色谱质谱联用仪的操作维护及保养

浅谈四极杆气相色谱质谱联用仪的操作维护及保养中国色谱网(2009-6-26 16:14:12) 文章作者：董静潘玉香朱莉萍孙军宫小明

近年来,随着食品中农药残留检测技术的发展,气相色谱质谱联用仪被广泛使用,大多数使用者都能够熟练操作仪器,但对于使用中应特别注意的一些问题、仪器的日常维护及如何进行期间核查,国内外尚缺乏文章进行详细系统的介绍。而分析数据的准确可靠,仪器状态是一个非常重要的影响因素,正确的使用及维护保养不仅可以确保仪器的良好状态,还可以延长仪器和易耗件的使用寿命。本文作者根据多年仪器操作经验,以Finnigan trace GC Ultra、trace DSQ四极杆气相色谱质谱联用仪为例,从载气系统、质谱真空系统、进样系统、色谱柱使用、质谱系统的维护、仪器的期间核查等方面进行了较为详尽的阐述。其它型号的气相色谱质谱联用仪亦可作为参考。

1载气系统

1·1载气体的使用

气体纯度必须达到99·999%,并使用专用钢瓶灌装,载气纯度不够,或剩余的载气量不够时,会造成m /z28谱线丰度过大,根据所用载气质量,当气瓶的压力降低到几个MPa 时,应更换载气,以防止瓶底残余物对气路的污染。

1·2载气净化

一般载气进入色谱前都需经过净化,除去载气中的残留烃类化合物、氧、水等杂质,以提高载气的纯度,延长色谱柱使用寿命,减少色谱柱固定相流失,而且很大程度地降低背景噪音,使基线更加稳定。建议最好安装一个高容量脱氧管和载气净化器或使用复合型载气净化管。净化装置应及时更换,脱氧管使用时间过长,吸附的氧气会随着载气进人仪器,导致

m /z32的谱线丰度过大。市售的脱氧管通常会用氮气进行饱和,安装时,必须用氦气将脱氧管内和管线里的氮气吹扫干净,再接至仪器上。

2质谱真空泄漏的确认及检漏

2·1确认泄漏

质谱真空是否出现空气泄漏,可从压力和空气/水的背景图谱进行判断。如果仪器达到稳定状态,一般情况下当柱流速为1 ml/min时,前极压力( fore pressure)应小于

50mTorr,离子规压力( ion gauge pressure)小于7e-5Torr,如果压力过大,则可能有泄漏;m /z18, 28, 32和44是空气/水的特征峰,空气/水的背景图谱正常情况下如图1;如果如图2,m /z28的峰远高于m /z18峰,且与m /z32峰的比例符合空气中氮气和氧气的比例,则可以判断有小漏;如果如图3,m /z28, 32两峰异常高,总离子流强度超过10的8次方,则漏气严重,此时要立即关掉灯丝,否则会造成灯丝断掉。

2·2检漏

2·2·1钢瓶及气体管线的检漏以Snoop测漏液检查每个管线接点,特别注意钢瓶头部份。每换一次气体钢瓶,必须以Snoop测漏液全面检查钢瓶及进气口接点,确保钢瓶与进气管线没有漏气。将钢瓶打开,调整至一定压力,关闭气相色谱仪进样口的压力,关闭气瓶的总阀,开启分压阀,若有漏气,一段时间后分压表的压力会有明显的下降。定时察看压力表(每小时)和压力降低情况,可由此查知气体主管线是否漏气。

2·2·2GC部分的检查GC部分的空气泄漏通常会发生在内部的载气管接头、隔垫定位螺母、柱螺母等位置。可用适量的丙酮涂抹上述位置,每次一个位置,先后顺序依照离MS部分由近及远的原则。在适当的时间后,观察背景图谱中的峰图,若m /z58和m /z43

