液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀的日常維護(hù)與管理

閆國(guó)棟 程瑛琨 湯海峰 滕利榮

摘? 要 液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀是分離分析復(fù)雜有機(jī)混合物的有效工具。結(jié)合多年的大型設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)，探討Waters液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀（H-CLASS-TQ-S）的日常管理與維護(hù)保養(yǎng)，旨在提高儀器使用效率，更好地服務(wù)于教學(xué)與科研工作。

關(guān)鍵詞 大型儀器設(shè)備;液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀;儀器管理;實(shí)驗(yàn)室智慧化管理系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G482? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）02-0023-03

Routine Maintenance and Management of LC-MS//YAN Guo-dong， CHENG Yingkun， TANG Haifeng， TENG Lirong

Abstract Liquid chromatography-mass spectrometry is an effective way to separate and analyze complex organic mixtures. Combined with many years of large-scale equipment management experience， this paper discusses the daily management and maintenance of the Waters LC-MS （H-CLASS-TQ-S）， aiming at improving the use effi-ciency of the instrument， better service for teaching and scientific re-

search.

Key words large-scale instrument and equipment; liquid chromato-

graphy-mass spectrometry; instrument management; intelligent labo-

ratory management system

0 前言

高校擁有的大型儀器是其辦學(xué)實(shí)力的體現(xiàn)，是高校開(kāi)展教學(xué)或科研等基本職能的基礎(chǔ)。隨著高教事業(yè)的不斷發(fā)展，特別是“雙一流”學(xué)科建設(shè)的不斷推進(jìn)，大型儀器設(shè)備的引進(jìn)也成為學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容。為促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，合理配置大型儀器資源，吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院引進(jìn)Waters

的ACQUITY UPLC H-CLASS超高效液相色譜與Xevo TQ-S三重四極桿質(zhì)譜，實(shí)現(xiàn)液質(zhì)聯(lián)用。該儀器（液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀，以下簡(jiǎn)稱(chēng)液質(zhì)聯(lián)用儀）面向校內(nèi)外師生開(kāi)放使用，充分實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。

設(shè)備的日常維護(hù)與管理，是提高設(shè)備使用率、充分發(fā)揮其使用效益的關(guān)鍵。本文結(jié)合吉林大學(xué)國(guó)家級(jí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心多年的建設(shè)與改革經(jīng)驗(yàn)，從儀器的共享管理、維護(hù)與保養(yǎng)等方面進(jìn)行總結(jié)介紹[1-2]。

1 開(kāi)放共享與日常管理

加強(qiáng)儀器培訓(xùn)，完善使用考核? 操作培訓(xùn)與考核是儀器開(kāi)放使用的前提，是保證使用質(zhì)量和使用安全的重要環(huán)節(jié)。為保證儀器的正常運(yùn)行，培訓(xùn)與考核流程如下。

1）設(shè)備安裝時(shí)的培訓(xùn)。設(shè)備安裝時(shí)，設(shè)備操作人員全程同廠家工程師一起進(jìn)行安裝，了解安裝流程，了解日常維護(hù)保養(yǎng)的注意事項(xiàng)，掌握易損耗材的更換步驟。儀器安裝測(cè)試完成后，將工程師的技術(shù)培訓(xùn)分為三階段完成。

①采用講座的方式，工程師先對(duì)儀器的功能等進(jìn)行全面介紹，再通過(guò)上機(jī)訓(xùn)練，讓師生詳細(xì)了解儀器組成，掌握儀器硬件、軟件的基礎(chǔ)操作流程。

②在使用一段時(shí)間后（約三個(gè)月），邀請(qǐng)工程師上門(mén)進(jìn)行一次深度培訓(xùn)，對(duì)儀器使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答疑與講解。

③在能夠熟練使用儀器后，再次邀請(qǐng)技術(shù)工程師進(jìn)行儀器功能開(kāi)發(fā)培訓(xùn)，充分發(fā)揮液質(zhì)聯(lián)用儀在教學(xué)和科研中的作用。同時(shí)，鼓勵(lì)教師積極參加廠家舉辦的培訓(xùn)班，鞏固設(shè)備使用技術(shù)、提高儀器管理水平[3]。

