超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪维护与故障处理

蒋 利

（湖南化工研究院有限公司，长沙 410014）

随着时代不断的发展，检测要求越来越高，质谱分析已经是农药或环境污染物分析的一种常见应用。而液相色谱仪-质谱联用仪结合了液相色谱仪高效分离不同性质化合物的能力与质谱仪的组分鉴定能力，是分离分析有机物组分的重要手段[1]。为了保持液相色谱-质谱联用仪高准确性、高灵敏度、低检测限，做好仪器的日常维护管理和故障分析是至关重要的[2，3]。本文以安捷伦1290超高效液相色谱仪-6470三重四级杆质谱联用仪为例，从仪器结构特点出发，对日常维护保养和故障处理等方面进行了阐述。

整套仪器包括超高效液相色谱和三重四级杆质谱联用仪，以及与其配套的计算机和打印机。计算机、液相色谱和质谱之间通过网络协议通讯，并通过一个网络交换机连接在一起。

1 超高效液相色谱仪日常维护及故障处理

超高效液相色谱仪是由自动进样器、二元泵、柱温箱、检测器组成。

1.1 自动进样器

自动进样器维护主要涉及到针和针座、进样支架、蠕动泵、转子密封垫。当针座处有液体流出且流路切换（旁流路切换到主流路）有明显的压力差时，需要更换针和针座，针座漏液会造成保留时间和峰面积的漂移。更换针和针座时需打开Lab Advisor软件，连接仪器并点击自动进样器模块，选择更换针的功能，按照软件推荐的步骤进行即可。每半年或在进样时发现针的位置有偏差，应该做一次样品传动组件自校准。样品传动组件自校准可以对针架进行定位时出现的较大偏差进行校正。

进样支架的马达会因为支架丝杆上灰尘过多出现卡顿和马达过热的情况,因此每半年应该做一次进样支架的深度除尘。可在针提起的情况下按下自动进样器电源键，用脱脂棉沾无水酒精将丝杆擦拭干净,擦拭过程中可以用手转动丝杆改变进样抓臂位置，每个地方尽量擦拭到。

当洗针液出现泵不动的情况时，有可能是管道内空气太多，可先用注射器抽取洗针液，如故障还是持续，则是蠕动泵的软管老化造成的，可更换软管或整个蠕动泵。六通阀的缝隙处出现漏液或其4号口的管道有液体的情况，可以拆卸下六通阀的转子密封垫和定子，检查其是否出现了磨损,如果转子密封垫出现了磨损则对转子密封垫进行更换,其他部件放在50%异丙醇水溶液中超声清洗10分钟。在拧上六通阀的金属接头时，应先将管道插到底再用手拧紧随后使用扳手拧紧，这样可避免出现死体积和金属接头出现滑丝。

1.2 二元泵

安捷伦1290二元泵在一个模块上有两个相同的泵，其通过高压混合后实现二元梯度,而泵驱动包含柱塞杆、泵头、入口阀、出口阀、溶剂热交换器和出口过滤器。当压力出现波动且没有发现漏液的情况，可以拆卸下入口阀进行超声清洗。当入口单向阀出现粘连时也可卸下二级泵头的出口毛细管和入口阀的连接管，再使用带有接头的注射器连到管子上，往入口阀内注射异丙醇，随后再重新连接管道冲洗系统冲出空气。二元泵的蠕动泵维护与进样器的蠕动泵维护是一样的流程。当流动相超声清洗后流动相管道持续出现气泡时需要更换流动相过滤头。

柱塞杆和柱塞杆密封圈的更换不推荐用户自己更换，安捷伦 1290二元泵的拆装不能使用常规工具需使用扭矩扳手和校准工具、并有严格的扭矩设置。扭矩设置错误会导致泵头损坏，另外拆解泵头也会其使用寿命大幅缩短。

