近年来,气相色谱一质谱联用技术得到较快发展,已广泛应用于各领域,成为分析复杂混合物为有效的手段之一。
在使用仪器的过程中,经常会出现各种各样的故障,影响分析测试工作的正常进行,因此,如何迅速、准确地判断故障原因,及时地予以排除,是仪器操作人员经常面临和急需解决的问题。
以下对气相色谱-质谱联用仪常见的故障现象、产生故障的可能原因及故障排除方法进行了总结和归纳,供仪器操作人员参考。
• 与质谱仪调谐相关的故障现象、产生故障的可能原因及排除方法
1、调谐参数改变时, 调谐峰强度的变化滞后
a. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
b. 预四级杆被污染,排除方法是对预四级杆依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
c. 离子源部件未安装到位,电路未接通,排除方法是将离子源拆下,重新安装。
2、调谐质谱仪时,需要过高的离子能量和推斥电压
a. 高离子能量过高是由于离子源被污染,推斥电压过高是预四级杆、四级杆被污染,排除方法是对离子源、预四级杆、四级杆依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min及保养维护;
b. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪。
3、调谐参数改变时,仪器响应不明显
离子源短路或电路未接通,排除方法是取出离子源, 用万用表测量各部件间的电路连接是否正常。
4、调谐峰的形状不好,有肩峰
a. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪;
b. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
c. 分析器有缺陷或损坏,排除方法是检查分析器外观是否有缺陷或损坏。
5、调谐时,无参考峰出现
a. 参考标样全氟只丁氨瓶中无参考标样,排除方法是添加参考标样全氟砚丁氨于质谱仪内置的参考样瓶中;
b. 参考标样的管路被堵塞,排除方法是拆下管路,用丙酮超声清洗;
c. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度,若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z58的强度变化, 进一步查明泄漏的确切位置。
6、出现不规则、粗糙的调谐峰
a. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
b. 灯丝老化,排除方法是更换灯丝;
c. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪。
7、m/z 18、28、32峰大于10%氦气峰m/z 4
a. 空气泄漏,排除方法是检漏,检查柱子的连接情况;
b. 氦气即将用尽,气瓶内杂质富集,排除方法是更换载气瓶并安装脱气装置;
c. 新近清洗的离子源未烘干,排除方法是设置250℃的离子源温度烘烤离子源;
d. 柱子被污染,排除方法是老化柱子。
8、灯丝状态良好时,无离子产生
a. 离子源需要重新校准,排除方法是利用校准工具重新校准离子源;
b. 空气泄漏严重,排除方法是检漏并紧固各连接处。
9、调谐质谱仪时, 高质量峰m/z 502、614不显示
预四级杆短路,排除方法是将预四级杆拆下, 用氦气或氮气吹干。
• 与校准和灵敏度相关的故障现象、产生故障的可能原因及排除方法
1、质谱仪的质量标尺无法校准
a. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪;
b. 离子源温度过高或过低,排除方法是将离子源温度设在180-220℃;
c. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度, 若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z 58的强度变化, 进一步查明泄漏的确切位置;
d. 发射电子的能量不合适,排除方法是将发射电子的能量设定为70eV。
2、灵敏度低
a. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪;
b. 质谱仪的质量标尺校准不,排除方法是重新校准质谱仪的质量标尺;
c. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
d. 离子源温度过高或过低,导致样品分解或吸附在离子源内,排除方法是调节离子源温度;
e. 柱子伸人离子源内的深度不合适,排除方法是调整柱子进人离子源的深度;
f. 分流进样器和阀有故障,排除方法是检查进样器和阀;
g. 柱效降低,排除方法是更换柱子;
h. 进样器被污染,排除方法是对衬管依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min或更换衬管
i. 检测器电压太低,排除方法是检测器电压应为350-450V
j. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度,若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z 58的强度变化,进一步查明泄漏的确切位置。
3、质量色潜图中无噪音(呈一条平直的线)
检测器电压太低,排除方法是提高检测器电压。
4、噪音过多
a. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
b. 供电系统产生杂峰,排除方法是安装电源净化装置。
• 与色谱图和质谱图相关的故障现象、产生故障的原因及排除方法
1、出现平失峰
a. 柱子中的样品过载,排除方法是分流进样或稀释样品;
b. 检测器过载,排除方法是降低检测器电压。
2、保留时间不稳定
a. 毛细管柱的固定相发生降解,排除方法是切去毛细管柱端0.5m或更换柱子;
b. 进样器漏气,排除方法是改善进样器密封状况;
c. 载气管路泄漏,排除方法是检漏并紧固。
3、高沸点化合物灵敏度低、峰形差
a. 离子源温度太低、导致样品被吸附,排除方法是提高离子源温度;
b. 气相色谱接口的温度太低,排除方法是提高气相色潜接口的温度, 使之与升温程序的终温一致;
c. 气相色谱升温程序的终温太低,排除方法是提高气相色谱升温程序的终温。
4、峰拖尾
a. 进样器的温度太低,排除方法是提高进样器的温度;
b. 气相色谱接口的温度太低,排除方法是提高气相色谱接口的温度;
c. 载气流速太小,排除方法是提高载气流速;
