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10月 18

三重四极杆的维护保养要走心!

禹重科技-行业知识

一、仪器主要结构

TQMS主要由进样系统、离子源、MSI质量分析器、惰性气体碰撞室、MS2质量分析器和离子检测器等部分构成(见图1),另外还有液相系统、高真空系统和供电系统等。

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二、仪器对周围环境的要求

TQMS的安装和正常运行对周围环境都有比较严格的要求:

① 周围无强烈震荡源及电磁感应装置;

②电源要求接地交流电230V,频率50/60Hz;

③室温要求15—28oC(59—82.4下);④相对湿度要求20%一80%。可见使用过程中要特别注意室内温度和湿度的控制。另外,为了方便仪器散热和维修,要在仪器后侧、左右侧和顶部留有足够的空间。

三、仪器主要部件的特点与维护

1.液相系统

液相系统作为质谱的进样系统,考虑到与质谱的匹配性,一般都使用较短的色谱柱和较低的流速,以便进入离子源的样品能进行更好的电离。

液相色谱与质谱相联时,对流动相也有特殊要求:严禁使用不挥发性的磷酸盐、硼酸盐等;禁止使用会抑制离子化过程的表面活性剂、清洁剂和离子对试剂等;盐酸、硫酸等无机酸也不能使用,总结见表1。

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另外,在处理兽药残留等基质复杂生物样品时,液相色谱柱或质谱毛细管很容易堵塞,因此,要经常检查液相部分的在线过滤器、单向阀和保护预柱,及时取下用超声清洗或更换。

2.高真空系统

高真空系统对于质谱仪来说至关重要,如果达不到高真空度,仪器将无法正常运作。

TQMS采用两级抽气结构,前级为机械泵,后级为分子涡轮泵。工作时先由前级泵将真空腔内的压强降低几个数量级,再由后级泵降至工作所需压强。

日常维护时要对机械泵的滤网与泵油进行定期观察与更换,泵的油面宜在2/3处,泵长期运行时每周需拧开灰色振气旋钮(5—6圈)进行30rain振气,使油内的杂物排出,然后再拧紧该旋钮。

如果用APCI,每天工作结束后应按上述方法对机械泵实施振气。泵油的更换通常是连续使用3000h更换一次,但如果发现油的颜色变深或液面下降至1/2以下,需及时更换。

质谱的机械泵专用Ultragrade19或InlandQ45(Edwards45)油,更换时可先加入少许抽真空20min,然后卸真空再彻底倒净后新加入至最大刻度或附近。另外,控制室温在15—28℃对真空泵也十分重要,温度过高会造成泵油的外溢。

3.离子源

对质谱仪正常运行影响较大而又常需要进行维护与管理的部件是其高真空系统和离子源部分,具体维护计划总结如表2。

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四、1.毛细管、电晕放电针

TQMS离子源探头中不锈钢样品毛细管的位置相对于采样锥孔来说,通常水平距离为4mm,垂直距离为8mm,毛细管伸出探头的长度0.5mill。如毛细管或探头尖出现不可回复的阻塞、有划痕或遭到损坏时,需及时清洗或更换。

另外,当使用APCI源时如发现电晕放电针看上去被腐蚀、变黑或信号灵敏度下降时,要对放电针进行清洁,可用钳子将其拔出,用研磨片清洁电晕针并磨尖针尖,然后用浸透甲醇的织物将针擦干净;如果放电针已变形或损坏,可将其换掉。

2.一级、二级锥孔

TQMS离子源采用空间正交的“z”字型设计,毛细管喷针没有直接对着采样锥孔(一级锥孔),而是上移偏转一段距离,喷出的离子根据电场吸引作用拐一个“z”字型弯才到达锥孔,因此理论上抗污染能力很强,可以有效避免离子源的污染。

但随着使用次数的增多,如发现采样锥孔明显变脏或仪器灵敏度下降,应及时拆卸下采样锥孔和挡板进行清洗。卸载时将离子源温度降至室温,关闭真空隔离阀,取出锥孔滴甲酸数滴,浸润几分钟,在甲醇:水(50:50)溶剂中超声清洗20min,然后再用纯甲醇超声清洗。

