主题：【第十一届原创】【仪器故事】我与一台6890N-5975C气质联用仪----相处11年的好伙伴的故事

我与一台6890N-5975C气质联用仪----相处11年的好伙伴的故事

这台6890N-5975C气质联用仪是2007年安装的，已经使用11年了，状态依然不错。下面回顾一下这个好伙伴的“大事记”，依次留念。
1. 基本配置
当时有一台已经使用13年的惠普HP5890E-5972A气相质谱联用仪，扩散泵，双进样口双柱分别接MS和FID，有MS化学工作站和GC化学工作站，数据处理不方便， 换过真空泵，RF有点问题，有时候需要手动来调节，就决定购买一台新的气质。新的安捷伦6890N-5975C气相色谱-质谱联用仪于2007年7月安装的，除MS外配FID检测器，普通分流/不分流进样口。配德国Gerstel的MPS2多功能自动进样系统，包括液体进样，顶空进样和全自动SPME，带SPME老化器，并配有大体积冷阱进样口CIS4。CIS4配隔膜和无隔膜进样口，一般使用无隔膜方式，避免隔垫流失。大体积冷阱进样口无分流歧视，可以进行快速进样口降温，进样口快速程序升温，溶剂浓缩等工作。
MS工作站配置当时最新的E版本（前面都是D版本工作站），版本是E.01.00.237。MPS2实际安装Mestro版本的软件。
这台仪器在2007年合同已经签订后，在购买前得知安捷伦开始准备发售新一代7890A气相色谱仪，且价格相差不是太大，可以选择把原来的6890N气相色谱仪换成7890A，但当时考虑到Gerstel的MPS2自动进样系统的安装在6890N上面完全成熟，7890A尚无经验。 另外6890A已经是安捷伦非常很成熟，非常经典的一代气相色谱仪。就这样，最后有点遗憾的是，仍然没有改变原来的合同配置，选用6890N，而没有升级到7890A。

图 1 仪器全貌
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2安装
由于是安捷伦和德国Gerstel两家的仪器，到货时间不一样，安装要求也不一样。MPS2和CIS4是在GCMS安装后安装，需要协商两家的安装调试工程师，先安捷伦的工程师，后面衔接德祥（Gerstel国内唯一代理）工程师，在安捷伦工程师最后一天，Gerstel工程师碰头一下。
由于安捷伦仪器当时不带Hub，就自己购买了一套。另外由于MPS2和CIS4的控制需要两个com口连接线，需要在电脑再加一个com口。这些在买电脑时候提前告诉了供应商。
GCMS安装还是比较顺利，信噪比测试也不错，远高于指标要求。FID的性能测试也不错。不过发现有点小漏，氮氧比例稍高一些。关机检查侧板的密封，小漏依然。进样口和MS接口检查，小漏依然。最好把整个传输线拆下来换了一个新的，发现不漏气了。随后又把原来的传输线安装上，也不漏气了，不知道是怎么回事。
然后就是MPS2和CIS4的安装，工程师来后发现原来配的Master软件和当时硬件不匹配，不能控制CIS4的控制器，需要升级到Mastro才能正常使用。马上索要Mastro新版本软件。Mastro软件有两种控制方式，一种是单独控制MPS2和CIS4，这种方式是操作有点不方便，但安装和设置比较容易，且不易出问题；另一种是嵌入安捷伦的工作站，可能会和工作站相互影响，不过操作方便，仅仅在安捷伦的工作站完成样品序列的编辑，启动和运行。最后选择嵌入工作站的方式。工作站的界面如下：

