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液質(zhì)聯(lián)用&氣質(zhì)聯(lián)用,基礎知識全匯總!

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-09-25
核心提示: 質(zhì)譜具有很高的靈敏度和分辨率,在定性和定量方面有很有優(yōu)勢,所以現(xiàn)在配置質(zhì)譜的實驗室越來越多,質(zhì)譜相對色譜來說,除了
 質(zhì)譜具有很高的靈敏度和分辨率,在定性和定量方面有很有優(yōu)勢,所以現(xiàn)在配置質(zhì)譜的實驗室越來越多,質(zhì)譜相對色譜來說,除了對環(huán)境的要求更高,操作和維護也更加繁瑣,每個品牌不同系列的維護要求也不同,但質(zhì)譜儀有些基本的維護操作,本文就總結(jié)下質(zhì)譜儀日常需要做到的維護,基本適用大部分的液質(zhì)聯(lián)用儀。

  

 

液質(zhì)原理、分類、特點

 

 

LC-MS原理概述

液質(zhì)聯(lián)用以液相色譜作為分離系統(tǒng),質(zhì)譜為檢測系統(tǒng)。樣品在質(zhì)譜部分和流動相分離,被離子化后, 經(jīng)質(zhì)譜的質(zhì)量分析器將離子碎片按荷質(zhì)比分開,經(jīng)檢測器得到質(zhì)譜圖。

 

體現(xiàn)了色譜和質(zhì)譜優(yōu)勢的互補,將色譜對復雜樣品的高分離能力,與MS具有高選擇性、高靈敏度及能夠提供相對分子質(zhì)量與結(jié)構信息的優(yōu)點結(jié)合起來,在藥物分析、食品分析和環(huán)境分析等許多領域得到了廣泛的應用。

 

常用的兩大分類系統(tǒng):

一種是從質(zhì)譜的離子源角度來劃分,包括電噴霧離子源(ESI),大氣壓化學電離源(APCI),大氣壓光電離源(APPI)和基質(zhì)輔助激光解吸電離源(MALDI)等。

 

另一種是從質(zhì)譜的質(zhì)量分析器角度來劃分,包括四極桿、離子阱、飛行時間(TOF)和傅立葉變換質(zhì)譜等。ESI、APCI和APPI三種離子源大多與四極桿和離子阱質(zhì)譜聯(lián)用,是目前應用最廣泛的幾種液質(zhì)聯(lián)用儀。

 

主要分析特點:

LC-MS除了可以分析氣質(zhì)聯(lián)用所不能分析的強極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性的化合物之外,還具有以下幾個方面的優(yōu)點:

 

分析范圍廣,MS幾乎可以檢測所有的化合物,比較容易地解決了分析熱不穩(wěn)定化合物的難題;

 

分離能力強,即使被分析混合物在色譜上沒有完全分離開,但通過MS的特征離子質(zhì)量色譜圖也能分別給出它們各自的色譜圖來進行定性定量;

 

定性分析結(jié)果可靠,可以同時給出每一個組分的分子量和豐富的結(jié)構信息;

 

檢測限低,MS具備高靈敏度,通過選擇離子(SIM)檢測方式,其檢測能力還可以提高一個數(shù)量級以上;

 

分析時間快,LC-MS使用的液相色譜柱為窄徑柱,縮短了分析時間,提高了分離效果;

 

自動化程度高,LC-MS具有高度的自動化。

 

 

使用

 

 

一、開機:

質(zhì)譜儀的開機首先開氣,再開機械泵,再打開質(zhì)譜儀的電源,等真空度達到后再開啟分子渦輪泵,等真空度達到后才可以進行調(diào)諧校正,一般至少需要抽12個小時才能達到。每次開機后都需要校正后才能使用質(zhì)譜儀。

 

二、樣品測試過程:

1、與液相色譜聯(lián)用時,流動相需要先用<0.45μm的膜過濾,需要區(qū)別有機膜和水膜,樣品也同樣需要過濾或者用>10000rpm的轉(zhuǎn)速離心去掉固體雜質(zhì)。

