液質(zhì)原理、分類、特點(diǎn)

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(cè)系統(tǒng)。樣品在質(zhì)譜部分和流動(dòng)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(kāi)，經(jīng)檢測(cè)器得到質(zhì)譜圖。

體現(xiàn)了色譜和質(zhì)譜優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)，將色譜對(duì)復(fù)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(duì)分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，在藥物分析、食品分析和環(huán)境分析等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(lái)劃分，包括電噴霧離子源(ESI)，大氣壓化學(xué)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(lái)劃分，包括四極桿、離子阱、飛行時(shí)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(yīng)用最廣泛的幾種液質(zhì)聯(lián)用儀。

主要分析特點(diǎn)：

LC-MS除了可以分析氣質(zhì)聯(lián)用所不能分析的強(qiáng)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(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

分析范圍廣，MS幾乎可以檢測(cè)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(qiáng)，即使被分析混合物在色譜上沒(méi)有完全分離開(kāi)，但通過(guò)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(lái)進(jìn)行定性定量；

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

檢測(cè)限低，MS具備高靈敏度，通過(guò)選擇離子(SIM)檢測(cè)方式，其檢測(cè)能力還可以提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上；

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

自動(dòng)化程度高，LC-MS具有高度的自動(dòng)化。

使用

一、開(kāi)機(jī)：

質(zhì)譜儀的開(kāi)機(jī)首先開(kāi)氣，再開(kāi)機(jī)械泵，再打開(kāi)質(zhì)譜儀的電源，等真空度達(dá)到后再開(kāi)啟分子渦輪泵，等真空度達(dá)到后才可以進(jìn)行調(diào)諧校正，一般至少需要抽12個(gè)小時(shí)才能達(dá)到。每次開(kāi)機(jī)后都需要校正后才能使用質(zhì)譜儀。

二、樣品測(cè)試過(guò)程：

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

2、流動(dòng)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(huì)抑制離子電離，也不建議使用；表面活性劑在質(zhì)譜中響應(yīng)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(lái)改善分離和色譜峰形的離子對(duì)試劑也應(yīng)慎用。與質(zhì)譜聯(lián)用時(shí)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(lái)調(diào)整進(jìn)入質(zhì)譜的流量。同時(shí)要根據(jù)進(jìn)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(cè)試結(jié)束后，需要清洗進(jìn)樣管路，清洗后停泵，待離子源溫度降低后再選擇待機(jī)狀態(tài)。

液質(zhì)日常定期維護(hù)

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(shí)對(duì)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(kāi)震氣閥震氣(對(duì)于ESI源，至少每星期做一次;對(duì)于APCI源，每天做一次)，保證毛細(xì)管潔凈。

3、流動(dòng)相流速不要過(guò)高，ESI離子源不要超過(guò)0.5ml/min，APCI不要超過(guò)1.0ml/min。

4、機(jī)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(lái)很臟，需要提前更換。更換泵油的時(shí)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(shí)驗(yàn)室的質(zhì)譜儀都會(huì)在長(zhǎng)假的時(shí)候進(jìn)行大的維護(hù)。

5、控制好樣品運(yùn)行的環(huán)境，包括溫度和濕度。

6、實(shí)驗(yàn)完畢后要清洗進(jìn)樣針、進(jìn)樣閥等，用過(guò)含酸的流動(dòng)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(guān)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(dòng)相要現(xiàn)用現(xiàn)配，最好不要過(guò)夜，一定要新鮮。

9、定期更換電子倍增器。

氣質(zhì)聯(lián)用維護(hù)

1.氣相色譜部分日常維護(hù) 

（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(cè)試過(guò)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(guò)濾器和捕集阱是否堵塞，堵塞會(huì)引起壓力波動(dòng)或升高。更換分子篩過(guò)濾器和捕集阱的周期是一年。當(dāng)基線不穩(wěn)，噪聲變大時(shí)是流路系統(tǒng)維護(hù)與檢查的時(shí)期，要及時(shí)檢查與維護(hù)。 　　
管路的氣密性也同樣重要。在停止真空、關(guān)閉工作站和主機(jī)電源后，打開(kāi)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(kāi)減壓閥，此時(shí)記錄總壓表以及分壓表的刻度值。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，觀察壓力有無(wú)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(xì)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(shí)要除去載氣中的氧，要注意在更換氣瓶時(shí)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(jìn)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(zhǎng)度，并視基線和柱流失情況，適時(shí)老化色譜柱。老化色譜柱時(shí)事先設(shè)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(shí)。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(jìn)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(shí)，應(yīng)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(dāng)色譜柱的分離效率降低時(shí)，會(huì)影響到分離度，視情況更換新的色譜柱。 