图 2 工作站界面示例
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另外由于MS的定量线性范围小，对于复杂的天然香气组分的样品的分析很不方便，所以一般采用MS定性，FID定量。这是由于FID的动态线性范围很宽，香气香味样品一般用气相色谱FID来定量，而不用质谱总离子(TIC)来定量。MS和FID是一根柱子分流后分别进入两者。这样信号基本保持同步，保留时间一致，利于MS定性和FID定量对照。分流比计算和后面的阻力毛细管规格计算采用Gerstel的ODP Column Calculator软件来进行相关计算和设置。
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3 维护和保养
日常维护和保养：样品尽量处理净化干净避免对仪器系统的污染。注重平时的日常维护，及时更换衬管、隔垫、O型圈、石墨垫，检漏，必要时截一段柱子或更换柱子，观察机械泵油位及油颜色，每天检查载气钢瓶压力和载气压力，经常清洗注射器，更换洗针溶剂，清洗溶剂瓶和废液瓶。檫洗MPS2架子和臂上面的灰尘，包括保持样品盒、加热器、老化器的干净。设置溶剂延迟，保护灯丝和MS系统。经常老化柱子，避免残留。
预防性维护保养：每年进行一次全面维护保养，例如进样口维护清洁，离子源清洗，需要时候更换灯丝，更换真空泵油，清理仪器里面的灰尘，更换载气氧捕集阱，更换分流出口捕集阱的过滤芯，清洗或更换分流平板。一到两年更换一次MPS2的皮筋，防止老化而影响进样和损坏针。
有次维护时候不知何因机械泵坏了无法启动，就更换了一台。有意思是，很久以前，一次EMV有点升高，把交管用酒精檫洗一下，结果EMV就下降了一百多伏。但后来几次洗离子源和檫洗交管就EMV没有下降过。2015年时候，电子倍增管的电压升到2千多伏，就更换了一个新的，EMV一下子降到八百多伏。除此之外，仪器没有更换过别的部件。由于保养维护清洁较好，使用也比较注意，仪器性能仍然很好，仪器看起来仍然比较新。
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4 气相色谱质谱联用仪一机多用的改进
一机多用:  在一台气相色谱质谱联用仪上面实现双进样口、两根色谱柱自动切换；同时使用MS和FID双检测器的尝试。
实验室分析工作可能会遇到一台仪器多种功能同时使用或一机多用的要求。实验室这一台6980N-5975C气质联用仪，仅仅安装了极性毛细管柱子，主要测定挥发性香气组分，但有时候也需要非极性毛细管柱子来测定一些样品。如果更换柱子，就可能要关机，抽真空平衡等，换柱子总有点麻烦，感觉不方便，也浪费时间。为此大胆设想，一台仪器能不能同时能安装两根不同极性的柱子且最好能无痕切换以适应不同的分析要求。

图3  一台仪器同时安装两根不同极性的柱子进行无痕切换的示意图

图 4安装两根毛细管柱的实际柱箱图

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如图4所示，两个进样口后分别连接两根毛细管柱，都接入到四通，然后在分流器的两个出口分别通过相应的毛细管阻力限流器进入各个检测器MSD和FID。因为是两根毛细管柱的载气（及携带的分离后的组分）会同时进入四通，所以同一时间只能使用一路毛细管来进行分析测试样品，称为“主”色谱柱，而另外一根“副”色谱柱处于等待状态，不进样无样品流入。需要另外一根“副”色谱柱成为主时候，需要在工作站上面进行流量切换来实现。具体做法是把“主”色谱柱的流量设置为正常使用的流量，而“副”色谱柱设置为很小保护流量，例如0.2ml/min，只要有足够的载气来保护柱子就行。“副”色谱柱的很小流量也相当于给检测器一个小的“尾吹”气（make-up）。实际使用也证明“副”色谱柱的流出载气也不会干扰“主”色谱柱的检测的，“主”色谱柱的基线和其单色谱柱使用时候的基线看不到明显差异。

图5  在极性柱子上面同时得到的TIC和FID色谱图

图6 在非极性柱子上面同时得到的TIC和FID色谱图
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从而实现了应用双进样口、双毛细管色谱柱以及质谱检测器（MSD）和氢火焰检测器（FID），通过四通分流装置在一台带FID的气相色谱质谱联用仪（GCMS）上面实现一根毛细管柱同时采集MSD和FID双检测器信号数据；同时安装两根不同极性的柱子，不需要拆装柱子，进行无痕切换使用来满足不同样品分析要求。
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5 一次离奇而折腾人的GCMS故障
仪器这玩意也有点情仇爱恨，虽说这台仪器承担了大量的分析研究工作，完成了许多项目，令人喜欢高兴。但一般会闹点小脾气，折腾一下就又正常干活。这次来了个离奇而折腾人的故障。
有一天，做完两个样品，准备做下一个样品，工作站（E.01版）突然关闭。平时既是要关闭，也要关一会才能关掉，但这次是一下子什么都没了，感觉很奇怪。只好决定重启工作站，但重启后无法连接MS，GC，只好重启GC和MS（reboot）, 开工作站，看到GC、MS地址正常，找到所有硬件，当时认为就应该无什么问题。但是接着出现错误信息：

图 7 工作站的错误信息
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第一个提示是6890工作站内部软件错误，大意是检测到错误，请参看下一个对话框。那个对话框（句法错误）里面是大致讲GC和工作站通讯时候检测到设定不符。并随附部分代码，后面讲有时候是由于传感器的压力设置接近其设置上限范围，可以设置低一点来解决问题。如果不行，打印“语法错误报告”给安捷伦。看来一下报告都是些代码，也看不懂。
那就在GC面板上面改一下压力参数，发现已不是原来的值，确实很高，为90psi。就改到10个。关工作站，但很难关闭，无法去掉上面的提示，只好从任务管理栏来结束所有相关进出来关闭或关电脑。
重新启动工作站，还是出现上面的错误提示。无奈，再关电脑，开机把原来的仪器1删掉，重新配置（config.）。又一次启动工作站，但是还是失败。还出现下面需要配置仪器组件的信息。

