超高效液相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀維護(hù)與故障處理

蔣 利

（湖南化工研究院有限公司，長(zhǎng)沙 410014）

隨著時(shí)代不斷的發(fā)展，檢測(cè)要求越來(lái)越高，質(zhì)譜分析已經(jīng)是農(nóng)藥或環(huán)境污染物分析的一種常見(jiàn)應(yīng)用。而液相色譜儀-質(zhì)譜聯(lián)用儀結(jié)合了液相色譜儀高效分離不同性質(zhì)化合物的能力與質(zhì)譜儀的組分鑒定能力，是分離分析有機(jī)物組分的重要手段[1]。為了保持液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀高準(zhǔn)確性、高靈敏度、低檢測(cè)限，做好儀器的日常維護(hù)管理和故障分析是至關(guān)重要的[2，3]。本文以安捷倫1290超高效液相色譜儀-6470三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀為例，從儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)日常維護(hù)保養(yǎng)和故障處理等方面進(jìn)行了闡述。

整套儀器包括超高效液相色譜和三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，以及與其配套的計(jì)算機(jī)和打印機(jī)。計(jì)算機(jī)、液相色譜和質(zhì)譜之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通訊，并通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接在一起。

1 超高效液相色譜儀日常維護(hù)及故障處理

超高效液相色譜儀是由自動(dòng)進(jìn)樣器、二元泵、柱溫箱、檢測(cè)器組成。

1.1 自動(dòng)進(jìn)樣器

自動(dòng)進(jìn)樣器維護(hù)主要涉及到針和針座、進(jìn)樣支架、蠕動(dòng)泵、轉(zhuǎn)子密封墊。當(dāng)針座處有液體流出且流路切換（旁流路切換到主流路）有明顯的壓力差時(shí)，需要更換針和針座，針座漏液會(huì)造成保留時(shí)間和峰面積的漂移。更換針和針座時(shí)需打開(kāi)Lab Advisor軟件，連接儀器并點(diǎn)擊自動(dòng)進(jìn)樣器模塊，選擇更換針的功能，按照軟件推薦的步驟進(jìn)行即可。每半年或在進(jìn)樣時(shí)發(fā)現(xiàn)針的位置有偏差，應(yīng)該做一次樣品傳動(dòng)組件自校準(zhǔn)。樣品傳動(dòng)組件自校準(zhǔn)可以對(duì)針架進(jìn)行定位時(shí)出現(xiàn)的較大偏差進(jìn)行校正。

進(jìn)樣支架的馬達(dá)會(huì)因?yàn)橹Ъ芙z桿上灰塵過(guò)多出現(xiàn)卡頓和馬達(dá)過(guò)熱的情況,因此每半年應(yīng)該做一次進(jìn)樣支架的深度除塵。可在針提起的情況下按下自動(dòng)進(jìn)樣器電源鍵，用脫脂棉沾無(wú)水酒精將絲桿擦拭干凈,擦拭過(guò)程中可以用手轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿改變進(jìn)樣抓臂位置，每個(gè)地方盡量擦拭到。

當(dāng)洗針液出現(xiàn)泵不動(dòng)的情況時(shí)，有可能是管道內(nèi)空氣太多，可先用注射器抽取洗針液，如故障還是持續(xù)，則是蠕動(dòng)泵的軟管老化造成的，可更換軟管或整個(gè)蠕動(dòng)泵。六通閥的縫隙處出現(xiàn)漏液或其4號(hào)口的管道有液體的情況，可以拆卸下六通閥的轉(zhuǎn)子密封墊和定子，檢查其是否出現(xiàn)了磨損,如果轉(zhuǎn)子密封墊出現(xiàn)了磨損則對(duì)轉(zhuǎn)子密封墊進(jìn)行更換,其他部件放在50%異丙醇水溶液中超聲清洗10分鐘。在擰上六通閥的金屬接頭時(shí)，應(yīng)先將管道插到底再用手?jǐn)Q緊隨后使用扳手?jǐn)Q緊，這樣可避免出現(xiàn)死體積和金屬接頭出現(xiàn)滑絲。

