液質原理、分類、特點

LC-MS原理概述

液質聯用以液相色譜作為分離系統，質譜為檢測系統。樣品在質譜部分和流動相分離，被離子化后， 經質譜的質量分析器將離子碎片按荷質比分開，經檢測器得到質譜圖。

體現了色譜和質譜優勢的互補，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量與結構信息的優點結合起來，在藥物分析、食品分析和環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：

一種是從質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)和基質輔助激光解吸電離源(MALDI)等。

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

主要分析特點：

LC-MS除了可以分析氣質聯用所不能分析的強極性、難揮發、熱不穩定性的化合物之外，還具有以下幾個方面的優點：

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；

定性分析結果可靠，可以同時給出每一個組分的分子量和豐富的結構信息；

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：

質譜儀的開機首先開氣，再開機械泵，再打開質譜儀的電源，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譜儀。

二、樣品測試過程：

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

2、流動相不能用難揮發的酸或鹽，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。與質譜聯用時建議使用的是甲酸、乙酸、甲酸銨、乙酸銨和氨水等。

3、根據選用的離子源調整液相方法，ESI源一般用0.3~0.6mL/min,常規HPLC分析柱的規格是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整進入質譜的流量。同時要根據進入質譜的流量和樣品性質調整霧化氣溫度和霧化氣的流量。

4、樣品測試結束后，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。

液質日常定期維護

1、使用的穩壓電源UPS，保證儀器電源電壓穩定持續(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、流動相要現用現配，最好不要過夜，一定要新鮮。

9、定期更換電子倍增器。

氣質聯用維護

1.氣相色譜部分日常維護 

（1）載氣和流路系統 　氣相色譜質譜聯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，噪聲變大時是流路系統維護與檢查的時期，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，調節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，不要使難于揮發的成分進入柱內，避免污染色譜柱。 　　
如果有鬼峰出現，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殘留的難揮發的成分，可切掉連接進樣口一側的色譜柱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，使色譜柱管內與外部空氣隔離，避免空氣破壞色譜柱內部涂層。 　　
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. 質譜日常維護 
（1）質譜真空檢漏、調諧 　　 
質譜儀的調諧是為了得到好的質譜數據，在進行樣品測試前要進行質譜真空檢漏、調諧。在開關機、換燈絲之后要做調諧，如儀器一直處于開機狀態，1-2周要做一次調諧。調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。可加大分流比，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，雜質中可能含有部分氮氣，在峰檢測時氮氣峰會略高。 　　
當發現系統漏氣時，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質量數的峰高，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。 　　
調諧完成后要評價調諧報告：　 
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;　　 
③檢查檢測器電壓是否超過1.5kV，與前一次調諧數據對比，相差0.2-0.3kV是可以的，如相差太大需重新調諧;　　 
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，表明此次調諧數據是可用的。 

（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部和兩側圓孔，擦拭排斥極的平面、側邊的圓周面，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。 

  結束語 　　

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