 

2、流動相不能用難揮發(fā)的酸或鹽,如磷酸鹽和硼酸鹽,液相常用的TFA會抑制離子電離,也不建議使用;表面活性劑在質(zhì)譜中響應很高,尤其是ESI源,所以所有管和器具的清洗不能用洗潔精,用來改善分離和色譜峰形的離子對試劑也應慎用。與質(zhì)譜聯(lián)用時建議使用的是甲酸、乙酸、甲酸銨、乙酸銨和氨水等。

 

3、根據(jù)選用的離子源調(diào)整液相方法,ESI源一般用0.3~0.6mL/min,常規(guī)HPLC分析柱的規(guī)格是5μm,4.6×250mm的,一般流速都是1mL/min,可以采用柱后分流的方式來調(diào)整進入質(zhì)譜的流量。同時要根據(jù)進入質(zhì)譜的流量和樣品性質(zhì)調(diào)整霧化氣溫度和霧化氣的流量。

 

4、樣品測試結(jié)束后,需要清洗進樣管路,清洗后停泵,待離子源溫度降低后再選擇待機狀態(tài)。

 

 

液質(zhì)日常定期維護

 

 

1、使用的穩(wěn)壓電源UPS,保證儀器電源電壓穩(wěn)定持續(xù)(特別是停電時對儀器的影響)。

 

2、每天用異丙醇溶液沖洗系統(tǒng)和清潔霧化室,定期開震氣閥震氣(對于ESI源,至少每星期做一次;對于APCI源,每天做一次),保證毛細管潔凈。

 

3、流動相流速不要過高,ESI離子源不要超過0.5ml/min,APCI不要超過1.0ml/min。

 

4、機械泵的泵油需要定期更換,一般半年更換一次,如果泵油看起來很臟,需要提前更換。更換泵油的時候需要將泵油全部倒出,再更換新的泵油,不同品牌的泵油不能混用。一般實驗室的質(zhì)譜儀都會在長假的時候進行大的維護。

 

5、控制好樣品運行的環(huán)境,包括溫度和濕度。

 

6、實驗完畢后要清洗進樣針、進樣閥等,用過含酸的流動相后,色譜柱和離子源都要用甲醇/水沖洗。

 

7、定期清洗樣品錐孔,關閉隔斷閥,取下樣品錐孔,先用甲醇:水:甲酸(45:45:10)的溶液超聲清洗10分鐘,然后在分別用超純水和甲醇各溶液超聲清洗10分鐘,待晾干后再安裝到儀器上。

 

8、流動相要現(xiàn)用現(xiàn)配,最好不要過夜,一定要新鮮。

 

9、定期更換電子倍增器。

 

 

氣質(zhì)聯(lián)用維護

 

 

1.氣相色譜部分日常維護 

 

1)載氣和流路系統(tǒng)  氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的載氣是高純的氦氣,純度大于99.999%,并且在測試過程中要有10%的鋼瓶氣保有量。每天要檢查鋼瓶壓力,壓力范圍為0.5-0.9MPa,一般為0.6MPa。定期檢查分子篩過濾器和捕集阱是否堵塞,堵塞會引起壓力波動或升高。更換分子篩過濾器和捕集阱的周期是一年。當基線不穩(wěn),噪聲變大時是流路系統(tǒng)維護與檢查的時期,要及時檢查與維護。   
管路的氣密性也同樣重要。在停止真空、關閉工作站和主機電源后,打開鋼瓶總閥,調(diào)節(jié)減壓閥使分壓表刻度到700KPa,然后擰緊鋼瓶總閥,并完全松開減壓閥,此時記錄總壓表以及分壓表的刻度值。經(jīng)過一段時間,觀察壓力有無變化。如果分壓表刻度下降則表明分壓表到儀器間的載氣管路漏氣,如果總壓表刻度下降則表明總壓表到鋼瓶總閥之間漏氣。用檢漏液仔細檢查,確定漏氣的部位,重新擰緊或更換新的減壓閥。 

