色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),結(jié)合色譜及質(zhì)譜的技術(shù),是目前分離和鑒定的重要的分析方法之一。
其中液相色譜-質(zhì)譜儀應(yīng)用更為廣泛,液相色譜除了能分析一般的化合物,還能分析氣相色譜不能分析的強(qiáng)極性、熱不穩(wěn)定性、難揮發(fā)的化合物。
液相色譜質(zhì)譜儀由色譜儀、接口、質(zhì)譜儀、電子系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)六大部分組成,是一種高端的檢測儀器,儀器的良好工作狀態(tài)是檢測準(zhǔn)確度的一個(gè)重要影響因子。
為了保證儀器有一個(gè)良好的狀態(tài),保證檢測結(jié)果的可靠性,需要正確合理的使用和維護(hù)儀器。
下面以質(zhì)譜儀為例,從儀器進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、質(zhì)譜系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行詳細(xì)闡述;
并對(duì)使用過程中容易遇到的問題進(jìn)行分析,提出解決方法。
液相部分的維護(hù)
開機(jī)注意事項(xiàng)
要求使用220V單相交流電。如發(fā)生斷電,不管任何原因造成的,首先關(guān)閉儀器面板左下角的開關(guān),等待供電恢復(fù)10分鐘以上再開啟電源,否則有可能燒毀電路板。
儀器運(yùn)行時(shí)需提供純度>99%的氮?dú)庾鳛閲婌F與干燥氣,輸出壓力為0.6~0.7MPa。
實(shí)驗(yàn)開始前先檢查液氮罐液體存量是否充足。
儀器開機(jī)時(shí),確認(rèn)電源已經(jīng)連接而且氣振閥處于關(guān)閉,打開儀器總電源,隨后將前面板左下方的電源按鍵按下,真空泵即開始工作。
大約2~3分鐘后,儀器內(nèi)置的系統(tǒng)啟動(dòng)完畢,可以開啟Mass hunter軟件與儀器通訊。
等待四極桿溫度達(dá)到100℃,高真空達(dá)到4×10-5Torr之后,即可進(jìn)行調(diào)諧或開始實(shí)驗(yàn)。
在儀器開始抽真空時(shí),請(qǐng)不要打開前級(jí)泵上的氣振閥,否則可能因?yàn)榛赜臀廴菊婵涨惑w內(nèi)部。
流動(dòng)相的要求
每次開機(jī)前,保證超純水和流動(dòng)相的新鮮,泵的各個(gè)管路不應(yīng)余留上次殘留的溶劑。
流動(dòng)相需符合HPLC與LC-MS要求等級(jí),流動(dòng)相中盡量加易揮發(fā)的鹽,盡量不使用表面活性劑之類;
否則容易導(dǎo)致離子抑制,表面活性劑產(chǎn)生的加合物和離子簇會(huì)干擾質(zhì)譜數(shù)據(jù)。
如果遇到離子抑制,可以把樣品峰往后推或者改變提取方法,或者考慮用APCI源。
盡量不使用無揮發(fā)性的緩沖劑,例如,磷酸緩沖劑等,磷酸鹽及其他不揮發(fā)緩沖鹽在離子源會(huì)沉淀并堵塞毛細(xì)管等。
另外液質(zhì)不能承受過大流速。溶劑瓶避免陽光直射。
樣品的要求
保證樣品的清潔,進(jìn)樣前盡量使用0.22m的濾膜濾過,避免樣品太臟而堵塞色譜柱或離子源的毛細(xì)管;
樣品溶劑必須是色譜純,應(yīng)該和流動(dòng)相比例一致;進(jìn)樣濃度不宜太高,因?yàn)樘邼舛鹊臉悠啡菀孜廴眷`敏度高的儀器,進(jìn)而影響檢驗(yàn)結(jié)果。
由于液質(zhì)的流速較小(ESI一般為0.2mL/min),所以配置樣品的溶劑強(qiáng)度不能太大;
盡量小于起始比例,否則,會(huì)出現(xiàn)保留時(shí)間偏移、峰形扭曲等問題。
進(jìn)樣系統(tǒng)的維護(hù)
對(duì)于液相色譜來說,無論是手動(dòng)進(jìn)樣還是自動(dòng)進(jìn)樣,都是使用六通閥進(jìn)樣的。
進(jìn)樣裝置要求:密封性好,死體積小,重復(fù)性好,保證中心進(jìn)樣,進(jìn)樣時(shí)對(duì)色譜系統(tǒng)的壓力、流量影響小樣。
六通閥使用及維護(hù)注意事項(xiàng):
