液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀的日常維護與管理

閆國棟 程瑛琨 湯海峰 滕利榮

摘? 要 液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀是分離分析復(fù)雜有機混合物的有效工具。結(jié)合多年的大型設(shè)備管理經(jīng)驗，探討Waters液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀（H-CLASS-TQ-S）的日常管理與維護保養(yǎng)，旨在提高儀器使用效率，更好地服務(wù)于教學(xué)與科研工作。

關(guān)鍵詞 大型儀器設(shè)備;液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀;儀器管理;實驗室智慧化管理系統(tǒng)

中圖分類號：G482? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）02-0023-03

Routine Maintenance and Management of LC-MS//YAN Guo-dong， CHENG Yingkun， TANG Haifeng， TENG Lirong

Abstract Liquid chromatography-mass spectrometry is an effective way to separate and analyze complex organic mixtures. Combined with many years of large-scale equipment management experience， this paper discusses the daily management and maintenance of the Waters LC-MS （H-CLASS-TQ-S）， aiming at improving the use effi-ciency of the instrument， better service for teaching and scientific re-

search.

Key words large-scale instrument and equipment; liquid chromato-

graphy-mass spectrometry; instrument management; intelligent labo-

ratory management system

0 前言

高校擁有的大型儀器是其辦學(xué)實力的體現(xiàn)，是高校開展教學(xué)或科研等基本職能的基礎(chǔ)。隨著高教事業(yè)的不斷發(fā)展，特別是“雙一流”學(xué)科建設(shè)的不斷推進，大型儀器設(shè)備的引進也成為學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容。為促進學(xué)科發(fā)展，合理配置大型儀器資源，吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院引進Waters

的ACQUITY UPLC H-CLASS超高效液相色譜與Xevo TQ-S三重四極桿質(zhì)譜，實現(xiàn)液質(zhì)聯(lián)用。該儀器（液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀，以下簡稱液質(zhì)聯(lián)用儀）面向校內(nèi)外師生開放使用，充分實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。

設(shè)備的日常維護與管理，是提高設(shè)備使用率、充分發(fā)揮其使用效益的關(guān)鍵。本文結(jié)合吉林大學(xué)國家級生物實驗教學(xué)示范中心多年的建設(shè)與改革經(jīng)驗，從儀器的共享管理、維護與保養(yǎng)等方面進行總結(jié)介紹[1-2]。

1 開放共享與日常管理

加強儀器培訓(xùn)，完善使用考核? 操作培訓(xùn)與考核是儀器開放使用的前提，是保證使用質(zhì)量和使用安全的重要環(huán)節(jié)。為保證儀器的正常運行，培訓(xùn)與考核流程如下。

1）設(shè)備安裝時的培訓(xùn)。設(shè)備安裝時，設(shè)備操作人員全程同廠家工程師一起進行安裝，了解安裝流程，了解日常維護保養(yǎng)的注意事項，掌握易損耗材的更換步驟。儀器安裝測試完成后，將工程師的技術(shù)培訓(xùn)分為三階段完成。

①采用講座的方式，工程師先對儀器的功能等進行全面介紹，再通過上機訓(xùn)練，讓師生詳細了解儀器組成，掌握儀器硬件、軟件的基礎(chǔ)操作流程。

②在使用一段時間后（約三個月），邀請工程師上門進行一次深度培訓(xùn)，對儀器使用過程中遇到的問題進行現(xiàn)場答疑與講解。

③在能夠熟練使用儀器后，再次邀請技術(shù)工程師進行儀器功能開發(fā)培訓(xùn)，充分發(fā)揮液質(zhì)聯(lián)用儀在教學(xué)和科研中的作用。同時，鼓勵教師積極參加廠家舉辦的培訓(xùn)班，鞏固設(shè)備使用技術(shù)、提高儀器管理水平[3]。

2）日常運行中的培訓(xùn)與考核。學(xué)生對儀器操作的掌握程度決定了儀器的使用壽命和效益，對儀器的穩(wěn)定運行起著關(guān)鍵作用，因此，對學(xué)生定期進行儀器操作的培訓(xùn)與考核就顯得尤為重要。由設(shè)備管理教師定期發(fā)布培訓(xùn)計劃，有使用液質(zhì)聯(lián)用儀意向的學(xué)生先進行報名參加培訓(xùn)，熟讀儀器相關(guān)使用、維護等資料，根據(jù)報名人數(shù)安排2～3次集中培訓(xùn)。在培訓(xùn)過程中，教師會對儀器進行全方位講授，包括儀器的原理、構(gòu)造、使用方法和注意事項等知識。培訓(xùn)結(jié)束后進行儀器的使用考核，為考核合格者發(fā)放儀器使用合格證，其才有資格使用儀器[4-6]。在學(xué)生實驗過程中，設(shè)備管理教師不定期檢查儀器使用情況，發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作及時糾正，監(jiān)督指導(dǎo)學(xué)生正確使用儀器并及時做好使用情況登記。