 

2)色譜柱  在使用色譜柱尤其是使用極性色譜柱時要除去載氣中的氧,要注意在更換氣瓶時不要混入空氣,也可以在氣體流路中安裝氦氣凈化器。充分做好試樣的前處理,不要使難于揮發(fā)的成分進入柱內(nèi),避免污染色譜柱。   
如果有鬼峰出現(xiàn),可以先切除色譜柱前端的部分長度,并視基線和柱流失情況,適時老化色譜柱。老化色譜柱時事先設定接口溫度高于柱溫,柱溫升到色譜柱的最高使用溫度附近保持1-2小時。如還不能除去色譜柱柱內(nèi)殘留的難揮發(fā)的成分,可切掉連接進樣口一側(cè)的色譜柱30-50cm 左右,然后老化色譜柱。   
色譜柱不使用時,應該將色譜柱兩端堵死,可將色譜柱的兩端插入廢棄的隔墊中,使色譜柱管內(nèi)與外部空氣隔離,避免空氣破壞色譜柱內(nèi)部涂層。   
當色譜柱的分離效率降低時,會影響到分離度,視情況更換新的色譜柱。 

 

2. 質(zhì)譜日常維護 
(1)質(zhì)譜真空檢漏、調(diào)諧
    
質(zhì)譜儀的調(diào)諧是為了得到好的質(zhì)譜數(shù)據(jù),在進行樣品測試前要進行質(zhì)譜真空檢漏、調(diào)諧。在開關機、換燈絲之后要做調(diào)諧,如儀器一直處于開機狀態(tài),1-2周要做一次調(diào)諧。調(diào)諧完之后要重新做標準曲線。   
檢查水峰、氮峰,如果氮氣m/z 28的峰高是水m/z 18峰高兩倍以上,就有可能漏氣!  
有可能造成氮氣較高的原因有以下幾種:   
①如果剛更換了鋼瓶或載氣管路過濾器,可能由于載氣管路中混入空氣,會在剛開機時造成氮氣峰較高?杉哟蠓至鞅,吹掃10分鐘后再進行漏氣檢查! 
②如果載氣管路中安裝了氦氣過濾器,使用一段時間后,由于過濾器飽和而釋放氮氣,會造成在漏氣檢查時氮氣峰較高,這時需要更換新的氦氣過濾器!  
③如果氦氣純度不夠,雜質(zhì)中可能含有部分氮氣,在峰檢測時氮氣峰會略高。   
當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏氣時,必須找到漏氣點。可以用進樣針吸取少量石油醚,依次注射于進樣口上部螺母、色譜柱兩端接頭和離子源前門處,并觀察43質(zhì)量數(shù)的峰高,如峰高明顯增大,說明該部位有漏氣。找到漏氣點后,將其擰緊或重新連接好。   
調(diào)諧完成后要評價調(diào)諧報告:  
①檢查峰的形狀是否有明顯的分叉、是否對稱;   
②檢查半高峰寬的值是否在0.6±0.1范圍內(nèi);   
③檢查檢測器電壓是否超過1.5kV,與前一次調(diào)諧數(shù)據(jù)對比,相差0.2-0.3kV是可以的,如相差太大需重新調(diào)諧;   
④最強峰是m/z 69,其峰強度是否最少是m/z 28峰強度的2倍;   
⑤m/z 502的相對強度比率是否大于2%。以上幾點都符合,表明此次調(diào)諧數(shù)據(jù)是可用的。 

 

2) 機械泵更換泵油    
機械泵更換泵油的周期是3000小時。在停止真空、關閉工作站和主機電源后更換泵油。將機械泵放到高于地面的位置,將廢液瓶對準位于機械泵下端的排油口,打開位于機械泵上端的注油口,擰開排油口的塞子,排出泵油。等排出全部泵油后,擰緊排油口的塞子,緩慢加入新的泵油,加入油的液面接近最大液面處,擰緊塞子,將機械泵放在原來位置。等儀器正常啟動后,選擇重置消耗品對話框,將泵油使用時間清零。 