1.3 二极管阵列检测器

笔者单位使用的是二极管阵列检测器。当氘灯能量不足或已经无法点亮氘灯的时候需要更换氘灯。更换氘灯的流程为：拆下灯罩并将固定氘灯的螺丝拧下,断开氘灯的连接线拆下氘灯，装上新氘灯复原即可。氘灯安装完成后，在氘灯预热之后重新再进行波长校准。打开Lab Advisor软件，在其中找到波长校准，波长校准应在灯打开1小时后进行。流动相为纯水，流速为0.5 mL/min。在换氘灯时需要注意一下三点：（1）装灯时需要注意安装方向；（2）不可用手直接触摸氘灯或让新的氘灯粘上灰尘，以防降低光的输出；（3）固定氘灯的螺丝不可拧太紧，以免滑丝。

当基线噪音大、波长校准不通过、流通池测试失败时，可以清洗流通池。清洗流通池时取下色谱柱连接两通，六通阀调整至废液，用0.5 mL/min流速的异丙醇冲洗系统一段时间。断开流通池入口和出口处的管路，将流通池支架拉出，取下流通池，用安捷伦专用棉签粘上异丙醇小心地清洁流通池的光入口和光出口，必须检查在入口和出口处没有棉花残留。然后用纯水冲洗流通池再进行流通池测试。

1.4 柱温箱

在相同条件下，色谱柱压力较正常时有升高，一般为色谱柱堵塞，可用色谱柱厂家推荐的试剂冲洗色谱柱。若冲洗无效或效果不明显,，可以适当反冲色谱柱（反冲色谱柱会减少色谱柱使用寿命），色谱柱出口处不可连接到系统，需拿烧杯收集废液，以免污染检测器。柱温箱出现漏液报警时，取下柱温箱前盖，检查毛细管和色谱柱连接处是否有泄漏，如有重新拧紧接头，用纸巾或棉签擦干泄漏传感器。

2 三重四级杆质谱联用仪日常维护及故障处理

三重四级杆质谱联用仪主要结构包括离子源、毛细管、离子光学组件、四级杆1、碰撞池、四级杆2、检测器和真空系统。真空系统由1个前级泵和2个分子涡轮泵组成。

每个四极杆质量分析器都有离子全通过（TTI）、扫描（SCAN）和选择离子监测（SIM）这3种方式。三重四级杆质谱仪是通过四级杆1、碰撞池、四级杆2串联的，故通过组合可以有多种工作方式。三重四极杆主要有如下几种操作方式：全扫描（Scan）、选择离子监测（SIM）、子离子扫描（Product Ion Scan）、母离子扫描 (Precursor Ion Scan)、中性丢失扫描 (Netural Lost Scan)、中性获得扫描（Netural Gain Scan）、多重反应监测 (MRM)。其中多重反应监测（MRM）方式是三级四极杆仪器最主要的使用方式，可以极大提高检测灵敏度和定量准确性，是三重四极杆质谱仪最主要的使用方式。

2.1 离子源

离子源主要分为大气压电喷雾离子源（ESI 源）、大气压化学电离离子源（APCI 源）和带有安捷伦喷射流技术的 ESI 源，其中ESI 源是使用最为广泛的。这3种离子源的维护是大体相同的。

雾化器每天都需要冲洗，将流速调整为2 mL/min分钟，90%的乙腈水流动相冲洗雾化器3分钟[4]。如有盐残留可使用50%的乙腈水流动相冲洗。如雾化针喷出的液体不是均匀散开或外表面脏时，可取下放入50%异丙醇水溶液超声清洗10分钟。超声清洗时需要取下O型密封圈，雾化器顶部需要套一个移液枪枪头，保护喷雾针。注意要使用专业工具调整喷雾针，使其露出喷雾器的顶端0.003 英寸。