①樣品溶液進(jìn)樣前必須用0.45m濾膜過濾,以減少微粒對(duì)進(jìn)樣閥的磨損。
②轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯時(shí)不能太慢,更不能停留在中間位置,否則流動(dòng)相受阻,使泵內(nèi)壓力劇增;
甚至超過泵的限值壓力;再轉(zhuǎn)到進(jìn)樣位時(shí),過高的壓力將使柱頭損壞。
③為防止緩沖鹽和樣品殘留在進(jìn)樣閥中,每次分析結(jié)束后應(yīng)沖洗進(jìn)樣閥。
通??捎盟疀_洗,或先用能溶解樣品的溶劑沖洗,再用水沖洗。
注意:溶劑入口過濾芯為消耗品,尤其不可以使用超聲清洗,可以使用稀硝酸浸泡,然后用水沖洗至中性,以重復(fù)使用。
色譜柱系統(tǒng)的維護(hù)
在色譜操作過程中,需要注意下列問題:
①色譜柱的選擇會(huì)直接影響混合物中組分的分離,所以一定要選用合適的色譜柱,在使用新柱前要在自己的液相色譜儀上進(jìn)行性能測試,即使用色譜柱附帶的檢驗(yàn)報(bào)告上測試條件和樣品來測定該色譜柱的柱效,并且在以后的使用中,應(yīng)時(shí)常對(duì)色譜柱進(jìn)行測試。
②柱子在使用過程中,不能碰撞、彎曲或強(qiáng)烈震動(dòng);避免壓力和溫度的急劇變化,機(jī)械震動(dòng)和溫度的突然變化都會(huì)影響柱內(nèi)的填充狀況;柱壓的突然升高或降低也會(huì)沖動(dòng)柱內(nèi)填料,因此在調(diào)節(jié)流速時(shí)應(yīng)該緩慢進(jìn)行。
③當(dāng)柱子和色譜儀聯(lián)結(jié)時(shí),閥件或管路一定要清洗干凈,樣品前處理對(duì)于柱子使用壽命影響甚大,進(jìn)樣樣品要提純過濾并且嚴(yán)格控制進(jìn)樣量,可以使用保護(hù)柱。
④注意色譜柱的pH值使用范圍,不能高溫下過長時(shí)間使用硅膠鍵和相;每天分析工作結(jié)束后,都要用適當(dāng)?shù)娜軇﹣砬逑粗?。若分析柱長期不使用,應(yīng)用適當(dāng)有機(jī)溶劑保存并封閉。
質(zhì)譜部分的維護(hù)
質(zhì)譜部分的維護(hù)一般可以按照以下日程進(jìn)行:
每天沖洗樣品通路、清潔噴霧式;每周檢查粗真空泵油的液面;更換粗真空泵油,檢查軟管、軟線和電纜;
清空排污瓶可以每半年進(jìn)行一次;另外在日常的試驗(yàn)中,根據(jù)試驗(yàn)需要清潔機(jī)殼,更換噴霧針,清潔或更換整個(gè)毛細(xì)管、分離器及透鏡。
重要的是每天沖洗系統(tǒng)和清潔噴霧室。毛細(xì)管和第一級(jí)錐孔要盡可能潔凈。
6個(gè)月更換機(jī)械泵油,需要時(shí)更換電子倍增器。
錐孔的清潔維護(hù)
定期清洗一級(jí)錐孔,一般兩周清洗一次,若進(jìn)樣數(shù)量較大,則盡量一周清洗一次,根據(jù)樣品數(shù)量多少及時(shí)清洗。
清洗時(shí)將離子源溫度降到室溫,注意關(guān)閉阻斷閥,旋開固定錐孔的兩個(gè)螺絲,取下錐孔滴甲酸數(shù)滴,浸潤幾分鐘,在甲醇:
水為50:50溶劑中超聲清洗15分鐘,切記:避免手觸碰到錐孔尖以免影響靈敏度。
長期進(jìn)行一級(jí)錐孔的清洗,可相應(yīng)減少較為復(fù)雜的二級(jí)錐孔、六級(jí)桿等的清洗,這些清洗相對(duì)復(fù)雜;
在進(jìn)行相關(guān)部件清洗時(shí)避免用棉花等擦拭關(guān)鍵部位,避免殘留的毛絨纖維干擾儀器的靈敏度。
粗真空泵的維護(hù)
真空泵包括需油的回轉(zhuǎn)泵及無油的渦旋泵,真空泵需注意觀察潤滑油是否出現(xiàn)渾濁或缺油的情況,及時(shí)更換潤滑油。
泵的油面宜在2/3處,泵長期運(yùn)作時(shí)每周需要擰開灰色震氣閥按鈕進(jìn)行半小時(shí)震氣,使油內(nèi)的雜物排出,油霧過濾器中的油放回到泵中;
然后再擰緊該旋鈕,如果發(fā)現(xiàn)油的顏色變深或液面降至1/2以下,需及時(shí)更換并保存更換記錄,注意專油專用;
無油渦旋泵,也需定期維護(hù),一般半年到一年時(shí)更換葉端密封,每天需要震氣。
其他附屬設(shè)備維護(hù)
①每天實(shí)驗(yàn)完成之后,使用1:1異丙醇—水溶液清洗或擦洗離子源。注意清洗離子源時(shí)請(qǐng)勿將溶液噴入毛細(xì)管入口。