如果清洗后仍不能增加信号强度,而又排除了液相部分或样品有关的因素时,就要拆卸下萃取锥孔(二级锥孔)、整个离子座和六极器进行清洗,萃取锥孔和离子座的清洗方法可参考采样锥孔;六极器的清洗可用一个不锈钢钩子插入装置后支撑环的一个孔中将装置吊人一个500mL量筒中,加入纯甲醇超声清洗30min,取出后晾干或氮气吹干再进行安装。

3.质量分析器

四极杆质量分析器由四根平行的金属杆组成,四极上加的直流电压(DC)和射频电压(RF)比值通常是一个常数,代表了分辨率。工作时只要改变DC和RF电压值而不改变其比值,就能实现不同m/z的离子检测。长时间反复的使用或者更换不同的分析化合物,常会引起质量数出现偏差,造成仪器灵敏度下降,因此平时需定期对仪器进行质量校正。

和离子阱一样,四极杆质量分析器的灵敏度和分辨率也存在反比例关系,即提高分辨率的同时会降低其灵敏度。

TQMS质量校正常采用NaICs、PEG等指定物质进行,一般都采用NaICs2进行2000Da以内的质量校正。

另外,质量校正时TQMS要求对MS1和MS2进行3次校正,可以得出静态、扫描和扫描速度补偿最多共6条校正曲线。

4.检测器、数据采集系统

TQMS检测器由光电倍增器代替了传统的电子倍增器,可提供比电子倍增器高2—3个数量级的动态线性范围,可同时检测正、负离子,确保大量样品长期分析使用,并保证有10年的使用寿命,因此,检测器一般不用太多的维护即可保证其正常工作。

另外,TQMS配有内嵌式计算机采集通讯系统(EPCAS)进行整体数据采集和动态仪器控制,EPCAS技术结合数据直接分析(DDA)功能,可非常灵活地对复杂混合物进行自动分析。

数据采集系统应由经过培训合格的人员来操作,操作过程中如果出现死机等与质谱通讯有关的问题,可退出软件,重新进人工作站或用Peek管轻轻接触质谱仪面板右下角热启动键,真空指示灯会闪一会,仪器自动进行重新通讯连接而无须关机。但Peek管轻轻接触右下角热启动键的时间不可太长,否则真空会自动卸掉。

5.氮气、氩气

离子源要实现大气压下电离要采用高纯氮气对样品进行雾化和脱溶剂,实现液态到气态的转化,另外在采样锥孔处装有低气速的氮气反吹气,可以对采集离子起到净化作用,并可降低源内簇离子的形成几率。实际工作中获得高纯度氮气的途径有使用大体积液氮罐(180L)储存和氮气自动发生器两种,目前大多都采用了液氮罐储存的方式。

另外,从MS1得到的具有一定动能的分子离子(母离子),在碰撞室内号隋性气体发生碰撞,碰撞过程中离子部分动能转化为自身内能,导致离子自身裂解产生碎片离子(子离子),质谱碰撞室内一般都使用高纯氩气来满足仪器需要。氮气和氩气的纯度分别要在99%和99.9%以上,而且都要用减压阀控制,分压分别控制在9o一100psi(0.6—0.7MPa)和l5—20psi(0.1—0.2MPa)为最佳,使用时不要反复开关减压阀,气体的开关可由软件直接控制。

6.供电系统

虽然质谱仪的一些部件对突然断电有一定的自我保护功能,但就整体而言,断电对仪器的影响是相当大的。

因此,为了防止意外断电或反复的断电来电对仪器造成损害,有条件的情况下可考虑配置不问断电源系统(UPS),保证断电后持续用电2h以上,在短时间停电时不会影响工作或提前关闭仪器,为仪器的稳定运作和正常使用提供保障。

五、结语

三重四极杆质谱仪作为现代分析行业中的重要仪器,在众多领域发挥着越来越重要的作用。目前,中国兽医药品监察所利用自己购置的TQMS,发挥其优良的定性定量分析性能,对于这种频繁使用的大型重要仪器来说,为保证其长期处于最佳运行状态,延长仪器使用寿命,就必须制定科学合理的维护计划,加强其日常维护和管理。

附:三重四极杆与其他联用技术的比较

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文章来源:化学先生

编辑:禹重科技UZonglab

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