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做好质谱功课!故障排查、维护及使用策略要点汇总


随着科学技术的快速发展,身价不菲的质谱也越来越“火热”。灵敏度高,样品用量少,分析速度快,分离和鉴定同时进行等诸多优点,使其逐渐风靡各大领域的实验室,诸如化学,化工,环境,能源,医药,运动医学,刑事科学技术,生命科学,材料科学等。

 

本期推文,我们以气质为例,聊一聊质谱的日常维护方法,使用注意事项,以及故障的判断与解决。

 

01 日常维护方法

 

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工作环境

 

1、保证良好的温湿度,温度保持在15-28℃,相对湿度保持在20%-80%;

 

2、保证供电正常,负载能达到要求,且接地良好,最好配有UPS,防止意外断电损坏电路板、涡轮分子泵;

 

3、避免灰尘大,周围无强烈震荡源及电磁感应装置。

 

 

机械泵

 

1、及时更换机械泵油。何时更换可根据泵油颜色进行分辨,泵油的颜色应该为无色或者浅黄色,如果泵油颜色变暗或呈深褐色,则表明泵油需要更换,建议每三个月更换一次(可参考如下操作视频)。

<点此查看:气质真空度不达标?快看看机械泵油是否需要更换了>


2、维持适当的油面高度,当机械泵处于工作状态时,油面高度应在最小与最大刻度之间;

 

3、定期清理散热片上的灰尘;

 

4、定期检查机械泵的连接管路,若老化损坏要及时更换;

 

5、定期进行震气,从而保证机械泵内有足够的油,并使机械泵油里面的气体和溶剂尽量排出。

 

 

空气过滤网

 

1、定期取出空气过滤网,用清水清洗干净,晾干再安装回去;

 

2、如果过脏无法清洗干净或者损坏时,需要更换新的过滤网;

 

3、有的质谱仪虽然配备了冷却循环水系统,也需要定期清洗或更换空气过滤网及水过滤网。

 

 

离子源

 

1、取出离子源,置于洁净的纸上;

 

2、取下安装杆,将排斥极套装与离子源盒分开。用研磨砂纸反复擦拭离子源盒的内部和两侧圆孔,以及排斥极的平面、侧边的圆周面,将氧化部分与严重污染部分细心打磨干净即可,注意不要过分伤害金属表面,用洗耳球清除表面沙尘;

 

3、在丙酮溶液中超声清洗30min,或分别用超纯水、甲醇、正己烷按顺序各超声清洗30 min

 

4、在400℃的马弗炉中烘干一小时;

 

5、组装排斥极套装,将排斥极安装在离子源盒上,把离子源安装杆拧紧到离子源盒上;

 

6、将离子源装回仪器,确认离子源卡具在初始位置,拧紧固定离子源的螺丝,关闭舱门。仪器正常启动后,重置消耗品对话框。

 

 

透镜系统

 

1、清洗质谱传输透镜时,需将质谱仪彻底关机,并佩戴干净的手套进行操作;

 

2、去除质谱透镜后,用蘸润甲醇(色谱纯)的无尘纸擦拭透镜及透镜孔的内部;

 

3、将透镜置于干净的烧杯中,根据透镜的污染情况选用相应的溶剂,超声清洗30分钟左右;

 

4、避免透镜与硬物触碰损坏、避免接触无机酸碱;

 

5、清洗完毕后,晾干或用氮气吹干,再进行安装。

 

 

灯丝

 

1、安装位置必须正确,若有偏差,会导致灯丝变形而缩短寿命;

 

2、如有两个灯丝(如岛津质谱),建议交替使用,可延长灯丝使用寿命;

 

3、保证离子源上下两个电子导入孔的洁净,否则会导致电子导入效率降低,从而加快灯丝消耗;

 

4、真空度太低,真空室中水分偏高,或高背景将缩短灯丝寿命。

 

 

 

02 使用注意事项

 

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开机注意事项

 

1、开机前先打开载气吹扫气路,再打开质谱,可以防止调谐时氮气过高;

 

2、如有需要可擦拭质谱侧板,若侧板已张开,可用干净无纺棉布擦拭真空腔上O型圈;

 

3、开机后,先确认真空正常,再准备样品;

 

4、评估18(水)、28(氮气)、32(氧气)三个离子是否满足真空度要求,确认有无漏气现象,确认无误后自动调谐;

 

