔進行降壓解吸再生，實現連續產氮。  

膜分離技術：利用中空纖維膜對不同氣體滲透速率的差異，氧氣、水蒸氣等“快氣"透過膜壁被排出，氮氣作為“慢氣"在膜內富集輸出。該技術結構簡單、無運動部件，但純度通常低于PSA。  

深度純化與干燥：為滿足LC-MS對痕量雜質（如烴類、水分、氧氣）的極限要求，產出的氮氣通常還需經過催化除氧器（將殘余O?與H?反應生成水）和超高效干燥模塊（如分子篩或滲透膜干燥器），最終露點可達-80℃以下，總烴含量<0.1ppm。  

穩壓與輸送：高純氮氣經緩沖儲氣罐穩壓后，通過潔凈不銹鋼管路輸送至LC-MS儀器，確保壓力波動小于±0.1bar。

二、系統組成  

一套完整的液質聯用氮氣發生器通常包括以下模塊：  

無油空氣壓縮機：低噪音、免維護，避免油污染；  

多級空氣凈化系統：含初效/高效過濾器、冷凍干燥機、活性炭吸附器；  

制氮核心單元：PSA塔組或中空纖維膜組；  

深度純化模塊：催化除氧器+超干燥裝置；  

儲氣與穩壓系統：內置緩沖罐與精密調壓閥；  

智能控制系統：PLC或嵌入式系統，實時監測壓力、流量、露點、純度，并支持遠程報警與數據記錄；  

安全保護裝置：過壓保護、高溫停機、泄漏檢測等。  

三、關鍵技術指標  

氮氣純度：99.5%（適用于多數ESI源）至99.999%（5N，用于高靈敏度Orbitrap、Q-TOF等）；  

流量范圍：5–30L/min（單臺可支持1–2臺LC-MS）；  

露點：≤-70℃，部分機型可達-80℃；  

殘余氧氣：<1ppm（經催化除氧后）；  

總烴含量：<0.1ppm（避免污染離子源）；  

噪音水平：<55dB(A)，適合實驗室環境；  

電源要求：220V/50Hz，功率2–5kW。  

 　　四、典型應用場景