加強儀器管理，完善管理制度? 為了提高儀器的使用效率，延長使用壽命，營造有利的實驗環(huán)境，制定《液質(zhì)聯(lián)機室管理規(guī)定》《儀器設(shè)備培訓(xùn)、考核、使用管理規(guī)定》《實驗室開放實施細則》等管理制度;將質(zhì)譜的使用注意事項塑封于儀器旁，便于使用過程中及時查看，減少人為使用故障;根據(jù)液質(zhì)聯(lián)用儀的特性制作專用的儀器使用記錄本。以完善的管理制度為基礎(chǔ)，結(jié)合精細化的日常儀器管理，有利于提高儀器的使用壽命及使用效率。

利用信息化系統(tǒng)，加強開放運行管理? 為合理利用儀器資源，提高液質(zhì)聯(lián)用儀的管理水平，儀器的使用采取預(yù)約制，利用實驗室智慧化管理系統(tǒng)實現(xiàn)信息化管理。可以通過系統(tǒng)進行在線查詢儀器相關(guān)技術(shù)參數(shù)、在線使用預(yù)約，自主選擇使用時間等操作，充分利用管理平臺的信息優(yōu)勢與管理優(yōu)勢，提高開放共享效率（見圖1、圖2）。

建立完備的檔案庫，規(guī)范配件管理? 儀器檔案與配件是儀器設(shè)備的重要組成部分，是儀器設(shè)備順利運行的保障。為了規(guī)范管理，建立專門的設(shè)備檔案庫和配件庫，設(shè)備檔案包括采購標書、購買合同等資料，配件包括密封圈、毛細管等常用維修維護設(shè)備，由專人負責(zé)歸檔與借還;結(jié)合本單位的儀器配件管理平臺，實現(xiàn)實驗室配件管理的規(guī)范化、信息化，不僅節(jié)約了儀器的配套成本，而且提高了設(shè)備管理的工作效率，保證了儀器的高效運行[7-9]。

2 液質(zhì)聯(lián)用儀的維護與保養(yǎng)

液相系統(tǒng)

1）流動相。UPLC需使用色譜級別或質(zhì)譜級別的流動相，在配制過程中要防止發(fā)生污染。因為塑料瓶中可能含有增塑劑，所以不要在塑料瓶中儲存流動相，需將流動相存儲于干凈的琥珀色或棕色的硼硅玻璃溶劑瓶中，防止微生物生長。同時，每隔24～48 h更換一次舊的100%含水流動相，以避免流動相長菌。制備或儲存流動相的玻璃器皿在使用前可先用有機溶劑沖洗，再用水沖洗，也可以用實驗用的流動相進行清洗;不可使用去污劑或洗潔精進行清洗。

如需在流動相中添加緩沖液，可添加甲酸銨、乙酸銨等揮發(fā)性的鹽，盡量不使用非揮發(fā)性的鹽（磷酸鹽、檸檬酸

鹽等），因為非揮發(fā)性的鹽會在離子源部分結(jié)晶，造成霧化管堵塞等，甚至在質(zhì)譜中很難除掉。此外，表面活性劑、高濃度的TFA等會抑制電噴霧的電離，液相的流動相中應(yīng)盡量避免[10-11]。

2）色譜柱。UPLC的色譜柱有多種類型，如BEH、CSH、HSS等，需根據(jù)實驗要求選擇合適的色譜柱，并清楚所選色譜柱的耐受pH、壓力、流速等參數(shù)。新色譜柱在使用前一般要進行活化，可按照說明書上的方法進行活化。在進樣前，要先平衡色譜柱，可采用初始流動相平衡20倍的柱體積的方法進行平衡。平衡要充分，若平衡不充分，可能會引起保留時間的漂移。實驗完成后，應(yīng)根據(jù)色譜柱的使用說明或維護指南，對色譜柱進行沖洗保存。如更換或長時間不用色譜柱，可根據(jù)說明書要求，將柱子保存在100%有機相或95/5有機相/水溶液中（有機相一般為乙腈或甲醇），以延長色譜柱的使用壽命;不可將色譜柱保存在緩沖鹽流動相條件下，將柱子兩端的堵頭擰緊以防止柱床干涸[12]。

