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RGA 是残留气体分析 Residual Gas Analysis 的缩写，其算是质谱分析 mass spectrometry的一个分支，质谱分析是一种将化学物质转化为气项离子，利用运动离子在电场和磁场中偏转原理，分离不同质荷比（mass-to-charge ratio质量-电荷比）离子的检测分析方法。
而RGA 残留气体分析，是通过离子质荷比和测量气体的分压（Partial pressure）来判断气体化学组分，其图谱的坐标轴一个（Y轴）为压力值（Pressure），而一个（X轴）为质荷比（m/z ratio）
RGAs的一个重要工作条件就是真空环境，由于冻干设备工作时的内部环境本身具有一定的真空度，使得RGAs在冻干机上的应用更便利，其直接连接在冻干箱体上，如果冻干箱体内的运行环境真空满足仪器运行范围要求，仪器便可无需外接的独立真空泵。
RGA基本结构和原理
目前市面上的 RGA 多应用四极杆质量过滤器（quadrupole mass filter），通过四杆所形成的四极电场筛选离子源的离子。
RGA分析仪基本工作原理如下图：气态原子或分子被灯丝发射出的能量为70eV（通常有机化合物的电离电位在7~15eV）的电子束进行轰击碰撞，其失去一个电子从而形成带正电的离子。特定质荷比的离子可通起过滤作用的四极杆质量过滤器进入探测器，然后数据由外部控制系统进行存储采集和分析。
1． 检测气体；2. 入口；3. 离子源；4. 静电透镜；5. 四极杆质量过滤器；6. 静电透镜；7.探测器；8. 数据采集设备
RGAs的离子探测器通常有两种，第一种是法拉第杯(Faraday Cup)探测器，它的测量极限一般在1 x 10-11Torr；另一种是电子倍增器（Electron multiplier），其测量极限可扩展至更低的真空度（10-14 Torr）也因此电子倍增器多为市面上RGA设备的选项；当然如果两种探测器在RGA分析仪上配合使用，便可以满足绝大部分的应用需求。
电子倍增管示意图
RGA的实际应用
1. RGA 可通过对冻干箱体内水分分压的监测来判断初次干燥的终点。
2. 检测箱体内的硅油泄露，比之对初次干燥终点的判断，此用途的应用更受使用者和供应商的推崇。
FDA在冻干检查 件UCM074909中有如下描述：
“Leakage into alyophilizer may originate from various sources. As in any vacuum chamber,leakage can occur from the atmosphere into the vessel itself. Other sources aremedia employed within the system to perform the lyophilizing task. These wouldbe the thermal fluid circulated through the shelves for product heating andcooling…”
即认为冻干设备除了外部空气的渗漏，内部的流体也可能是潜在的泄露源。因此建议要定期检查系统完整性（内部和外部泄露）：
“It is necessaryto monitor the leak rate periodically to maintain the integrity of the system.It is also necessary, should the leak rate exceed specified limits, todetermine the actual leak site for purposes of repair.”
而之前介绍的几种PAT仪器均不具备测量/分析箱体内硅油泄露的能力。但作为质谱仪的分支，RGAs可测量硅油（质荷比71~75 AMU）在特定压力下的分压值，然后换算其在冻干机内的浓度ppm，由于冻干机的冻干箱体积通常已知，因此可以推算出腔体有多少mg硅油量。
3，通过监测不同质荷比气体组分的分压，RGAs也有可能将功能扩展到对冻干过程中的其它气体组分信息进行分析，比如对乙醇等溶媒在箱体内的浓度检测。
RGA应用需考虑的因素
由于气体分压（partial pressure）指的是当气体混合物中的某一种组分在相同的温度下占据气体混合物相同的体积时，该组分所形成的压力。因此在不同温度条件下，测量的某种成分的分压值是变化的。例如下图，同样的硅油泄露测试量，但板层温度不同，即使在同样的压力条件下（10ubar），硅油的分压却不相同，很明显越高温度，其分压越高。
另外，如之前提及的 RGAs 必须在真空条件下运行，通常RGAs供应商会告知用户一个最大运行压力，比如某品牌RGA的最大运行压力为0.01mbar，那么如果想要运行RGA去分析初次干燥，就意味着初次干燥的真空要控制在0.01mbar以下。
最后不得不提及，如果进一步分析离子探测器原理，会发现其结构会被气体油雾分子污染，随着使用时间增加，其检测精度将会下降，如何再校验将会成为一种挑战。
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