1.2 二元泵

安捷倫1290二元泵在一個(gè)模塊上有兩個(gè)相同的泵，其通過(guò)高壓混合后實(shí)現(xiàn)二元梯度,而泵驅(qū)動(dòng)包含柱塞桿、泵頭、入口閥、出口閥、溶劑熱交換器和出口過(guò)濾器。當(dāng)壓力出現(xiàn)波動(dòng)且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏液的情況，可以拆卸下入口閥進(jìn)行超聲清洗。當(dāng)入口單向閥出現(xiàn)粘連時(shí)也可卸下二級(jí)泵頭的出口毛細(xì)管和入口閥的連接管，再使用帶有接頭的注射器連到管子上，往入口閥內(nèi)注射異丙醇，隨后再重新連接管道沖洗系統(tǒng)沖出空氣。二元泵的蠕動(dòng)泵維護(hù)與進(jìn)樣器的蠕動(dòng)泵維護(hù)是一樣的流程。當(dāng)流動(dòng)相超聲清洗后流動(dòng)相管道持續(xù)出現(xiàn)氣泡時(shí)需要更換流動(dòng)相過(guò)濾頭。

柱塞桿和柱塞桿密封圈的更換不推薦用戶自己更換，安捷倫 1290二元泵的拆裝不能使用常規(guī)工具需使用扭矩扳手和校準(zhǔn)工具、并有嚴(yán)格的扭矩設(shè)置。扭矩設(shè)置錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致泵頭損壞，另外拆解泵頭也會(huì)其使用壽命大幅縮短。

1.3 二極管陣列檢測(cè)器

筆者單位使用的是二極管陣列檢測(cè)器。當(dāng)氘燈能量不足或已經(jīng)無(wú)法點(diǎn)亮氘燈的時(shí)候需要更換氘燈。更換氘燈的流程為：拆下燈罩并將固定氘燈的螺絲擰下,斷開(kāi)氘燈的連接線拆下氘燈，裝上新氘燈復(fù)原即可。氘燈安裝完成后，在氘燈預(yù)熱之后重新再進(jìn)行波長(zhǎng)校準(zhǔn)。打開(kāi)Lab Advisor軟件，在其中找到波長(zhǎng)校準(zhǔn)，波長(zhǎng)校準(zhǔn)應(yīng)在燈打開(kāi)1小時(shí)后進(jìn)行。流動(dòng)相為純水，流速為0.5 mL/min。在換氘燈時(shí)需要注意一下三點(diǎn)：（1）裝燈時(shí)需要注意安裝方向；（2）不可用手直接觸摸氘燈或讓新的氘燈粘上灰塵，以防降低光的輸出；（3）固定氘燈的螺絲不可擰太緊，以免滑絲。

當(dāng)基線噪音大、波長(zhǎng)校準(zhǔn)不通過(guò)、流通池測(cè)試失敗時(shí)，可以清洗流通池。清洗流通池時(shí)取下色譜柱連接兩通，六通閥調(diào)整至廢液，用0.5 mL/min流速的異丙醇沖洗系統(tǒng)一段時(shí)間。斷開(kāi)流通池入口和出口處的管路，將流通池支架拉出，取下流通池，用安捷倫專用棉簽粘上異丙醇小心地清潔流通池的光入口和光出口，必須檢查在入口和出口處沒(méi)有棉花殘留。然后用純水沖洗流通池再進(jìn)行流通池測(cè)試。

1.4 柱溫箱

在相同條件下，色譜柱壓力較正常時(shí)有升高，一般為色譜柱堵塞，可用色譜柱廠家推薦的試劑沖洗色譜柱。若沖洗無(wú)效或效果不明顯,，可以適當(dāng)反沖色譜柱（反沖色譜柱會(huì)減少色譜柱使用壽命），色譜柱出口處不可連接到系統(tǒng)，需拿燒杯收集廢液，以免污染檢測(cè)器。柱溫箱出現(xiàn)漏液報(bào)警時(shí)，取下柱溫箱前蓋，檢查毛細(xì)管和色譜柱連接處是否有泄漏，如有重新擰緊接頭，用紙巾或棉簽擦干泄漏傳感器。