另外，UPLC在色譜柱前有在線過濾器，內(nèi)有篩板。當(dāng)出現(xiàn)柱壓太高、柱效下降或分離度下降等現(xiàn)象時，有可能是固體顆粒物質(zhì)堵塞了在線過濾器的篩板，需要清洗篩板。可將篩板取下后，用水和甲醇各超聲10 min后，裝回繼續(xù)使用;如超聲后效果不明顯，在排除管路堵塞、色譜柱堵塞等因素后，可以考慮更換篩板。

質(zhì)譜系統(tǒng)

1）離子源。當(dāng)樣品錐孔和錐孔氣體噴嘴明顯變臟，或靈敏度明顯下降時，應(yīng)對其進行清洗。可在實驗結(jié)束后，用無塵紙蘸取1∶1的甲醇/水溶液進行擦拭;也可將離子源拆解取下，使用1∶1的甲醇/水溶液進行超聲處理30 min，晾干或用氮氣吹干后再進行安裝[13-15]。若污染不嚴重，也可僅對采樣錐孔進行超聲處理。為避免密封圈老化，不要用有機溶劑清洗密封圈。如果毛細管或探頭尖出現(xiàn)不可恢復(fù)的阻塞、有劃痕或遭到損壞時，需及時清洗或更換，更換時要注意毛細管尖端的位置要與原先位置保持一致。

2）離子源密封圈。為避免過多的溶劑蒸氣滲漏，氣體密封圈、探頭密封圈等可以一年一換。用專用的O形圈拆卸工具拆卸密封圈，在安裝新的密封圈時，要確保密封圈的底部在密封槽中正確放置。

3）真空泵。儀器配備的為Edwards無油渦旋泵，無須換油，但在使用一年左右應(yīng)更換密封條（Tip Seal）一次。如配備常規(guī)機械泵，需要每周檢查一次機械泵運行狀態(tài);連續(xù)工作3000 h或泵油明顯變色時，需要更換機械泵油。ESI源需每周振氣一次，APCI源需每天振氣一次。

4）氮氣排放閥瓶。應(yīng)每天檢查儀器排放管路中的排放閥瓶，如裝滿約10%，先停止液相流速后進行清空。

5）質(zhì)譜清洗管路。在使用質(zhì)譜進樣系統(tǒng)時，注意灌注質(zhì)譜注射器，棕色細管要在洗液液面以下。

6）質(zhì)譜重啟。質(zhì)譜前端面板有軟啟按鍵，翻開上層擋板，會看到reset小孔，用合適細管伸進小孔中，下壓2～3 s，完成質(zhì)譜軟啟動，可以解決死機及部分故障現(xiàn)象。如果軟啟動無法解決問題，可嘗試硬啟動。在質(zhì)譜后面板底部凹槽處有兩個銀色鈕，正常都是朝上。執(zhí)行重啟時，先扳下上面銀鈕，等幾秒，再扳下下面銀鈕，儀器斷電，等30 s，扳回下面銀鈕，等4～5 min，扳回上面銀鈕，完成硬啟動重啟。

7）氮氣失敗。氮氣流量不足會報氮氣失敗，在排查氮氣源沒有問題的情況下，到MS TUNE界面GAS選項的下拉菜單里選擇reset nitrogen test failure（黑色），可以解決該報錯問題。

除以上事項外，若長時間反復(fù)使用或者更換不同的分析化合物時，可能會引起質(zhì)量數(shù)出現(xiàn)偏差，造成儀器靈敏度下降，需要對四級桿部分進行校正和維護。對于四級桿等核心部件的維護，應(yīng)聯(lián)系廠家工程師上門進行。

氮氣發(fā)生器? 液質(zhì)聯(lián)用儀配備的PEAK氮氣發(fā)生器，在日常使用中要定期進行廢水的排放。另外，需要定期維護發(fā)生器和更換濾芯，避免因氮氣原因影響儀器靈敏度。

3 結(jié)語

貴重儀器設(shè)備在高校實驗教學(xué)和科研中具有重要的作用。本文對液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀的開放共享與維護管理進行了積極探索，管理人員應(yīng)加強日常維護管理，提高儀器使用率，延長使用壽命，加快推進儀器開放共享，更好地服務(wù)于教學(xué)和科研。

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