蔣 利
(湖南化工研究院有限公司,長沙 410014)
隨著時代不斷的發(fā)展,檢測要求越來越高,質譜分析已經(jīng)是農(nóng)藥或環(huán)境污染物分析的一種常見應用。而液相色譜儀-質譜聯(lián)用儀結合了液相色譜儀高效分離不同性質化合物的能力與質譜儀的組分鑒定能力,是分離分析有機物組分的重要手段[1]。為了保持液相色譜-質譜聯(lián)用儀高準確性、高靈敏度、低檢測限,做好儀器的日常維護管理和故障分析是至關重要的[2,3]。本文以安捷倫1290超高效液相色譜儀-6470三重四級桿質譜聯(lián)用儀為例,從儀器結構特點出發(fā),對日常維護保養(yǎng)和故障處理等方面進行了闡述。
整套儀器包括超高效液相色譜和三重四級桿質譜聯(lián)用儀,以及與其配套的計算機和打印機。計算機、液相色譜和質譜之間通過網(wǎng)絡協(xié)議通訊,并通過一個網(wǎng)絡交換機連接在一起。
超高效液相色譜儀是由自動進樣器、二元泵、柱溫箱、檢測器組成。
自動進樣器維護主要涉及到針和針座、進樣支架、蠕動泵、轉子密封墊。當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,需要更換針和針座,針座漏液會造成保留時間和峰面積的漂移。更換針和針座時需打開Lab Advisor軟件,連接儀器并點擊自動進樣器模塊,選擇更換針的功能,按照軟件推薦的步驟進行即可。每半年或在進樣時發(fā)現(xiàn)針的位置有偏差,應該做一次樣品傳動組件自校準。樣品傳動組件自校準可以對針架進行定位時出現(xiàn)的較大偏差進行校正。
進樣支架的馬達會因為支架絲桿上灰塵過多出現(xiàn)卡頓和馬達過熱的情況,因此每半年應該做一次進樣支架的深度除塵??稍卺樚崞鸬那闆r下按下自動進樣器電源鍵,用脫脂棉沾無水酒精將絲桿擦拭干凈,擦拭過程中可以用手轉動絲桿改變進樣抓臂位置,每個地方盡量擦拭到。
當洗針液出現(xiàn)泵不動的情況時,有可能是管道內空氣太多,可先用注射器抽取洗針液,如故障還是持續(xù),則是蠕動泵的軟管老化造成的,可更換軟管或整個蠕動泵。六通閥的縫隙處出現(xiàn)漏液或其4號口的管道有液體的情況,可以拆卸下六通閥的轉子密封墊和定子,檢查其是否出現(xiàn)了磨損,如果轉子密封墊出現(xiàn)了磨損則對轉子密封墊進行更換,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,應先將管道插到底再用手擰緊隨后使用扳手擰緊,這樣可避免出現(xiàn)死體積和金屬接頭出現(xiàn)滑絲。
安捷倫1290二元泵在一個模塊上有兩個相同的泵,其通過高壓混合后實現(xiàn)二元梯度,而泵驅動包含柱塞桿、泵頭、入口閥、出口閥、溶劑熱交換器和出口過濾器。當壓力出現(xiàn)波動且沒有發(fā)現(xiàn)漏液的情況,可以拆卸下入口閥進行超聲清洗。當入口單向閥出現(xiàn)粘連時也可卸下二級泵頭的出口毛細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。二元泵的蠕動泵維護與進樣器的蠕動泵維護是一樣的流程。當流動相超聲清洗后流動相管道持續(xù)出現(xiàn)氣泡時需要更換流動相過濾頭。
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工具、并有嚴格的扭矩設置。扭矩設置錯誤會導致泵頭損壞,另外拆解泵頭也會其使用壽命大幅縮短。
筆者單位使用的是二極管陣列檢測器。當氘燈能量不足或已經(jīng)無法點亮氘燈的時候需要更換氘燈。更換氘燈的流程為:拆下燈罩并將固定氘燈的螺絲擰下,斷開氘燈的連接線拆下氘燈,裝上新氘燈復原即可。氘燈安裝完成后,在氘燈預熱之后重新再進行波長校準。打開Lab Advisor軟件,在其中找到波長校準,波長校準應在燈打開1小時后進行。流動相為純水,流速為0.5 mL/min。在換氘燈時需要注意一下三點:(1)裝燈時需要注意安裝方向;(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。
當基線噪音大、波長校準不通過、流通池測試失敗時,可以清洗流通池。清洗流通池時取下色譜柱連接兩通,六通閥調整至廢液,用0.5 mL/min流速的異丙醇沖洗系統(tǒng)一段時間。斷開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有棉花殘留。然后用純水沖洗流通池再進行流通池測試。
在相同條件下,色譜柱壓力較正常時有升高,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。若沖洗無效或效果不明顯,,可以適當反沖色譜柱(反沖色譜柱會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,以免污染檢測器。柱溫箱出現(xiàn)漏液報警時,取下柱溫箱前蓋,檢查毛細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。
