仙后婧婧(谭思婧)
第1楼2015/06/24
原因
质谱真空室内,由于连接各部位的通道不同,压强也就不相同。进入gc-MS离子源的主要是gc载气或CI反应气以及样品,离子源的真空度一般比分析器所在的真空度低。影响gc-MS真空度的主要有进入系统的气体流量、系统结构、通道及真空泵的抽气效率;泵与泵之间、泵与系统之间的管道连接的密封性;真空管线的情况,保持洁净、不挤压、不扭曲或断裂;以及色谱柱和质谱端接口、色谱柱和进样口的接口、进样口端是否拧紧等。一般出问题较多的是色谱柱和质谱端接口。
解决方案
质谱仪真空腔处于负压状态,如果出现漏气,均是负压漏气,即系统外的气体往里漏气。因此对gc/MS真空系统进行检漏时,由于色谱柱和离子源是相通的,不管gc还是MS部分均不能采用正压检漏方式,即像检漏液法就不可取,否则会造成检漏液渗入真空系统,导致污染。判断真空系统是否漏气,最直接的方式是查看仪器离子源真空显示、腔体真空显示及碰撞室真空显示是否达到额定要求,通常三者真空程度依次增高。
在没有真空规指示的情况下可借助一些经验方法来判断,通常低真空系统存在较大漏气时,会发出类似水泡的咕嘟声,较小的漏气不易察觉,只能用排除法或者经验判断。若确定高真空系统不漏气,真空又达不到要求,则低真空可能存在漏气点,需要对管路进行分段检漏,一般情况下低真空系统漏气是比较容易发现和解决的。
高真空系统漏气常给操作者较大的困扰,除了真空指示外,高真空漏气的判断主要靠比较系统中空气峰的比例,查看背景质谱图,若氮气峰m/z 28峰宽很大且绝对强度高于正常状态空气本底峰一个数量级以上,另外氧气峰m/z 32峰也很大,或者m/z 28:m/z 32>3.5:1,可能存在漏气;若氧气峰m/z 32、氮气峰m/z 28、水峰m/z 18响应很高,或者m/z 28:m/z 18>1.2∶1,则说明载气中水氧净化不干净,需要更换载气净化管或更换载气。
确认真空系统存在漏气后,必须找出漏气点,否则会造成系统背景噪音高、分子涡轮泵超负荷运转而受损、影响离子化效率、降低灯丝使用寿命等。
日常最简单的真空检漏方法是将注射器针头接到检漏气体气瓶(氩气或氟里昂)的管线上,调节好流量(感觉到有气吹出即可),然后将针头对准可能漏气的部位(尤其是各个连接件的密封处)吹扫,并将质谱扫描窗口调在氩气(或氟里昂)的特征峰m/z 40(或m/z 85),观察峰强度是否增大,如果被吹扫的部位存在漏气孔,检漏气体就会由此进入真空系统,其特征峰强度明显增大。
如果没有可用的检漏气体,也可以用微量注射器抽取适量丙酮,滴在可能漏气的部位,观察丙酮特征峰m/z 43或m/z 58的变化,来确定该部位是否漏气。找到漏气点后,拧紧该部位或重新连接即可。
除非仪器发生大的故障,正常使用中,漏气点多是一些经常拆卸的接头密封垫圈(片)安装不当、破损和老化造成,适时更换密封件、正确安装和使用各种垫片、螺母和接头,是防止漏气的重要措施。
案例分析
使用Varian 300 gc-MS/MS时,可明显看到图1中1、2、3处红色椭圆圈出的三个真空度值,值越小说明真空度越好。如果拆卸色谱柱与质谱传输线端,清洗离子源及系统,重新安装好抽真空,正常状态抽真空1h后,1处真空值应该在50-5mTorr之间,太小说明色谱柱离离子源太远,太大说明传输线没有装好、或色谱柱上螺帽没有拧紧,存在漏气点,需要关机拆卸重新调节安装,以保证系统正常,抽真空过夜后,真空一般应在20mTorr以内。
图1 Varian 300 gc-MS/MS 真空状态显