2 三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀日常維護(hù)及故障處理

三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀主要結(jié)構(gòu)包括離子源、毛細(xì)管、離子光學(xué)組件、四級(jí)桿1、碰撞池、四級(jí)桿2、檢測(cè)器和真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)由1個(gè)前級(jí)泵和2個(gè)分子渦輪泵組成。

每個(gè)四極桿質(zhì)量分析器都有離子全通過(guò)（TTI）、掃描（SCAN）和選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）這3種方式。三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀是通過(guò)四級(jí)桿1、碰撞池、四級(jí)桿2串聯(lián)的，故通過(guò)組合可以有多種工作方式。三重四極桿主要有如下幾種操作方式：全掃描（Scan）、選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）、子離子掃描（Product Ion Scan）、母離子掃描 (Precursor Ion Scan)、中性丟失掃描 (Netural Lost Scan)、中性獲得掃描（Netural Gain Scan）、多重反應(yīng)監(jiān)測(cè) (MRM)。其中多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）方式是三級(jí)四極桿儀器最主要的使用方式，可以極大提高檢測(cè)靈敏度和定量準(zhǔn)確性，是三重四極桿質(zhì)譜儀最主要的使用方式。

2.1 離子源

離子源主要分為大氣壓電噴霧離子源（ESI 源）、大氣壓化學(xué)電離離子源（APCI 源）和帶有安捷倫噴射流技術(shù)的 ESI 源，其中ESI 源是使用最為廣泛的。這3種離子源的維護(hù)是大體相同的。

霧化器每天都需要沖洗，將流速調(diào)整為2 mL/min分鐘，90%的乙腈水流動(dòng)相沖洗霧化器3分鐘[4]。如有鹽殘留可使用50%的乙腈水流動(dòng)相沖洗。如霧化針噴出的液體不是均勻散開(kāi)或外表面臟時(shí)，可取下放入50%異丙醇水溶液超聲清洗10分鐘。超聲清洗時(shí)需要取下O型密封圈，霧化器頂部需要套一個(gè)移液槍槍頭，保護(hù)噴霧針。注意要使用專業(yè)工具調(diào)整噴霧針，使其露出噴霧器的頂端0.003 英寸。

可以使用50%異丙醇水溶液清洗霧化室，并拆下噴霧擋蓋，毛細(xì)管帽及固定噴霧擋蓋的支撐環(huán)進(jìn)行超聲清洗，如比較臟時(shí)可以用4000目砂紙進(jìn)行打磨。

當(dāng)調(diào)諧時(shí)無(wú)調(diào)諧液流出時(shí)，或當(dāng)采集期間發(fā)現(xiàn)質(zhì)譜儀六通閥處存在高壓時(shí)可以拆下六通閥轉(zhuǎn)子密封墊和定子放入50%異丙醇水中超聲清洗10分鐘或者直接更換轉(zhuǎn)子密封墊。當(dāng)六通閥處漏液時(shí)，更換轉(zhuǎn)子密封墊即可。

2.2 毛細(xì)管

毛細(xì)管主要有導(dǎo)電毛細(xì)管和絕緣透明毛細(xì)管。兩者都可以進(jìn)行超聲清洗。 稱取1克隨機(jī)附帶的清潔粉末置于 100 mL 量筒中，用高純水溶解。可以剪取一次性滴管頭2個(gè)放置在毛細(xì)管兩端，以免毛細(xì)管破碎。在取出和裝入毛細(xì)管時(shí)應(yīng)水平取出或放置，不可旋轉(zhuǎn)毛細(xì)管，避免破壞涂層。絕緣透明毛細(xì)管可以使用異丙醇潤(rùn)洗毛細(xì)管內(nèi)表面。然后使用直徑為0.035mm的鎢合金鋼絲(可向儀器生產(chǎn)廠家索取)，把兩端重疊在一起，小心穿過(guò)毛細(xì)管。用一小團(tuán)異丙醇潤(rùn)濕的脫脂棉穿過(guò)鋼絲圈。然后拉出鋼絲，可以重復(fù)清洗幾次毛細(xì)管直至拉出的脫脂棉干凈為止。以上過(guò)程應(yīng)控制脫脂棉的大小，宜小不宜大，如果脫脂棉拉斷在毛細(xì)管內(nèi)將有可能導(dǎo)致毛細(xì)管報(bào)廢。導(dǎo)電毛細(xì)管因?yàn)楣軆?nèi)有涂層不可使用上述方法。

