三重四级杆液质联用仪校准中常见问题分析及处理

苏佳丽

（长治市综合检验检测中心，山西 长治 046000）

引言

液质联用仪主要用于分析难度大且干扰多的样品，并且能够多级裂解准分子离子，提供有效的化合物相对分子量和所需要的碎片信息。它的特点主要是分析范围广泛，可分析热不稳定化合物；分析能力强，没有分开的化合物也能定性定量；灵敏度高，可进行痕量分析；分析时间快，每个样品约缩短几十分钟；分析结果可靠，可测每个组分分子量和结构信息。

液质联用技术即分离系统是液相色谱技术，而质谱为检测系统。它在农药残留分析、食品分析、环境分析和药物分析等方面有着广泛的应用。

目前分析上常用的液质联用系统基本从质谱方向分为质量分析器分类及离子源分类两大类，质量分析器包括四级杆、傅立叶变换质谱、飞行时间（TCF）；离子源分类包括大气压化学电离源（APCI）、电喷雾离子源（ESI）、大气压光电离源（APPI）、基质辅助激光解吸电离源（MALDI）。其中电喷雾、大气压化学离子源、大气压光电离源、这三种离子源是目前应用最广泛的几种液质联用仪[1]。

液质联用仪发生故障时原因一般比较复杂，维修价格昂贵，同时也给仪器使用人员造成一定的困扰，影响工作进度。液质联用仪报错后需根据故障现象和仪器工作原理，查找仪器故障原因。液质联用仪自控自检功能很强，能够及时的监测仪器故障，并给出故障提醒，为确保仪器正常运行提供保障。通常我们可以在仪器日志中找出故障，分析可能出现的原因，如果没办法找出故障，应立即与厂家工程师联系，不可自行拆卸机器，以免造成更大的损失。

1 三重四级杆液质联用仪校准

1.1 仪器性能校准

液质联用仪的校准主要从分辨力、信噪比、质量准确性、峰面积重复性、离子丰度比重复性、保留时间重复性六个方面进行测试。

分辨力即是质荷比609 质谱峰的50%峰高处的峰宽；色谱峰峰高和信号峰后1 min～3 min 时间内的基线输出信号的最大值与最小值只差，两者的商即为信噪比，一般仪器可自动读出信噪比；扫描范围设为相应特征离子理论值±5 的范围，特征离子的实测质量数与理论质量数之差作为质量准确性；色谱峰的峰面积和保留时间连续测量6 次，分别计算峰面积重复性和保留时间重复性；特征离子为609（母离子）、397（子离子）、448（子离子），6 次两个子离子丰度比值的相对标准偏差，作为离子丰度比重复性。

1.2 质量轴校准

液质联用仪的质量轴校准主要对离子源、质量分析器和检测器等参数进行调整，从而获得更高的质量准确度、灵敏度和分辨率。为了获得准确的离子信息仪器必须在使用一段时间后进行校正，仪器调谐利用的是调谐液校正，不同的厂家使用不同的质谱调谐液，质谱调谐液一般是混合液。

以沃特世液质联用仪为例，简述质量轴校正过程。首先进入MS Tun 界面，打开参考质量数文件，选择4 个质量数填入右边空白处。设置合适的参数，开启质谱，点击按钮将调谐液灌入质谱，等待片刻，直至窗口看到稳定的四个峰。也可进行自动校正，进入自动调谐界面进行自动调谐即可。

2 校准中常见故障原因分析及应对方法

2.1 泵与自动进样器

泵的功能是输送液体，但不仅仅是输送液体，还应保持稳定输送。如果泵出现故障，首先确认压力的变动值，其次确认使用流动相是否符合质谱级别，使用水是否定期更换。如有残留溶剂请勿继续使用，残留品不能用于更换新鲜的流动相。如果确认泵被污染后，应拆卸色谱柱，用V（水）∶V（乙腈）∶V（甲醇）∶V（异丙醇）=1∶1∶1∶1 的比例输送液体，清洗后，用V（水）∶V（甲醇）=1∶1 的比例充分清洗。

自动进样器的功能是准确注射检测样本，每次都必须准确注射检测样本，每次都必须准确注射指定的量，同时不能有污染。自动进样器的首要问题是污染，由于质谱比一般仪器要更加灵敏，污染也比其他检测器更加明显。因此，确保针阀的充分清洗就成了重要的环节，必须根据样本性质选择清洗溶剂。如果污染问题通过清洗得不到改善，可尝试更换进样针来解决。