2）日常運(yùn)行中的培訓(xùn)與考核。學(xué)生對(duì)儀器操作的掌握程度決定了儀器的使用壽命和效益，對(duì)儀器的穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作用，因此，對(duì)學(xué)生定期進(jìn)行儀器操作的培訓(xùn)與考核就顯得尤為重要。由設(shè)備管理教師定期發(fā)布培訓(xùn)計(jì)劃，有使用液質(zhì)聯(lián)用儀意向的學(xué)生先進(jìn)行報(bào)名參加培訓(xùn)，熟讀儀器相關(guān)使用、維護(hù)等資料，根據(jù)報(bào)名人數(shù)安排2～3次集中培訓(xùn)。在培訓(xùn)過(guò)程中，教師會(huì)對(duì)儀器進(jìn)行全方位講授，包括儀器的原理、構(gòu)造、使用方法和注意事項(xiàng)等知識(shí)。培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行儀器的使用考核，為考核合格者發(fā)放儀器使用合格證，其才有資格使用儀器[4-6]。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，設(shè)備管理教師不定期檢查儀器使用情況，發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作及時(shí)糾正，監(jiān)督指導(dǎo)學(xué)生正確使用儀器并及時(shí)做好使用情況登記。

加強(qiáng)儀器管理，完善管理制度? 為了提高儀器的使用效率，延長(zhǎng)使用壽命，營(yíng)造有利的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，制定《液質(zhì)聯(lián)機(jī)室管理規(guī)定》《儀器設(shè)備培訓(xùn)、考核、使用管理規(guī)定》《實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放實(shí)施細(xì)則》等管理制度;將質(zhì)譜的使用注意事項(xiàng)塑封于儀器旁，便于使用過(guò)程中及時(shí)查看，減少人為使用故障;根據(jù)液質(zhì)聯(lián)用儀的特性制作專(zhuān)用的儀器使用記錄本。以完善的管理制度為基礎(chǔ)，結(jié)合精細(xì)化的日常儀器管理，有利于提高儀器的使用壽命及使用效率。

利用信息化系統(tǒng)，加強(qiáng)開(kāi)放運(yùn)行管理? 為合理利用儀器資源，提高液質(zhì)聯(lián)用儀的管理水平，儀器的使用采取預(yù)約制，利用實(shí)驗(yàn)室智慧化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化管理?？梢酝ㄟ^(guò)系統(tǒng)進(jìn)行在線查詢儀器相關(guān)技術(shù)參數(shù)、在線使用預(yù)約，自主選擇使用時(shí)間等操作，充分利用管理平臺(tái)的信息優(yōu)勢(shì)與管理優(yōu)勢(shì)，提高開(kāi)放共享效率（見(jiàn)圖1、圖2）。

建立完備的檔案庫(kù)，規(guī)范配件管理? 儀器檔案與配件是儀器設(shè)備的重要組成部分，是儀器設(shè)備順利運(yùn)行的保障。為了規(guī)范管理，建立專(zhuān)門(mén)的設(shè)備檔案庫(kù)和配件庫(kù)，設(shè)備檔案包括采購(gòu)標(biāo)書(shū)、購(gòu)買(mǎi)合同等資料，配件包括密封圈、毛細(xì)管等常用維修維護(hù)設(shè)備，由專(zhuān)人負(fù)責(zé)歸檔與借還;結(jié)合本單位的儀器配件管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室配件管理的規(guī)范化、信息化，不僅節(jié)約了儀器的配套成本，而且提高了設(shè)備管理的工作效率，保證了儀器的高效運(yùn)行[7-9]。

2 液質(zhì)聯(lián)用儀的維護(hù)與保養(yǎng)

液相系統(tǒng)

1）流動(dòng)相。UPLC需使用色譜級(jí)別或質(zhì)譜級(jí)別的流動(dòng)相，在配制過(guò)程中要防止發(fā)生污染。因?yàn)樗芰掀恐锌赡芎性鏊軇?，所以不要在塑料瓶中?chǔ)存流動(dòng)相，需將流動(dòng)相存儲(chǔ)于干凈的琥珀色或棕色的硼硅玻璃溶劑瓶中，防止微生物生長(zhǎng)。同時(shí)，每隔24～48 h更換一次舊的100%含水流動(dòng)相，以避免流動(dòng)相長(zhǎng)菌。制備或儲(chǔ)存流動(dòng)相的玻璃器皿在使用前可先用有機(jī)溶劑沖洗，再用水沖洗，也可以用實(shí)驗(yàn)用的流動(dòng)相進(jìn)行清洗;不可使用去污劑或洗潔精進(jìn)行清洗。