 

3) 清洗離子源 離子源污染會造成重現(xiàn)性不良,應及時清洗離子源。進行離子源操作時需要戴清潔的手套。清洗離子源分為以下三個步驟:  
①取出離子源。停止真空后,擰松真空艙旋鈕,拉開艙門,用鑷子拔下排斥極擋片,把導線移到左邊,把離子源安裝桿放在離子源上,用一字螺絲刀把離子源的兩個固定螺絲擰松一圈,再用鑷子把離子源的固定卡具先向右再向下移動到固定位置,用一字螺絲刀把兩個固定螺絲完全擰開,用安裝桿取出離子源。  
②清洗離子源。把離子源放在潔凈的紙上,取下安裝桿,分開排斥極套裝和離子源盒。用研磨砂紙反復擦拭離子源盒的內(nèi)部和兩側(cè)圓孔,擦拭排斥極的平面、側(cè)邊的圓周面,用洗耳球清除表面沙塵后,在丙酮溶液中超聲清洗30min,然后在400℃的馬弗爐中老化一小時。組裝排斥極套裝,將排斥極安裝在離子源盒上,把離子源安裝桿擰緊到離子源盒上。   
③安裝離子源。把固定好的離子源安裝回儀器腔體中,先把離子源兩個固定螺絲擰緊,再擰松一圈,用鑷子按先向上再向左的順序把離子源卡具撥回,擰緊兩個固定螺母,卸下離子源安裝桿。用鑷子把導線裝回排斥極,確認排斥極導線接觸好,排斥極導線與其他導線不能相互接觸,確認離子源卡具在初始位置,擰緊固定離子源的螺絲。關閉艙門,儀器正常啟動后,在工作站中,重置消耗品對話框,離子源使用時間清零。 

 

4) 更換燈絲   
停止真空后,擰松真空艙旋鈕,拉開艙門,用鑷子小心地拔掉要更換燈絲的兩根導線,將導線撥到左邊,用一字螺絲刀擰松螺母,用鑷子取下螺母,然后用鑷子取下燈絲,更換新燈絲,用鑷子裝上新燈絲并固定好,用鑷子裝上燈絲的固定螺母并擰緊。將兩根燈絲導線連接在燈絲上,并用鑷子把兩根導線往燈絲方向推,使緊密接觸,無短路。關閉艙門,旋緊真空艙旋鈕。儀器正常使用后,將燈絲之前的使用時間清零。   
影響燈絲使用壽命的因素有以下幾點:   
①真空度是否良好。一般情況下真空啟動半小時后才能打開燈絲,在真空度不好時打開燈絲,會加快燈絲消耗!  
②真空是否存在漏氣,真空漏氣會加快燈絲的氧化和消耗!  
③樣品濃度會影響燈絲的壽命,長期分析高濃度樣品會加快燈絲消耗。   
④燈絲與離子源應安裝在正確位置,如位置有偏差,會導致燈絲變形而縮短壽命。   
⑤溶劑切除時間設置不合適,在出溶劑時打開燈絲,會加快燈絲消耗。   
⑥清洗離子源時離子源上下兩個電子導入孔清洗不干凈,會導致電子導入效率降低,從而加快燈絲消耗。 


  結(jié)束語   

本文詳細闡述了液質(zhì)聯(lián)用、氣質(zhì)聯(lián)用幾個關鍵部件在使用的過程中可能會出現(xiàn)的問題,并說明了解決問題的辦法。為了保證儀器的正常運行,要根據(jù)各部件的維護周期定期檢查,嚴格按照操作規(guī)程更換配件和保養(yǎng)儀器。 

編輯:songjiajie2010

 
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