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近年來,氣相色譜一質譜聯用技術得到較快發展,已廣泛應用于各領域,成為分析復雜混合物為有效的手段之一。
在使用儀器的過程中,經常會出現各種各樣的故障,影響分析測試工作的正常進行,因此,如何迅速、準確地判斷故障原因,及時地予以排除,是儀器操作人員經常面臨和急需解決的問題。
以下對氣相色譜-質譜聯用儀常見的故障現象、產生故障的可能原因及故障排除方法進行了總結和歸納,供儀器操作人員參考。
? 與質譜儀調諧相關的故障現象、產生故障的可能原因及排除方法
1、調諧參數改變時, 調諧峰強度的變化滯后
a. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
b. 預四級桿被污染,排除方法是對預四級桿依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
c. 離子源部件未安裝到位,電路未接通,排除方法是將離子源拆下,重新安裝。
2、調諧質譜儀時,需要過高的離子能量和推斥電壓
a. 高離子能量過高是由于離子源被污染,推斥電壓過高是預四級桿、四級桿被污染,排除方法是對離子源、預四級桿、四級桿依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min及保養維護;
b. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀。
3、調諧參數改變時,儀器響應不明顯
離子源短路或電路未接通,排除方法是取出離子源, 用萬用表測量各部件間的電路連接是否正常。
4、調諧峰的形狀不好,有肩峰
a. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀;
b. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
c. 分析器有缺陷或損壞,排除方法是檢查分析器外觀是否有缺陷或損壞。
5、調諧時,無參考峰出現
a. 參考標樣全氟只丁氨瓶中無參考標樣,排除方法是添加參考標樣全氟硯丁氨于質譜儀內置的參考樣瓶中;
b. 參考標樣的管路被堵塞,排除方法是拆下管路,用丙酮超聲清洗;
c. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度,若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z58的強度變化, 進一步查明泄漏的確切位置。
6、出現不規則、粗糙的調諧峰
a. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
b. 燈絲老化,排除方法是更換燈絲;
c. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀。
7、m/z 18、28、32峰大于10%氦氣峰m/z 4
a. 空氣泄漏,排除方法是檢漏,檢查柱子的連接情況;
b. 氦氣即將用盡,氣瓶內雜質富集,排除方法是更換載氣瓶并安裝脫氣裝置;
c. 新近清洗的離子源未烘干,排除方法是設置250℃的離子源溫度烘烤離子源;
d. 柱子被污染,排除方法是老化柱子。
8、燈絲狀態良好時,無離子產生
a. 離子源需要重新校準,排除方法是利用校準工具重新校準離子源;
b. 空氣泄漏嚴重,排除方法是檢漏并緊固各連接處。
9、調諧質譜儀時, 高質量峰m/z 502、614不顯示
預四級桿短路,排除方法是將預四級桿拆下, 用氦氣或氮氣吹干。
? 與校準和靈敏度相關的故障現象、產生故障的可能原因及排除方法
1、質譜儀的質量標尺無法校準
a. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀;
b. 離子源溫度過高或過低,排除方法是將離子源溫度設在180-220℃;
c. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度, 若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z 58的強度變化, 進一步查明泄漏的確切位置;
d. 發射電子的能量不合適,排除方法是將發射電子的能量設定為70eV。
2、靈敏度低
a. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀;