如需在流動(dòng)相中添加緩沖液，可添加甲酸銨、乙酸銨等揮發(fā)性的鹽，盡量不使用非揮發(fā)性的鹽（磷酸鹽、檸檬酸

鹽等），因?yàn)榉菗]發(fā)性的鹽會(huì)在離子源部分結(jié)晶，造成霧化管堵塞等，甚至在質(zhì)譜中很難除掉。此外，表面活性劑、高濃度的TFA等會(huì)抑制電噴霧的電離，液相的流動(dòng)相中應(yīng)盡量避免[10-11]。

2）色譜柱。UPLC的色譜柱有多種類(lèi)型，如BEH、CSH、HSS等，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的色譜柱，并清楚所選色譜柱的耐受pH、壓力、流速等參數(shù)。新色譜柱在使用前一般要進(jìn)行活化，可按照說(shuō)明書(shū)上的方法進(jìn)行活化。在進(jìn)樣前，要先平衡色譜柱，可采用初始流動(dòng)相平衡20倍的柱體積的方法進(jìn)行平衡。平衡要充分，若平衡不充分，可能會(huì)引起保留時(shí)間的漂移。實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)根據(jù)色譜柱的使用說(shuō)明或維護(hù)指南，對(duì)色譜柱進(jìn)行沖洗保存。如更換或長(zhǎng)時(shí)間不用色譜柱，可根據(jù)說(shuō)明書(shū)要求，將柱子保存在100%有機(jī)相或95/5有機(jī)相/水溶液中（有機(jī)相一般為乙腈或甲醇），以延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命;不可將色譜柱保存在緩沖鹽流動(dòng)相條件下，將柱子兩端的堵頭擰緊以防止柱床干涸[12]。

另外，UPLC在色譜柱前有在線過(guò)濾器，內(nèi)有篩板。當(dāng)出現(xiàn)柱壓太高、柱效下降或分離度下降等現(xiàn)象時(shí)，有可能是固體顆粒物質(zhì)堵塞了在線過(guò)濾器的篩板，需要清洗篩板?？蓪⒑Y板取下后，用水和甲醇各超聲10 min后，裝回繼續(xù)使用;如超聲后效果不明顯，在排除管路堵塞、色譜柱堵塞等因素后，可以考慮更換篩板。

質(zhì)譜系統(tǒng)

1）離子源。當(dāng)樣品錐孔和錐孔氣體噴嘴明顯變臟，或靈敏度明顯下降時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清洗。可在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用無(wú)塵紙蘸取1∶1的甲醇/水溶液進(jìn)行擦拭;也可將離子源拆解取下，使用1∶1的甲醇/水溶液進(jìn)行超聲處理30 min，晾干或用氮?dú)獯蹈珊笤龠M(jìn)行安裝[13-15]。若污染不嚴(yán)重，也可僅對(duì)采樣錐孔進(jìn)行超聲處理。為避免密封圈老化，不要用有機(jī)溶劑清洗密封圈。如果毛細(xì)管或探頭尖出現(xiàn)不可恢復(fù)的阻塞、有劃痕或遭到損壞時(shí)，需及時(shí)清洗或更換，更換時(shí)要注意毛細(xì)管尖端的位置要與原先位置保持一致。

2）離子源密封圈。為避免過(guò)多的溶劑蒸氣滲漏，氣體密封圈、探頭密封圈等可以一年一換。用專(zhuān)用的O形圈拆卸工具拆卸密封圈，在安裝新的密封圈時(shí)，要確保密封圈的底部在密封槽中正確放置。

3）真空泵。儀器配備的為Edwards無(wú)油渦旋泵，無(wú)須換油，但在使用一年左右應(yīng)更換密封條（Tip Seal）一次。如配備常規(guī)機(jī)械泵，需要每周檢查一次機(jī)械泵運(yùn)行狀態(tài);連續(xù)工作3000 h或泵油明顯變色時(shí)，需要更換機(jī)械泵油。ESI源需每周振氣一次，APCI源需每天振氣一次。

4）氮?dú)馀欧砰y瓶。應(yīng)每天檢查儀器排放管路中的排放閥瓶，如裝滿約10%，先停止液相流速后進(jìn)行清空。

5）質(zhì)譜清洗管路。在使用質(zhì)譜進(jìn)樣系統(tǒng)時(shí)，注意灌注質(zhì)譜注射器，棕色細(xì)管要在洗液液面以下。

6）質(zhì)譜重啟。質(zhì)譜前端面板有軟啟按鍵，翻開(kāi)上層擋板，會(huì)看到reset小孔，用合適細(xì)管伸進(jìn)小孔中，下壓2～3 s，完成質(zhì)譜軟啟動(dòng)，可以解決死機(jī)及部分故障現(xiàn)象。如果軟啟動(dòng)無(wú)法解決問(wèn)題，可嘗試硬啟動(dòng)。在質(zhì)譜后面板底部凹槽處有兩個(gè)銀色鈕，正常都是朝上。執(zhí)行重啟時(shí)，先扳下上面銀鈕，等幾秒，再扳下下面銀鈕，儀器斷電，等30 s，扳回下面銀鈕，等4～5 min，扳回上面銀鈕，完成硬啟動(dòng)重啟。