②當(dāng)電噴霧噴針被堵塞,針尖破損或觀察到偏離軸的噴射時(shí),就需要更換或調(diào)整。
③檢查毛細(xì)管,鉑金涂層變透明時(shí)需要更換,注意檢查毛細(xì)管時(shí)需要放真空,毛細(xì)管兩端的鉑金涂層不能用砂紙打磨。
④數(shù)據(jù)系統(tǒng),需定期備份硬盤數(shù)據(jù),進(jìn)行歸類整理。定期重新啟動(dòng)機(jī)器,將內(nèi)存區(qū)域?qū)腴W存,保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
質(zhì)譜儀的校準(zhǔn)工作,一般宜6個(gè)月校準(zhǔn)一次。注意短時(shí)間內(nèi)溫度的急劇變化,其會(huì)影響質(zhì)量軸的偏離。
常見色譜故障
壓力過高
壓力過高的原因有很多,但總體來講就是一個(gè)原因,管路堵塞。
所以當(dāng)出現(xiàn)壓力高時(shí)候就要分段來檢查哪一段發(fā)生堵塞,檢查柱子進(jìn)口過濾芯是否被污染;
PURGE閥過濾芯是否被污染或色譜柱被污染,檢查管路,尤其是針座毛細(xì)管,檢查進(jìn)樣器旋轉(zhuǎn)密封閥或者進(jìn)樣針及針座有否堵塞。
壓力過低
壓力過低總體來講一個(gè)原因就是漏液問題,可能是管路泄露或者泵頭密封墊老化;
主動(dòng)閥、四元出口閥或單向出口閥失靈,另外還要考慮是否色譜柱失效造成固定相流失、溶劑或者流速的改變等因素。
注意壓力傳感器之前的某些部件地方堵塞也會(huì)造成壓力過低。
壓力波動(dòng)
液相泵的壓力波動(dòng)可以從ripple值看出,1200/1260一般ripple值小于2%。
如果液相泵的壓力不穩(wěn)定,會(huì)影響質(zhì)譜TIC基線的穩(wěn)定,并呈規(guī)律性變化。造成壓力波動(dòng)常見的原因就是泵內(nèi)有氣泡。
綜上所述,使用液相色譜-質(zhì)譜儀聯(lián)用儀器的工作人員,在熟練掌握儀器操作基礎(chǔ)上;
應(yīng)了解各個(gè)組成部分的性能,在日常使用中累積經(jīng)驗(yàn),從小處著手做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作。
如此,才能保證儀器的良好狀態(tài),很大程度降低使用維護(hù)成本;
確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性,并能降低儀器耗損率,延長使用壽命。
首先是如何看指標(biāo)。液相色譜儀的指標(biāo)很多,有泵的、檢測器的、色譜柱等等。我們認(rèn)為要看主要技術(shù)指標(biāo),根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),儀器的主要指標(biāo)有噪音,漂移,最小檢測濃度,定性定量重復(fù)性等。這些指標(biāo)都要放在系統(tǒng),回路里去看,去比較。就是需要把各單元裝置都要聯(lián)接好,如接好色譜柱,進(jìn)樣閥,并且要通上流動(dòng)相。因?yàn)槟诜治鲋幸捕际锹?lián)接好以后才可以進(jìn)行分析的,而不是單單用個(gè)檢測器或是泵的。
然后在這個(gè)基礎(chǔ)上,我們?cè)偃ケ容^這些主要指標(biāo)。
1.噪音
是指由儀器的電器元件、溫度波動(dòng)、電壓的線性脈沖以及其他非溶質(zhì)作用產(chǎn)生的高頻噪聲和基線的無規(guī)則波動(dòng)。噪音的大小直接關(guān)系到儀器的檢測靈敏度,噪音越大,檢測的靈敏度就越低。對(duì)于檢測低含量的樣品就要求儀器的噪音越小越好,否則噪音過大將會(huì)導(dǎo)致基線不穩(wěn),甚至影響分析結(jié)果。
2.最小檢測濃度(最小檢測限)
是反映儀器靈敏度的重要參數(shù)。CL=2×Nd×C/H(CL :最小檢測濃度 Nd:噪音 C:樣品濃度最小檢測濃度 H:樣品峰高)由上式可見,最小檢測濃度是和噪音成正比的,噪音越大,最小檢測濃度就越大,靈敏度就越低。某些廠家回避了這個(gè)指標(biāo),說明他們不愿在最小檢測濃度的基礎(chǔ)上去比較噪音。
3.漂移
