主题：【第七届原创】几招让老旧DSQII气质联用仪重获新生

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风宁江

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发表于：2014/07/11 15:46:53 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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一、前言

在国内市场，安捷伦、瓦里安和岛津一直是在气质仪器市场保持占有率前三的位置。热电公司收购菲尼根的质谱后业务后推出的DSQ系列，在当时和其他品牌相比有较大优势：

1.质量数能达到1050amu，最快扫描速度为10000amu/sec；

2.热电公司专利弯曲的预四级杆—可以过滤掉大部分杂质特别是中性粒子，从而获得了较高的灵敏度；

3.有真空锁定装置，可以在不泄真空的情况下方便更换Ei/Ci离子盒，从而可以大大节省时间，提高测试效率，一些品牌的三重四级杆质谱都无此项功能。

因此虽然价格并不便宜，单位还是采购了此仪器，在检测食品中多种农药残留、塑化剂含量时能够定性以提高准确度。据了解，国内很多食品、农副产品实验室配备此系列的气质联用仪。

本实验室机器型号为Trace DSQII gc-MS 单四极杆气质联用仪，为美国热电公司经典的气质产品DSQ的升级版。此仪器为2006年采购，8年的时间在更新换代如此之快的仪器市场，已经算是很长的时间了，赛默飞世尔公司（美国热电公司合并重组后的名称）也已经在2010年停产了DSQII。维护好老旧仪器在提高实验室经济性上非常重要。

二、解决机器大漏问题

开机后分子泵涡轮一直不转，tune软件中显示压力为10000mTor，通过内部密封条发现质谱的玻璃盖板吸的并不紧，机械泵在工作，tune软件中Turbo Pump RPM一直显示failed。初步判断是系统有较大漏气，立即关闭机器否则会损坏机器。关闭后玻璃盖板下密封条立即松弛。一般刚开机时由于机械泵抽掉质谱空间的大部分空气，分子泵轮涡会被气流带的被动旋转，继而压紧玻璃盖板后，涡轮泵会慢慢停下，而此时涡轮泵根本不转则表示机械泵或者其气路存在问题或者放空阀损坏。检查连接管没有问题后发现机械泵内油比较少且浑浊，在换油后机械泵正常工作，分子泵也正常工作。机器真空度正常上升。解决大漏问题后即可开机并进一步调试机器。

三、解决机器微漏问题

开机后，在carrier里打开VaccumComp（真空补偿，如不打开抽真空需要花费很长时间），打开高纯氦气载气，模式设为con flow（恒流模式），流速设为1.0 ml/min，连续抽10h后，真空度稳定在55mTor，此机器一般不开Ci源的反应气（比如甲烷）时真空度小于50-60m Tor，即可进行正常测试。在Tune软件里打开灯丝，把Experiment-Full Scan设置为10-100，观察到最高峰为28的N₂气峰并且和32的O₂峰强度比大约为4：1，判断机器有空气轻微泄露，必须查找系统的漏气点。一般的漏气点会发生在放空阀、色谱柱的两个连接处，载气的连接处，玻璃盖板。前两处是较常见的漏气处。放空阀属于耗材，价格昂贵，位置处于侧面板里、电源插座旁一个黄铜色物件，一般不轻易动它，否则一旦损坏就需要更换。检漏的方法是在机器正常工作时，打开tune软件，Experiment-FullScan设置为30-65并打开灯丝，oven温度设为50°C并打开柱箱门，依次用蘸有丙酮的棉签擦拭载气连接口、放空阀、进样口，色谱柱与进样端的接头和色谱柱和质谱端（传输线端）的接头，每擦一个地方等一段时间并观察是否出现58和43的峰（58为丙酮峰，43为碎裂后丢失甲基的丙酮碎片峰）。结果在检查色谱柱和质谱连接头时发现出现丙酮峰。关机后更换石墨垫圈并用扳手拧紧2组密封螺丝。重新开机抽真空后真空度由原来的55mTor降为45mTor，最大峰为18水峰并且强度是28峰强度的4倍，机器微漏问题解决。