7）氮?dú)馐?。氮?dú)饬髁坎蛔銜?huì)報(bào)氮?dú)馐?，在排查氮?dú)庠礇](méi)有問(wèn)題的情況下，到MS TUNE界面GAS選項(xiàng)的下拉菜單里選擇reset nitrogen test failure（黑色），可以解決該報(bào)錯(cuò)問(wèn)題。

除以上事項(xiàng)外，若長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)使用或者更換不同的分析化合物時(shí)，可能會(huì)引起質(zhì)量數(shù)出現(xiàn)偏差，造成儀器靈敏度下降，需要對(duì)四級(jí)桿部分進(jìn)行校正和維護(hù)。對(duì)于四級(jí)桿等核心部件的維護(hù)，應(yīng)聯(lián)系廠家工程師上門(mén)進(jìn)行。

氮?dú)獍l(fā)生器? 液質(zhì)聯(lián)用儀配備的PEAK氮?dú)獍l(fā)生器，在日常使用中要定期進(jìn)行廢水的排放。另外，需要定期維護(hù)發(fā)生器和更換濾芯，避免因氮?dú)庠蛴绊憙x器靈敏度。

3 結(jié)語(yǔ)

貴重儀器設(shè)備在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研中具有重要的作用。本文對(duì)液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀的開(kāi)放共享與維護(hù)管理進(jìn)行了積極探索，管理人員應(yīng)加強(qiáng)日常維護(hù)管理，提高儀器使用率，延長(zhǎng)使用壽命，加快推進(jìn)儀器開(kāi)放共享，更好地服務(wù)于教學(xué)和科研。

參考文獻(xiàn)

[1]閆國(guó)棟，姜麗艷，李帥，等.高校大型儀器設(shè)備管理的探索[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2015（16）：26-28.

[2]徐曉雅，陳鑫，鄧惠婷，等.液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].廣州化工，2020（6）：47-49.

[3]姜麗艷，閆國(guó)棟，杜映達(dá)，等.AKTA蛋白純化系統(tǒng)的開(kāi)放共享與維護(hù)管理[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2019（1）：57-60.

[4]閆國(guó)棟，姜麗艷，劉艷，等.實(shí)踐教學(xué)儀器設(shè)備共享平臺(tái)的建設(shè)與管理[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2015（14）：28-30.

[5]宋妮，張秀麗，王聰，等.質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室大型儀器設(shè)備開(kāi)放共享的實(shí)踐與探索[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2018（1）：57-60.

[6]湯海峰，程瑛琨，孟令軍，等.面向本科生開(kāi)放大型儀器的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015（11）：269-272.

[7]閆國(guó)棟，權(quán)宇彤，邵妍，等.儀器配件及技術(shù)文件管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017（2）：279-281，288.

[8]曹永正，劉洋，張海江.淺談高校大型儀器設(shè)備的維修與維護(hù)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012（4）：190-192，196.

[9]閆國(guó)棟，權(quán)宇彤，邵妍，等.儀器配件及技術(shù)文件管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017（2）：279-281，288.

[10]許紫婷，陳珠靈，孫建軍.ACQUITYArc液相色譜系統(tǒng)的使用與維護(hù)[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2017（3）：195-200.

[11]周陸怡，李琴.高等院校高效液相色譜的管理與維護(hù)[J].廣州化工，2019（4）：149-150，166.

[12]賈俊博.高效液相色譜儀的維護(hù)及問(wèn)題處理[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018（19）：80-81.

[13]韓彬.超高壓液相色譜-四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的管理、維護(hù)與故障處理[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2019（1）：7-10.

[14]許曉輝，杜銳滸，楊志敏，等.氣相色譜：四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜的使用與維護(hù)保養(yǎng)[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2020（1）：83-86.

[15]孫雷，韓嘉媛，劉琪，等.三重四極桿質(zhì)譜儀的日常維護(hù)與管理[J].中國(guó)獸藥雜志，2007（11）：55-57.