三重四級桿質譜聯(lián)用儀主要結構包括離子源、毛細管、離子光學組件、四級桿1、碰撞池、四級桿2、檢測器和真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)由1個前級泵和2個分子渦輪泵組成。
每個四極桿質量分析器都有離子全通過(TTI)、掃描(SCAN)和選擇離子監(jiān)測(SIM)這3種方式。三重四級桿質譜儀是通過四級桿1、碰撞池、四級桿2串聯(lián)的,故通過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(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)、多重反應監(jiān)測 (MRM)。其中多重反應監(jiān)測(MRM)方式是三級四極桿儀器最主要的使用方式,可以極大提高檢測靈敏度和定量準確性,是三重四極桿質譜儀最主要的使用方式。
離子源主要分為大氣壓電噴霧離子源(ESI 源)、大氣壓化學電離離子源(APCI 源)和帶有安捷倫噴射流技術的 ESI 源,其中ESI 源是使用最為廣泛的。這3種離子源的維護是大體相同的。
霧化器每天都需要沖洗,將流速調整為2 mL/min分鐘,90%的乙腈水流動相沖洗霧化器3分鐘[4]。如有鹽殘留可使用50%的乙腈水流動相沖洗。如霧化針噴出的液體不是均勻散開或外表面臟時,可取下放入50%異丙醇水溶液超聲清洗10分鐘。超聲清洗時需要取下O型密封圈,霧化器頂部需要套一個移液槍槍頭,保護噴霧針。注意要使用專業(yè)工具調整噴霧針,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,毛細管帽及固定噴霧擋蓋的支撐環(huán)進行超聲清洗,如比較臟時可以用4000目砂紙進行打磨。
當調諧時無調諧液流出時,或當采集期間發(fā)現(xiàn)質譜儀六通閥處存在高壓時可以拆下六通閥轉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子密封墊。當六通閥處漏液時,更換轉子密封墊即可。
毛細管主要有導電毛細管和絕緣透明毛細管。兩者都可以進行超聲清洗。 稱取1克隨機附帶的清潔粉末置于 100 mL 量筒中,用高純水溶解??梢约羧∫淮涡缘喂茴^2個放置在毛細管兩端,以免毛細管破碎。在取出和裝入毛細管時應水平取出或放置,不可旋轉毛細管,避免破壞涂層。絕緣透明毛細管可以使用異丙醇潤洗毛細管內表面。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,小心穿過毛細管。用一小團異丙醇潤濕的脫脂棉穿過鋼絲圈。然后拉出鋼絲,可以重復清洗幾次毛細管直至拉出的脫脂棉干凈為止。以上過程應控制脫脂棉的大小,宜小不宜大,如果脫脂棉拉斷在毛細管內將有可能導致毛細管報廢。導電毛細管因為管內有涂層不可使用上述方法。
系統(tǒng)出現(xiàn)調諧困難或系統(tǒng)靈敏度較差時,且排除液相和離子源以及毛細管的原因后,可以嘗試清洗離子光學組件。首先應放空關機取下離子源和毛細管部分,打開真空腔,拔下所有的離子光學電纜,并記住其電纜的位置。把離子光學組件取出。卸下O 形環(huán)、4個錐孔體和2個透鏡下、逆電流器絕緣體、八級桿組件、錐孔體逆電流器。八級桿不可用棉簽擦拭,以免脫焊,可將八級桿組件放入異丙醇、甲醇溶液中各超聲清洗10分鐘。八級桿組件因為有電纜不能拆下,為了保護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,所有部件風干后重新裝上組件時應確保所有線纜正確連接。
當儀器靈敏度差,自動調諧時檢測器增益設置為其最大值時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)。因為異丙醇會損壞電子倍增器角管和電阻器,所以清洗高能量打拿極時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,輕輕晃動燒杯1分鐘,更換溶劑為甲醇再晃動一分鐘即可,電子倍增器需干燥后再進行安裝。當電阻器拆卸不下時,可用異丙醇和甲醇對打拿極進行淋洗,淋洗過程中注意避開電阻器。
當機械泵泵油明顯變色或油面下降到最低限制線時,需要進行泵油的更換,油面控制在刻度線的三分之二處為宜[5]。添加或更換泵油時需要注意泵油的型號,不同型號的泵油混加有可能影響機械泵的性能或損壞機械泵。
對離子源、毛細管及八級稈按照2.1、2.2和2.3步驟依次清洗及維護,維護前和維護后進行質譜自動調諧(調諧液離子峰主要有6個分別為118、322、622、922、1522、2122)。比對結果發(fā)現(xiàn):維護后雜質離子峰減少,對應的響應值明顯降低,并且各主離子峰的響應變高非常明顯,顯著提高了分析檢測的靈敏度。具體見圖1、圖2和表1。
表1 質譜維護前后主離子響應值對比
圖1 質譜維護前全掃描棒狀圖
圖2 質譜維護后全掃描棒狀圖