是指儀器穩(wěn)定后一段時(shí)間內(nèi)基線漂離原點(diǎn)的距離,通常用來衡量儀器穩(wěn)定快慢。高品質(zhì)的儀器能在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定,從而在一定程度上提高了分析效率。
4.定性定量重復(fù)性
主要是考核儀器穩(wěn)定性的指標(biāo),這對(duì)于分析樣品來說是非常重要的。好的儀器其穩(wěn)定性應(yīng)該是十分優(yōu)秀的,這就要求多次進(jìn)樣保留時(shí)間及含量的一致性,這樣做出來的結(jié)果才能使人信服。
有的朋友會(huì)認(rèn)為這些指標(biāo)好像都是檢測器的。對(duì)的,但是就前面所說條件是要放在整個(gè)回路和系統(tǒng)里去看去比較。例如:泵的脈動(dòng)會(huì)直接影響噪音指標(biāo),泵的流量準(zhǔn)確度、精確度指標(biāo),以及密封性不好也會(huì)影響相關(guān)指標(biāo)。所以要系統(tǒng)地看指標(biāo)。例如:某些公司在公布的指標(biāo)中,噪音和漂移指標(biāo)寫的條件是空池或有的干脆不寫。這個(gè)指標(biāo)只考核了UV檢測器光學(xué)和電氣的特性,與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn),并沒有考驗(yàn)泵的壓力脈動(dòng),液流回路的阻尼和UV檢測器流通池的性能。所以我們認(rèn)為從以上的主要指標(biāo)中可以反應(yīng)出儀器的一些真實(shí)水平。
二.液相色譜操作方便:
操作方便性無論是對(duì)新手還是成熟的用戶都是很重要的。操作越簡單,有利于提高分析效率,也為以后分析方法的拓展提供有力的幫助。
三.液相色譜系統(tǒng)的整體開發(fā)
這里指的是儀器的整體開發(fā),是一個(gè)完整的系統(tǒng)。目前市場上有這個(gè)現(xiàn)象,說我的泵是進(jìn)口的,或者是檢測器怎么好,用了什么很多的進(jìn)口件組裝等等。其實(shí)這是個(gè)誤區(qū)。液相色譜是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),不是整體開發(fā)的,各項(xiàng)指標(biāo)之間、軟件和硬件、硬件和硬件等都不匹配,整體水平不會(huì)高到哪里去,而且在售后服務(wù)方面對(duì)用戶也是不負(fù)責(zé)任的。
與比重計(jì)相關(guān)儀器液相色譜儀是由檢測器、輸液泵、進(jìn)樣器、柱溫箱、混合器、色譜柱等部分組成。判斷液相色譜儀的指標(biāo)有噪音,漂移,最小檢測濃度,定性定量重復(fù)性等。
1、液相色譜儀噪音是指由液相色譜儀的電器元件、溫度波動(dòng)、電壓的線性脈沖以及其他液相色譜儀非溶質(zhì)作用產(chǎn)生的高頻噪聲和基線的無規(guī)則波動(dòng)。噪音的大小直接關(guān)系到液相色譜儀檢測器的檢測靈敏度,噪音越大,檢測的靈敏度就越低。
2、液相色譜儀檢測器最小檢測度(也稱檢測限)是考核液相色譜儀檢測器靈敏度的重要參數(shù)指標(biāo)。CL=2×Nd×C/H(CL:液相色譜儀最小檢測濃度Nd:噪音C:液相色譜儀樣品濃度最小檢測濃度H:樣品峰高)。
3、液相色譜儀檢測器漂移是指儀器穩(wěn)定后一段時(shí)間內(nèi)基線漂離液相色譜儀基線原點(diǎn)的距離,通常用來衡量液相色譜儀穩(wěn)定快慢。高品質(zhì)的液相色譜儀能在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定,從而在一定程度上提高了液相色譜儀分析效率。
4、液相色譜儀定性、定量重復(fù)性主要是研判液相色譜儀穩(wěn)定性的指標(biāo),這對(duì)于分析液相色譜儀樣品來說是非常重要的。好的液相色譜儀其穩(wěn)定性應(yīng)該是十分優(yōu)秀的,這就要求多次液相色譜儀進(jìn)樣保留時(shí)間及含量的一致性,這樣做出來的液相色譜儀檢測結(jié)果才能準(zhǔn)確使人信服。
5、液相色譜儀操作方便性無論是對(duì)新手還是成熟的用戶都是很重要的。色譜儀自動(dòng)化程度越高操作越簡單,越有利于提高液相色譜儀分析效率,同時(shí)也為以后液相色譜儀分析方法的拓展提供有力。