5、最好保持8H的稳定开机时间(至少≥4H),再做样品分析。

 

 

使用过程注意事项

 

1、参数设置切勿超过最大允许值;

 

2、刚开机真空度差时不能开灯丝,否则会加快灯丝消耗;

 

3、调谐时打开PFTBA后,至少等15秒后再开灯丝,否则瞬间电流太大;

 

4、色谱柱使用时应注意不能超过色谱柱的温度上限,否则会造成固定液流失,还可造成对检测器的污染;

 

5、使用钢瓶气,须配上相应的分压表、>5Kg的减压阀,并且安装试漏;

 

6、测纯溶剂的话,进样量要小,并且分离比要调大,防止检测器饱和;

 

7、确保仪器的工作环境温度稳定。

 

 

关机注意事项

 

1、质谱部分关机时,可根据情况做热烘烤;

 

2、关闭质谱电源前,先放空,再关机。关机后不必打开放空阀,这样可保持质谱真空腔一定的真空度。

 

 

 

03 常见故障排查与解决

 

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同样的故障表现,其内在原因不一定相同,尤其多个故障表现同时或依次出现时,更考验维修人员的排查思路与维修经验。这里,我们首先分享两则气质维修案例,小伙伴们遇到相同故障问题时,可作参考。

 

案例一

 

用户反馈用气质做实验时,样品走到六分钟时没了峰信号。工程师初步判断故障为灯丝问题。更换灯丝后,真空度偏高,经检修排查真空舱、进样口,发现衬管污染严重,更换衬管、密封圈、进样垫,清洗进样口腔体,切割色谱柱并重新安装,开机测试抽真空,真空度回到正常值。

 

案例二

 

用户反应气质线性差。工程师排查时,发现气质液体自动进样器进样线性没问题,但接吹扫时,线性不合格,且出峰小,故而判断故障由吹扫漏气导致。拆卸吹扫管,给吹扫管和密封韧环加凡士林,重新安装吹扫管,确认不漏气后,测试出峰正常。

 

接下来,我们为大家汇总了质谱常见故障及排查思路。

 

 

与调谐相关的故障

 

1、调谐参数改变时,仪器响应不明显

 

可能是电路故障,离子源短路或电路未接通,可将离子源去除,用万能表测试各部件间的电路连接是否正常。

 

 

2、调谐峰的形状不好,有肩峰

 

A. 调谐未达到最佳状态,需对质谱仪重新调谐;

 

B. 离子源被污染,可超声清洗离子源;

 

C. 检查分析器外观是否有缺陷或损坏。

 

 

3、调谐时,无参考峰出现

 

A. 参考标样的管路被堵塞,可将管路拆下,并用丙酮超声清洗;

 

B. 空气泄露,需检查空气峰的高度是否在合适范围内,用棉棒蘸取丙酮溶液,放置于各接口(或怀疑漏气点),通过观察丙酮的分子离子峰强度,查找泄露的位置;

 

C. 参考标样全氟只丁氨瓶中无参考标样,可添加参考标样。

 


与灵敏度相关的故障

 

1、噪音过多

 

A. 离子源被污染,可超声清洗离子源;

 

B. 供电系统产生了杂峰,可安装电源净化装置。

 

 

2、灵敏度低

 

A. 进样器被污染,可清洗或更换衬管;

 

B. 检测器电压太低,电压应保持在合适范围内;

 

C. 分流进样器和阀出现了故障,可对分流进样器和阀进行检查;

 

D. 柱效降低,需更换柱子;

 

E. 其他原因,如离子源被污染、离子源温度过高或过低、仪器未调谐到最佳等。

 

 

与质谱图相关的故障

 

1、出现平失峰

 

A. 柱子中的样品过载,可选择分流进样或者将样品进行稀释;

 

B. 检测器过载,可降低检测器电压。

 

 

2、出现歪斜峰或变形峰

 

A. 扫描速度太低,会导致每个色谱峰的扫描次数不够,需提高扫描速度,尽可能使每个色谱峰的扫描次数>6次;

 

B. 色谱峰过窄,需改变色谱条件。

 

 

3、高沸点化合物灵敏度低、峰形差

 

A. 离子源温度太低,会吸附样品,需提高离子源温度;

 

B. 气相色谱接口的温度太低,需提高气相前接口的温度,保证其与升温程序的终温一致;

 

C. 气相色谱升温程序的终温太低,需提高升温程序的终温。


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