d. 衬管、柱子被污染,排除方法是对衬管依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min,老化柱子。
5、出现歪斜峰或变型峰产生故障的可能原因及排除方法
a. 扫描速度太低,致使每个色谱峰的扫描次数不够,排除方法是提高扫描速度,尽可能使每个色谱峰的扫描次数大于6次;
b. 色谱峰太窄,排除方法是改变色谱条件;
c. 质普仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪;
6、同位素比例不正确
a. 质谱仪的质址标尺校准不,排除方法是重新校准质谱仪的质量标尺;
b. 质谱仪调谐后的各质量峰比例不正确,排除方法是重新调谐质谱仪;
c. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度, 若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z 58的强度变化,进一步查明泄漏的确切位置。
7、分广离广峰太弱
a. 离于源的温度、电流过高(超过裂解温度和电离电流),排除方法是调整离子源温度、电流;
b. 化学电离气压过高或过低(对于化学电离源),排除方法是调整化学电离气压。
8、质谱图中同位素峰丢失
a. 质谱仪的质量标尺校准不,排除方法是重新校准质谱仪的质量标尺;
b. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪;
c. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
d. 检侧器电压太低,排除方法是提高检侧器电压;
e. 检侧器故障,排除方法是检查检侧器的灵敏度。
9、质谱的重现性不好
a. 离子源被污染,排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min;
b. 离子源加热器不稳定,排除方法是更换离子源加热器;
c. 灯丝损坏,排除方法是更换灯丝;
d. 质谱仪调谐未达到理想状态,排除方法是重新调谐质谱仪;
e. 质谱仪的质量标尺校准不,排除方法是重新校准质谱仪的质量标尺;
f. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度,若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z 58的强度变化,进一步查明泄漏的确切位置。
10、总离子流色谱图中出现大的干扰峰
a. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度, 若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z 58的强度变化,进一步查明泄漏的确切位置;
b. 载气质量有问题,排除方法是更换载气;
c. 样品被污染,排除方法是改进样品前处理方法。
11、总离子流色谱图逐渐升高
a. 柱子的固定相流失(特征峰为m/z 207、281),排除方法是老化或更换柱子;
b. 空气泄漏,排除方法是检查空气峰m/z 28的高度,若大于10%氦气峰m/z 4的高度,表明有空气泄漏,用注射器将丙酮滴在各接口处,通过观察丙酮的分子离子峰m/z 58的强度变化,进一步查明泄漏的确切位置。
12、故障现象:总离子流色谱图缓慢下降
a. 吹扫阀被关闭,排除方法是打开吹扫阀;
b. 吹扫流速太低,排除方法是提高吹扫流速。
13、色谱峰过宽
a. 进样器的温度太低,排除方法是提高进样器的温度;
b. 柱子中的样品过载,排除方法是分流进样;
c. 气相色谱升温太慢,排除方法是改变气相色谱的升温程序。
验收步骤及注意事项
工程师在安装完仪器之后,都要对仪器进行检测调试,会出具一份完整的调试检测报告。主要关注的包括以下几方面:
1、调谐通过
出具一份通过的调谐报告。注意空气本底强度、标准品峰强度大小,空气本底强度反映真空度的好坏,强度应越低越好,调谐用标准品峰强度反映仪器的灵敏度,应有足够的强度。在后面的使用过程中注意观察空气本底强度及标准峰强度的变化,应相对稳定。
2、仪器灵敏度测试达到要求
装机后一般采用标准品进行 S/ N测试,出具测试报告。测试结果应达到其所宣称的参数值。灵敏度是各种仪器必须接受考察的必检项目,反应了仪器的整体性能,分绝对灵敏度和相对灵敏度,一般仪器厂商在所给的仪器性能参数上也会全部给出。
所谓绝对灵敏度指记录仪上得到的可控制的质谱信号所需的样品量(g);相对灵敏度指可检测到的微量物质的最小浓度(ppm)。灵敏度又与离子化效率、质量传输效率、扫描方法、扫描速度、检测器增益、进样方式等多种因素有关,所以在仪器的验收时,必须把好关(很多厂家在其宣传资料上给出的灵敏度值相当高,大都是在验收时打仪器其它指标的擦边球,通过其它指标的调节来显示视觉上的高灵敏度)。
在验收仪器时,一般采用八氟萘检测其绝对灵敏度。1pg八氟萘 m/ z272S/ N>180( RMS) ,在此表示的是均方根信噪比,而在仪器验收过程中,厂家所设定的一般是信号值与极短的时间段(在某一极短时间段内仪器的基线甚至能出现直线),这样就在视觉上提高了仪器的灵敏度。如果我们采用峰/峰信噪比,采用极为直观的方式进行检测,所得值将远低于仪器所给定的灵敏度(当然不可否认在数学上均方根表示比平均高度比值的确要高)。至于扫描方式,选择离子扫描(SIM)比全离子扫描(SCAN)灵敏度要高许多。
3、真空系统漏气问题
漏气问题是经常遇到的问题,好的真空是进行MS分析的前提,因此对仪器的真空状况应引起足够的重视。一般在调谐时可进行真空检漏,如果通过,则提示真空不漏。
4、质量范围,质量轴的稳定性
一般在一定条件下,一定时间内质量标尺发生漂移的幅度,一般多以8h或12h内某一质量的测定值的变化,一般控制在±0. 1u/12h,这样可以减少仪器校准的频率,增加仪器的稳定性。该仪器的质量范围:1-11200au。
5、分辨率
分辨率体现的是分辨相邻两个质量的能力,是仪器对不同质量离子的分离和相同离子的聚焦能力。在此值得一提的是,由于灵敏度与分辨率几乎成反比关系,所以确定仪器灵敏度前必须先确定仪器的分辨率,否则也会产生视觉上的高灵敏度。
6、扫描速度
扫描速度有质量分析器的类型和结构参数决定,当然还与计算机的接口有关。该仪器的扫描速率:60s/ scan。
7、缺少的消耗品
各种规格的石墨垫(对于0. 25的柱子, 进样口和检测器两端的石墨垫是否一样)、分流不分流衬管、毛细管割刀、气体检漏液、机械泵油、离子源清洗套装、毛细管密封卡套、铜管和塑料管切割刀。5ml和25ml的样品吹扫管(两套)、相应的进样密封注射器各两支、捕集管。