2. 質(zhì)譜日常維護(hù) 
（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(jìn)行樣品測(cè)試前要進(jìn)行質(zhì)譜真空檢漏、調(diào)諧。在開(kāi)關(guān)機(jī)、換燈絲之后要做調(diào)諧，如儀器一直處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)，1-2周要做一次調(diào)諧。調(diào)諧完之后要重新做標(biāo)準(zhǔn)曲線。 　　
檢查水峰、氮峰，如果氮?dú)鈓/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?dú)廨^高的原因有以下幾種：　　 
①如果剛更換了鋼瓶或載氣管路過(guò)濾器，可能由于載氣管路中混入空氣，會(huì)在剛開(kāi)機(jī)時(shí)造成氮?dú)夥遢^高。可加大分流比，吹掃10分鐘后再進(jìn)行漏氣檢查。　　
②如果載氣管路中安裝了氦氣過(guò)濾器，使用一段時(shí)間后，由于過(guò)濾器飽和而釋放氮?dú)猓瑫?huì)造成在漏氣檢查時(shí)氮?dú)夥遢^高，這時(shí)需要更換新的氦氣過(guò)濾器。　　 
③如果氦氣純度不夠，雜質(zhì)中可能含有部分氮?dú)猓�在峰檢測(cè)時(shí)氮?dú)夥鍟?huì)略高。 　　
當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏氣時(shí)，必須找到漏氣點(diǎn)。可以用進(jìn)樣針吸取少量石油醚，依次注射于進(jìn)樣口上部螺母、色譜柱兩端接頭和離子源前門(mén)處，并觀察43質(zhì)量數(shù)的峰高，如峰高明顯增大，說(shuō)明該部位有漏氣。找到漏氣點(diǎn)后，將其擰緊或重新連接好。 　　
調(diào)諧完成后要評(píng)價(jià)調(diào)諧報(bào)告：　 
①檢查峰的形狀是否有明顯的分叉、是否對(duì)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(cè)器電壓是否超過(guò)1.5kV，與前一次調(diào)諧數(shù)據(jù)對(duì)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(qiáng)峰是m/z 69，其峰強(qiáng)度是否最少是m/z 28峰強(qiáng)度的2倍;　　 
⑤m/z 502的相對(duì)強(qiáng)度比率是否大于2%。以上幾點(diǎn)都符合，表明此次調(diào)諧數(shù)據(jù)是可用的。 

（2） 機(jī)械泵更換泵油 　　 
機(jī)械泵更換泵油的周期是3000小時(shí)。在停止真空、關(guān)閉工作站和主機(jī)電源后更換泵油。將機(jī)械泵放到高于地面的位置，將廢液瓶對(duì)準(zhǔn)位于機(jī)械泵下端的排油口，打開(kāi)位于機(jī)械泵上端的注油口，擰開(kāi)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(jī)械泵放在原來(lái)位置。等儀器正常啟動(dòng)后，選擇重置消耗品對(duì)話框，將泵油使用時(shí)間清零。 

（3） 清洗離子源 離子源污染會(huì)造成重現(xiàn)性不良，應(yīng)及時(shí)清洗離子源。進(jìn)行離子源操作時(shí)需要戴清潔的手套。清洗離子源分為以下三個(gè)步驟： 　
①取出離子源。停止真空后，擰松真空艙旋鈕，拉開(kāi)艙門(mén)，用鑷子拔下排斥極擋片，把導(dǎo)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(gè)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(dòng)到固定位置，用一字螺絲刀把兩個(gè)固定螺絲完全擰開(kāi)，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(kāi)排斥極套裝和離子源盒。用研磨砂紙反復(fù)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(shí)。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(gè)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(gè)固定螺母，卸下離子源安裝桿。用鑷子把導(dǎo)線裝回排斥極，確認(rèn)排斥極導(dǎo)線接觸好，排斥極導(dǎo)線與其他導(dǎo)線不能相互接觸，確認(rèn)離子源卡具在初始位置，擰緊固定離子源的螺絲。關(guān)閉艙門(mén)，儀器正常啟動(dòng)后，在工作站中，重置消耗品對(duì)話框，離子源使用時(shí)間清零。 

（4） 更換燈絲　　 
停止真空后，擰松真空艙旋鈕，拉開(kāi)艙門(mén)，用鑷子小心地拔掉要更換燈絲的兩根導(dǎo)線，將導(dǎo)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(dǎo)線連接在燈絲上，并用鑷子把兩根導(dǎo)線往燈絲方向推，使緊密接觸，無(wú)短路。關(guān)閉艙門(mén)，旋緊真空艙旋鈕。儀器正常使用后，將燈絲之前的使用時(shí)間清零。 　　
影響燈絲使用壽命的因素有以下幾點(diǎn)：　　 
①真空度是否良好。一般情況下真空啟動(dòng)半小時(shí)后才能打開(kāi)燈絲，在真空度不好時(shí)打開(kāi)燈絲，會(huì)加快燈絲消耗。　　 
②真空是否存在漏氣，真空漏氣會(huì)加快燈絲的氧化和消耗。　　 
③樣品濃度會(huì)影響燈絲的壽命，長(zhǎng)期分析高濃度樣品會(huì)加快燈絲消耗。　　 
④燈絲與離子源應(yīng)安裝在正確位置，如位置有偏差，會(huì)導(dǎo)致燈絲變形而縮短壽命。　　 
⑤溶劑切除時(shí)間設(shè)置不合適，在出溶劑時(shí)打開(kāi)燈絲，會(huì)加快燈絲消耗。　　 
⑥清洗離子源時(shí)離子源上下兩個(gè)電子導(dǎo)入孔清洗不干凈，會(huì)導(dǎo)致電子導(dǎo)入效率降低，從而加快燈絲消耗。 

  結(jié)束語(yǔ) 　　

本文詳細(xì)闡述了液質(zhì)聯(lián)用、氣質(zhì)聯(lián)用幾個(gè)關(guān)鍵部件在使用的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，并說(shuō)明了解決問(wèn)題的辦法。為了保證儀器的正常運(yùn)行，要根據(jù)各部件的維護(hù)周期定期檢查，嚴(yán)格按照操作規(guī)程更換配件和保養(yǎng)儀器。