图 8 配置仪器组件的信息
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就按仪器实际的组件来重新配置，点OK后还是出现图7同样的错误信息。
怎么办？重装工作站？先赶快备份数据、方法、系列等，以防不测。先用原来的CD修复一下，但还是无用，故障依旧。想重新安装工作站，但工作站里嵌入第三方的软件，因为安装比较麻烦，就作罢。只好给800打电话，重启再试，依旧不行，最后决定报修。
工程师来后，查看故障记录，日志等，并启动仪器和工作站检查。从错误信息看，分析估计有可能是压力系统或传感器（EPC）出故障。但装上新的EPC，但不幸的是故障依旧。
怎么办？工程师用电脑自带的OpenLab的GC软件和GC连接（网线），但是可用的，可以通信和设置。但由于是GC工作站，还无法完全排除到底是什么原因。实验室还有另外一台GCMS，就把有故障的这台的GC连到这台的工作站（E02.02版）上面，并做了相应的配置，启动工作站，也出现类似的提示，压力传感问题等，但此工作站能自己修复（不知道是不是版本高的缘故？当时没想到，事后在想到），可以连接。但感觉硬件还是有点问题。不死心，又把有故障一台连接再试，但还是不行， 故障依旧。
想想硬件可能还有点问题，再试试更换别的部件，就去安捷伦工厂取EPC版和仪器主板。
先换EPC版，换上之后，还是同样的故障，杯具。再换主板。但还是不行，同样的故障，真是气人。
原来安装两个进样口，一种是安捷伦的分流不分流进样口和大体积进样口，索性拆掉CIS进样口试试，还是不行。
那又的考虑是不是软件的问题了，但做好需要验证一下。恰好我有台笔记本电脑里面也安装有工作站（E.02.02版），问工程师，说可以控制老仪器，就连接上并作相应的配置（网络，地址，设备名称等）。开启工作站，可以连接和进行配置和设置。估计是软件有问题。接着还原原来的部件，把新的EPC、EPC版和仪器主板拆下来。用笔记本电脑连接也无问题。那还是软件问题，于是不得不决定删去工作站（因为原工作站挂靠其它第三方软件和一些宏程序，安装很麻烦，实在是不情愿重装），重装工作站。按正常的删去和安装工作站程序，顺利安装好工作站。原以为无问题了但启动工作站后就无问题了，但是还是原来一样的错误提示（我几乎要崩溃了）。
后来想想，估计可能是原来的工作站软件有可能没有拆卸完全，有残留记忆影响新装工作站的运行。
想想只好把C盘格式化，来个彻底的清除，但又想非常麻烦，实在是一百个不情愿。这个电脑除工作站外，还有公司的系统域名等，还有许多公司内部数据库（不是质谱谱库，由于保密等原因，设置权限，原只能在此电脑运行，我有的也无权限安装）等。重新格式化C盘真是无奈之举了。幸好电脑有还原设置，太好了，但不知道能不能成功，就试试吧。再备份所有有用的东西。决定还原带出现故障的前前一天，经过漫长的等待，至少半个小时以上，非常慢。看到原来windows熟悉的界面及桌面图标。就点击工作站的图标，可惜并无任何反应。想想可能是电脑还原之后已重新配置需要重启？于是就重启电脑一次吧，但再次点击工作站图标，还是无反应，又感到郁闷。检查仪器配置（Config）也正常。点工作站图标的property，发现指向的工作站MStop的程序外，还有其他内容（原来并无）。检查msdchem文件夹发现只有50M左右，而正常的200M左右的大小。看来并非还原一切项目了。把原来备份的MSDChem文件夹的内容来覆盖现在的文件夹。打开工作站，出现正常的硬件配置的界面，根据当前（因为已经拆掉了一个进样口的EPC）的情况来重新配置，传送review。接着出现正常的久违的工作站界面。重新配置方法，调谐后进样，运行正常了。折腾了几天，总算正常能用了。
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6 更换电脑和工作站软件升级
2017年升级工作站软件: 安捷伦的6890N-5975C气质原来的工作站是E.01.00版本，在Win XP操作系统下安装运行。因为此电脑连接内网和外网，鉴于公司安全等原因（Win XP已经不再提供更新打补丁），现需要升级为Win7操作系统。但原来的工作站E.01.00版本只能在WinXP下安装运行，所以也同时升级现在版本到E.02.01。同时升级相应的MS固件版本。并重新安装MPS2的控制软件。
因为原来的电脑已经使用10年，有点小问题，后来也更换了一台新电脑。
以上就是这台气质好伙伴的一些主要经历的记录。谢谢各位。
（全文完）