2.2 Probe（喷雾针）

喷雾针的功能主要分为两部分，一是通过对输送的流动相与样本施加高电压，使其离子化。二是将该样本转换为细微的液滴，并进行喷雾。

通过对喷雾针液滴的观察，能够检测喷雾的稳定性。如果喷雾不稳定毛细管柱前端喷雾断断续续，检查气体剩余量是否满足要求，然后需检查喷雾针出口对准离子传输管的入口位置，缓慢调整喷雾针与离子源距离，两者之间的距离为3 mm～5 mm，最后逐步增加喷雾电压，直到喷雾稳定，视为喷雾稳定性良好[2]。如果发生毛细管堵塞，压力即会升高，将从色谱柱连接至毛细管的线管拆下后压力明显下降，则毛细管存在堵塞。如果毛细管发生堵塞则只能进行更换。防止毛细管发生堵塞的要点在于保持毛细管内部的清洁，在样本流过后，输送流动相清洗毛细管。

2.3 离子源

离子化的样本经过离子源，进入质量分离部分，这个过程中如受到污染，将会影响灵敏度。离子源很容易受到污染，仅注射作业就会导致污染，污染导致灵敏度降低后，只能对离子源进行清洗。如何降低对离子源的污染呢？首先不能注射极高浓度的样本，其次是使用切换阀对流路进行切换。设定切换阀仅将目标样本导入离子源，其他时间将通道切换至离子源外，可以避免对离子源造成不必要的污染。

离子源的一级锥孔应定期超声波清洗，参照检验样本的性质，选择能够充分溶解的溶剂。如果锥孔口的表面覆盖有绝缘膜等物质，需要用细颗粒磨砂纸进行打磨。

2.4 分析器

分析器的作用是依据质荷比分离离子化的样本，实施多反应监测（MRM）与选择性离子监测（SIM）时，仅允许目标样本通过。由于分析器处于真空环境下，通过监测真空度，可以实现每日对仪器环境的确认。必须定期对质量轴进行校正，校正的仪器环境条件与实际的检测作业仪器环境条件必须相同。

2.5 真空泵

真空泵的维护首先应观察润滑油的量、颜色、并确认泵机的声音。润滑油最初应该是无色透明，使用后逐渐变成茶色，最后变成黑色，如若泵油颜色变黑，量变少，应及时更换。各泵机有自己专用的润滑油，低等级的泵油不能用于高等级的真空泵中，更换润滑油时需注意。

真空泵中的过滤器需定期更换，如果不定期更换，将导致润滑油大量混入排气中。另外每周需实施气体震气，将包括油的水分等物质排出泵机外。

2.6 氮气发生器

氮气发生器的维护包括更换过滤器。氮气发生器周围必须保留一定的空间，由于其属于高产热的设备，因此必须注意周围的温度。不进行分析时，将氮气发生器关闭会延长仪器的使用寿命。

2.7 故障应对方法

面对故障时，首先确认已选择的方法与之前是否相同，变更条件时，由于名称相同而会覆盖，可能条件已发生改变。其次确认流动相、样本的调整方法，样本的浓度出错，可能导致灵敏度下降。溶解有样本的溶剂出错、灵敏度变化后，峰值的形状可能会不理想。最后确定流动相的更换日期。

当灵敏度低下时，如果是离子源污染应清洗锥孔和锥孔气锥孔，离子源块上有一个真空隔离阀，可以用来在不放空系统的前提下清洗取样锥孔。如果清洗取样锥孔和锥孔气锥孔不能提高信号灵敏度，就还需要清洗萃取锥孔，离子透镜及离子源块。ESI 探头毛细管堵塞或者毛细管连接有空隙，喷雾不稳定也可能造成灵敏度下降。

如若不出峰可检查压力与配管，确认有无漏液。压力显示为零即表示完全没有液体输送。通过切换阀门通道，仅将样本导入离子源，设置后可在其他的时间转到离子源外，如果将该位置设置错误，也可能导致峰值不显示。

重现性不良可能是离子源污染、喷雾不稳定、分辨率过高、环境温度变化、质量数偏、调谐参数不合适等原因造成。

总之，液质联用仪的故障分析必须建立在了解仪器构造及原理的基础上，就发现的故障逐一排查直至发现问题源头。若如需拆卸仪器部件，需征得仪器厂家同意后方可进行，否则将会带来不必要的损失。

3 结语

随着事业单位机构整合，综合类检测中心不断出现，液质联用仪等大型精密仪器的共用现象也越来越多，一机器多人使用，一机器多样项目检测，这些给仪器维护人员带来了困扰，也带来了挑战。这就要求仪器技术人员在实践工作中不断学习、积极探索，掌握先进的方法，同时也应该规范操作仪器，重视仪器日常维护保养。仪器维护人员应善于总结经验，掌握常见的故障排除方法，不断提高仪器的使用效率，延长仪器的有效生命周期，更好地为检测工作提供保障。