2.3 離子光學(xué)組件

系統(tǒng)出現(xiàn)調(diào)諧困難或系統(tǒng)靈敏度較差時(shí)，且排除液相和離子源以及毛細(xì)管的原因后，可以嘗試清洗離子光學(xué)組件。首先應(yīng)放空關(guān)機(jī)取下離子源和毛細(xì)管部分，打開(kāi)真空腔，拔下所有的離子光學(xué)電纜，并記住其電纜的位置。把離子光學(xué)組件取出。卸下O 形環(huán)、4個(gè)錐孔體和2個(gè)透鏡下、逆電流器絕緣體、八級(jí)桿組件、錐孔體逆電流器。八級(jí)桿不可用棉簽擦拭，以免脫焊，可將八級(jí)桿組件放入異丙醇、甲醇溶液中各超聲清洗10分鐘。八級(jí)桿組件因?yàn)橛须娎|不能拆下，為了保護(hù)電纜絕緣層不可用丙酮超聲清洗。錐孔體和透鏡分別用異丙醇、丙酮、甲醇超聲清洗5分鐘，用無(wú)塵布蘸取甲醇全面擦拭錐孔體逆電流器去除油膜。取出部件，所有部件風(fēng)干后重新裝上組件時(shí)應(yīng)確保所有線纜正確連接。

2.4 檢測(cè)器

當(dāng)儀器靈敏度差，自動(dòng)調(diào)諧時(shí)檢測(cè)器增益設(shè)置為其最大值時(shí)需要清洗高能量打拿極或更換電子倍增器角管（一般EMV值加到3000）。因?yàn)楫惐紩?huì)損壞電子倍增器角管和電阻器，所以清洗高能量打拿極時(shí)需要卸下電子倍增器角管和電阻器。將不含角管和電阻器的電子倍增器浸泡在裝有異丙醇的燒杯中，輕輕晃動(dòng)燒杯1分鐘，更換溶劑為甲醇再晃動(dòng)一分鐘即可，電子倍增器需干燥后再進(jìn)行安裝。當(dāng)電阻器拆卸不下時(shí)，可用異丙醇和甲醇對(duì)打拿極進(jìn)行淋洗，淋洗過(guò)程中注意避開(kāi)電阻器。

2.5 機(jī)械泵

當(dāng)機(jī)械泵泵油明顯變色或油面下降到最低限制線時(shí)，需要進(jìn)行泵油的更換，油面控制在刻度線的三分之二處為宜[5]。添加或更換泵油時(shí)需要注意泵油的型號(hào)，不同型號(hào)的泵油混加有可能影響機(jī)械泵的性能或損壞機(jī)械泵。

3 儀器維護(hù)前后效果對(duì)比

對(duì)離子源、毛細(xì)管及八級(jí)稈按照2.1、2.2和2.3步驟依次清洗及維護(hù)，維護(hù)前和維護(hù)后進(jìn)行質(zhì)譜自動(dòng)調(diào)諧（調(diào)諧液離子峰主要有6個(gè)分別為118、322、622、922、1522、2122）。比對(duì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：維護(hù)后雜質(zhì)離子峰減少，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值明顯降低，并且各主離子峰的響應(yīng)變高非常明顯，顯著提高了分析檢測(cè)的靈敏度。具體見(jiàn)圖1、圖2和表1。

表1 質(zhì)譜維護(hù)前后主離子響應(yīng)值對(duì)比

圖1 質(zhì)譜維護(hù)前全掃描棒狀圖

圖2 質(zhì)譜維護(hù)后全掃描棒狀圖