处出现一个陡峭的、显著的攀升,说明在刚刚涂抹丙酮的位置存在空气泄漏。

2·2·3MS部分的检查可以使用下述方法确定泄漏是在GC中还是MSD中:先观察空气/水的背景图谱,然后将气质联用仪所有加热区冷却后,取下色谱柱与GC进样口连接的一端,用一个废隔垫堵住色谱柱端口,等待15~20 min,再一次观察空气/水的背景图谱,如果二者基本相同,则泄漏存在于MSD中或GC/MSD传输线末端的色谱柱螺帽处;如果结果显著不同,泄漏存在于GC部分。在MSD中查找空气泄漏的方法与GC部分类似,在可能发生泄漏的位置涂抹丙酮,每次一个位置,总是从最近被打开过的密封装置开始,这是最有可能发生空气泄漏的地方。在涂抹完一个位置后,观察背景图谱中的峰图变化加以判断。MSD部分空气泄漏比较容易出现在传输线末端的色谱柱螺帽处,此处由于柱箱温度反复变化,有可能会造成松动;另一方面,在装毛细管柱时,螺帽不可以拧得太紧,否则容易把石墨圈压碎,造成漏气,一般情况下用手拧紧,再用扳手拧四分之一圈即可。

3进样系统

3·1进样隔垫

3·1·1应使用高品质低流失及耐高温的进样隔垫更换进样隔垫时先将柱温降至50℃以下,关掉进样口温度和流量(Finnigan trace GC Ultra气相色谱仪具备漏气保护功能,如果流量不关闭,当旋开进样口螺帽时,大量载气漏失,气相色谱的所有加温部分会自动关闭,需重新开机才能开启)。隔垫更换时,注意进样口螺帽不要拧得太紧,否则隔垫被压紧,橡胶失去弹性,针扎下去会造成打孔效应,缩短进样垫使用寿命。最后做漏气检测“leak check”,如果螺帽旋至合适,仪器会显示:“leak check passed”。

3·1·2进样隔垫应视情况及时更换微量漏气不易查觉,一般来说微漏可造成目标分析物出峰提前,因为炉温较高时空气中的氧气会氧化色谱柱固定液,使固定液流失加大,

降低柱效,但要通过长时间比较才能发现;相对的大量漏气则会造成保留时间的延长。一般自动进样约100针后即应更换进样垫,手动进样还要少一些,视进样技术而定。

3·2衬管及石英棉

3·2·1衬管应视进样口类型、样品的进样量、进样模式(splitor splitless)、溶剂种类等因素来选用。尤其是分流不分流衬管,注意不要混用,安装时上下不要装反。

3·2·2衬管的洁净度直接影响到仪器的检测限,应注意对衬管进行检查,更换下来的衬管如果不太脏可以用无水甲醇或丙酮超声清洗,取出烘干后继续使用;太脏则需先用清洁剂再用溶剂清洗,然后对衬管进行硅烷化处理后再度使用。

3·2·3应使用硅烷化处理过的石英棉,这种石英棉一般较未处理过的细而脆,未处理过的石英棉对分析物特别是极性化合物吸附严重,需进高浓度的目标物达吸附饱和后才可分析样品。使用过的石英棉应丢弃,不能重复使用。

4色谱柱

4·1色谱柱的选择与老化

4·1·1色谱柱的选择一般从固定液的类型、长度、口径和膜厚4个方面考虑,毛细管色谱柱的固定液分非极性、弱极性、中等极性和强极性,色谱柱固定液的极性越高,其温度使用上限越低,随柱温的升高固定液流失程度也越大,选择固定液的原则一般是能用极性低的则尽量不选用极性高的;柱长则能用短柱解决的就不用长柱;小口径色谱柱较大口径有较好的分离度,峰形与灵敏度也都好,但口径小了柱容量也小,应视分析要求而定;固定液膜较厚的可以承受较大的进样量,分离同分异构体,比薄膜者有较好的分离度,但柱流失也较严重,其实际操作的最高温度也较薄膜者低。