可以使用50%异丙醇水溶液清洗雾化室，并拆下喷雾挡盖，毛细管帽及固定喷雾挡盖的支撑环进行超声清洗，如比较脏时可以用4000目砂纸进行打磨。

当调谐时无调谐液流出时，或当采集期间发现质谱仪六通阀处存在高压时可以拆下六通阀转子密封垫和定子放入50%异丙醇水中超声清洗10分钟或者直接更换转子密封垫。当六通阀处漏液时，更换转子密封垫即可。

2.2 毛细管

毛细管主要有导电毛细管和绝缘透明毛细管。两者都可以进行超声清洗。 称取1克随机附带的清洁粉末置于 100 mL 量筒中，用高纯水溶解。可以剪取一次性滴管头2个放置在毛细管两端，以免毛细管破碎。在取出和装入毛细管时应水平取出或放置，不可旋转毛细管，避免破坏涂层。绝缘透明毛细管可以使用异丙醇润洗毛细管内表面。然后使用直径为0.035mm的钨合金钢丝(可向仪器生产厂家索取)，把两端重叠在一起，小心穿过毛细管。用一小团异丙醇润湿的脱脂棉穿过钢丝圈。然后拉出钢丝，可以重复清洗几次毛细管直至拉出的脱脂棉干净为止。以上过程应控制脱脂棉的大小，宜小不宜大，如果脱脂棉拉断在毛细管内将有可能导致毛细管报废。导电毛细管因为管内有涂层不可使用上述方法。

2.3 离子光学组件

系统出现调谐困难或系统灵敏度较差时，且排除液相和离子源以及毛细管的原因后，可以尝试清洗离子光学组件。首先应放空关机取下离子源和毛细管部分，打开真空腔，拔下所有的离子光学电缆，并记住其电缆的位置。把离子光学组件取出。卸下O 形环、4个锥孔体和2个透镜下、逆电流器绝缘体、八级杆组件、锥孔体逆电流器。八级杆不可用棉签擦拭，以免脱焊，可将八级杆组件放入异丙醇、甲醇溶液中各超声清洗10分钟。八级杆组件因为有电缆不能拆下，为了保护电缆绝缘层不可用丙酮超声清洗。锥孔体和透镜分别用异丙醇、丙酮、甲醇超声清洗5分钟，用无尘布蘸取甲醇全面擦拭锥孔体逆电流器去除油膜。取出部件，所有部件风干后重新装上组件时应确保所有线缆正确连接。

2.4 检测器

当仪器灵敏度差，自动调谐时检测器增益设置为其最大值时需要清洗高能量打拿极或更换电子倍增器角管（一般EMV值加到3000）。因为异丙醇会损坏电子倍增器角管和电阻器，所以清洗高能量打拿极时需要卸下电子倍增器角管和电阻器。将不含角管和电阻器的电子倍增器浸泡在装有异丙醇的烧杯中，轻轻晃动烧杯1分钟，更换溶剂为甲醇再晃动一分钟即可，电子倍增器需干燥后再进行安装。当电阻器拆卸不下时，可用异丙醇和甲醇对打拿极进行淋洗，淋洗过程中注意避开电阻器。

2.5 机械泵

当机械泵泵油明显变色或油面下降到最低限制线时，需要进行泵油的更换，油面控制在刻度线的三分之二处为宜[5]。添加或更换泵油时需要注意泵油的型号，不同型号的泵油混加有可能影响机械泵的性能或损坏机械泵。

3 仪器维护前后效果对比

对离子源、毛细管及八级秆按照2.1、2.2和2.3步骤依次清洗及维护，维护前和维护后进行质谱自动调谐（调谐液离子峰主要有6个分别为118、322、622、922、1522、2122）。比对结果发现：维护后杂质离子峰减少，对应的响应值明显降低，并且各主离子峰的响应变高非常明显，显著提高了分析检测的灵敏度。具体见图1、图2和表1。

表1 质谱维护前后主离子响应值对比

图1 质谱维护前全扫描棒状图

图2 质谱维护后全扫描棒状图