四、解决机器灵敏度问题

DSQII虽然已是老机器，其高灵敏度在现在也能承担大部分农残和塑化剂的检测。可机器在诊断时RF DIP calibration 频率已经偏差了0.3，一般大于0.2就需要校正，打开校正气进入autotune进行校正，发现：1.在autotune过程中一直出现 “cannotperform detector gain calibration”，导致调谐通不过，调整detector gain电压值与机器正常时的电压值一致，仍然无法通过调谐；2.校正气的最大峰TIC值只有10⁶，质荷比为100的校正峰周围杂峰比较多。全扫一针浓度为0.1μg/g塑化剂标准样品，发现基线毛刺较多，出峰不明显。综上判断机器灵敏度已经无法满足正常检测，常见的问题可能是：

1.色谱柱进入质谱部分太长或者太短导（前一步解决漏气时已经用装柱工具重新装柱子，基本排除此原因）；

2.轻微漏气，离子源温度低，传输线温度低（已经排除）；

3.灯丝已经发生变形，未对准小孔所发射电子被部分挡住；

4.离子源被污染或预四级杆被污染。

5.电子倍增管故障导致无法调谐。

6.衬管脏、进样针故障进样不足、色谱柱切口不好、色谱柱流失严重（已更换件故障较好排除）

把离子源温度设置为280°C过夜可以在一定程度上起到清洁离子源的作用（设计的最高温度为300°C），但此系列的气质在早期批次产品中离子源电路板设计存在缺陷，在高温时容易击穿。比较保险的方法是拆机清洗。大概顺序是关机泄真空后取下离子源，并拆解。三只脚并连接电路板的即为灯丝，通过小孔观察铼丝是否在小孔正中央，如不在可用镊子小心拨动调整。用内六角小扳手取下固定四级杆的四枚螺丝，取下四级杆后，就可以轻松拿下预四级杆。用棉签涂上甘油加入Al₂O₃制成的洗泥（还可以用去离子水、甲醇、丙酮作为洗剂），清洗透镜、离子盒、离子盒支架和预四级杆，其余部件无需清洗但要保持清洁，四级杆立放桌面。待用洗泥充分洗去部件上的锈斑后，用甲醇冲洗所有部件数遍至冲去Al₂O₃泥，再把部件放入甲醇中超声10min。预四级杆泡入甲醇中10min（由于其结构精密复杂，如果需要超声，超声时间不超过3min）。所有部件捞出待甲醇挥发干组装，组装顺序与拆卸相反，值得注意的是透镜与预四级杆连接处安装时插插头旋转至连接线一侧，再进行固定。

开机，待各项参数达标后调谐，校正气最大峰强度已经达到10⁷机器灵敏度已经明显上升，autotune各项指标顺利通过。Tune report中69、131、219、414、502峰形较好，其中69峰强度为8位数，同位素峰明显可见，同位素分离度对应分别为1.2、3.3、4.3、8.5、9.1，说明同位素分离度良好。综上，这台机器已经可以正常使用了。

图1 清洗前后同一样品TIC对比图（上为清洗前，下为清洗后）

五、总结

气相色谱-质谱法测试样品的前处理相比气象色谱要求高，通常需要进行萃取柱净化。主要原因是气质的质谱部分容易受到污染，所以清洗离子源和预四级杆是维护气质仪器所需要做的，尤其是长时间未用的老仪器，清洗离子源和预四级杆后效果比较明显（图1）。赛默飞公司的工程师上门费用比较昂贵：一般上门基本费需要1800元，超出2小时后，每增加一小时费用是450元，预四级杆和离子源的清洗需要5000元（2014年6月报价），如实验室维护人员能自己完成可以节约大量时间也提高了测试的经济性。对于一些要求“未检出”的指标，更需要维护好仪器以保障灵敏度。目前市场上的大品牌仪器电路出现故障的比较少，大部分小故障是维护人员即可解决的，而仪器公司大多在设计部件的时候就考虑到拆装方便，因此只要维护时胆大心细，基本不会损坏零件并解决问题。

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