b. 質譜儀的質量標尺校準不,排除方法是重新校準質譜儀的質量標尺;
c. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
d. 離子源溫度過高或過低,導致樣品分解或吸附在離子源內,排除方法是調節離子源溫度;
e. 柱子伸人離子源內的深度不合適,排除方法是調整柱子進人離子源的深度;
f. 分流進樣器和閥有故障,排除方法是檢查進樣器和閥;
g. 柱效降低,排除方法是更換柱子;
h. 進樣器被污染,排除方法是對襯管依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min或更換襯管
i. 檢測器電壓太低,排除方法是檢測器電壓應為350-450V
j. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度,若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z 58的強度變化,進一步查明泄漏的確切位置。
3、質量色潛圖中無噪音(呈一條平直的線)
檢測器電壓太低,排除方法是提高檢測器電壓。
4、噪音過多
a. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
b. 供電系統產生雜峰,排除方法是安裝電源凈化裝置。
? 與色譜圖和質譜圖相關的故障現象、產生故障的原因及排除方法
1、出現平失峰
a. 柱子中的樣品過載,排除方法是分流進樣或稀釋樣品;
b. 檢測器過載,排除方法是降低檢測器電壓。
2、保留時間不穩定
a. 毛細管柱的固定相發生降解,排除方法是切去毛細管柱端0.5m或更換柱子;
b. 進樣器漏氣,排除方法是改善進樣器密封狀況;
c. 載氣管路泄漏,排除方法是檢漏并緊固。
3、高沸點化合物靈敏度低、峰形差
a. 離子源溫度太低、導致樣品被吸附,排除方法是提高離子源溫度;
b. 氣相色譜接口的溫度太低,排除方法是提高氣相色潛接口的溫度, 使之與升溫程序的終溫一致;
c. 氣相色譜升溫程序的終溫太低,排除方法是提高氣相色譜升溫程序的終溫。
4、峰拖尾
a. 進樣器的溫度太低,排除方法是提高進樣器的溫度;
b. 氣相色譜接口的溫度太低,排除方法是提高氣相色譜接口的溫度;
c. 載氣流速太小,排除方法是提高載氣流速;
d. 襯管、柱子被污染,排除方法是對襯管依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min,老化柱子。
5、出現歪斜峰或變型峰產生故障的可能原因及排除方法
a. 掃描速度太低,致使每個色譜峰的掃描次數不夠,排除方法是提高掃描速度,盡可能使每個色譜峰的掃描次數大于6次;
b. 色譜峰太窄,排除方法是改變色譜條件;
c. 質普儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀;
6、同位素比例不正確
a. 質譜儀的質址標尺校準不,排除方法是重新校準質譜儀的質量標尺;
b. 質譜儀調諧后的各質量峰比例不正確,排除方法是重新調諧質譜儀;
c. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度, 若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z 58的強度變化,進一步查明泄漏的確切位置。
7、分廣離廣峰太弱
a. 離于源的溫度、電流過高(超過裂解溫度和電離電流),排除方法是調整離子源溫度、電流;
b. 化學電離氣壓過高或過低(對于化學電離源),排除方法是調整化學電離氣壓。
8、質譜圖中同位素峰丟失
a. 質譜儀的質量標尺校準不,排除方法是重新校準質譜儀的質量標尺;
b. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀;
c. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
d. 檢側器電壓太低,排除方法是提高檢側器電壓;
e. 檢側器故障,排除方法是檢查檢側器的靈敏度。
9、質譜的重現性不好
a. 離子源被污染,排除方法是對離子源依次用甲醇、丙酮超聲清洗各15min;
b. 離子源加熱器不穩定,排除方法是更換離子源加熱器;
c. 燈絲損壞,排除方法是更換燈絲;
d. 質譜儀調諧未達到理想狀態,排除方法是重新調諧質譜儀;
e. 質譜儀的質量標尺校準不,排除方法是重新校準質譜儀的質量標尺;
f. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度,若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z 58的強度變化,進一步查明泄漏的確切位置。
10、總離子流色譜圖中出現大的干擾峰
a. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度, 若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z 58的強度變化,進一步查明泄漏的確切位置;
b. 載氣質量有問題,排除方法是更換載氣;
c. 樣品被污染,排除方法是改進樣品前處理方法。
11、總離子流色譜圖逐漸升高
a. 柱子的固定相流失(特征峰為m/z 207、281),排除方法是老化或更換柱子;
b. 空氣泄漏,排除方法是檢查空氣峰m/z 28的高度,若大于10%氦氣峰m/z 4的高度,表明有空氣泄漏,用注射器將丙酮滴在各接口處,通過觀察丙酮的分子離子峰m/z 58的強度變化,進一步查明泄漏的確切位置。
12、故障現象:總離子流色譜圖緩慢下降
a. 吹掃閥被關閉,排除方法是打開吹掃閥;
b. 吹掃流速太低,排除方法是提高吹掃流速。
13、色譜峰過寬
a. 進樣器的溫度太低,排除方法是提高進樣器的溫度;
b. 柱子中的樣品過載,排除方法是分流進樣;
c. 氣相色譜升溫太慢,排除方法是改變氣相色譜的升溫程序。
驗收步驟及注意事項
工程師在安裝完儀器之后,都要對儀器進行檢測調試,會出具一份完整的調試檢測報告。主要關注的包括以下幾方面:
1、調諧通過
出具一份通過的調諧報告。注意空氣本底強度、標準品峰強度大小,空氣本底強度反映真空度的好壞,強度應越低越好,調諧用標準品峰強度反映儀器的靈敏度,應有足夠的強度。在后面的使用過程中注意觀察空氣本底強度及標準峰強度的變化,應相對穩定。
2、儀器靈敏度測試達到要求
裝機后一般采用標準品進行 S/ N測試,出具測試報告。測試結果應達到其所宣稱的參數值。靈敏度是各種儀器必須接受考察的必檢項目,反應了儀器的整體性能,分絕對靈敏度和相對靈敏度,一般儀器廠商在所給的儀器性能參數上也會全部給出。
所謂絕對靈敏度指記錄儀上得到的可控制的質譜信號所需的樣品量(g);相對靈敏度指可檢測到的微量物質的最小濃度(ppm)。靈敏度又與離子化效率、質量傳輸效率、掃描方法、掃描速度、檢測器增益、進樣方式等多種因素有關,所以在儀器的驗收時,必須把好關(很多廠家在其宣傳資料上給出的靈敏度值相當高,大都是在驗收時打儀器其它指標的擦邊球,通過其它指標的調節來顯示視覺上的高靈敏度)。
在驗收儀器時,一般采用八氟萘檢測其絕對靈敏度。1pg八氟萘 m/ z272S/ N>180( RMS) ,在此表示的是均方根信噪比,而在儀器驗收過程中,廠家所設定的一般是信號值與極短的時間段(在某一極短時間段內儀器的基線甚至能出現直線),這樣就在視覺上提高了儀器的靈敏度。如果我們采用峰/峰信噪比,采用極為直觀的方式進行檢測,所得值將遠低于儀器所給定的靈敏度(當然不可否認在數學上均方根表示比平均高度比值的確要高)。至于掃描方式,選擇離子掃描(SIM)比全離子掃描(SCAN)靈敏度要高許多。
3、真空系統漏氣問題
漏氣問題是經常遇到的問題,好的真空是進行MS分析的前提,因此對儀器的真空狀況應引起足夠的重視。一般在調諧時可進行真空檢漏,如果通過,則提示真空不漏。
4、質量范圍,質量軸的穩定性
一般在一定條件下,一定時間內質量標尺發生漂移的幅度,一般多以8h或12h內某一質量的測定值的變化,一般控制在±0. 1u/12h,這樣可以減少儀器校準的頻率,增加儀器的穩定性。該儀器的質量范圍:1-11200au。
5、分辨率
分辨率體現的是分辨相鄰兩個質量的能力,是儀器對不同質量離子的分離和相同離子的聚焦能力。在此值得一提的是,由于靈敏度與分辨率幾乎成反比關系,所以確定儀器靈敏度前必須先確定儀器的分辨率,否則也會產生視覺上的高靈敏度。
6、掃描速度
掃描速度有質量分析器的類型和結構參數決定,當然還與計算機的接口有關。該儀器的掃描速率:60s/ scan。
7、缺少的消耗品
各種規格的石墨墊(對于0. 25的柱子, 進樣口和檢測器兩端的石墨墊是否一樣)、分流不分流襯管、毛細管割刀、氣體檢漏液、機械泵油、離子源清洗套裝、毛細管密封卡套、銅管和塑料管切割刀。5ml和25ml的樣品吹掃管(兩套)、相應的進樣密封注射器各兩支、捕集管。