液相色譜—質譜聯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—質譜聯用儀是分離分析復雜有機混合物的有效工具。結合多年的大型設備管理經驗，探討Waters液相色譜—質譜聯用儀（H-CLASS-TQ-S）的日常管理與維護保養，旨在提高儀器使用效率，更好地服務于教學與科研工作。

關鍵詞 大型儀器設備;液相色譜—質譜聯用儀;儀器管理;實驗室智慧化管理系統

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實力的體現，是高校開展教學或科研等基本職能的基礎。隨著高教事業的不斷發展，特別是“雙一流”學科建設的不斷推進，大型儀器設備的引進也成為學科建設的重要內容。為促進學科發展，合理配置大型儀器資源，吉林大學生命科學學院引進Waters

的ACQUITY UPLC H-CLASS超高效液相色譜與Xevo TQ-S三重四極桿質譜，實現液質聯用。該儀器（液相色譜—質譜聯用儀，以下簡稱液質聯用儀）面向校內外師生開放使用，充分實現優質資源共享。

設備的日常維護與管理，是提高設備使用率、充分發揮其使用效益的關鍵。本文結合吉林大學國家級生物實驗教學示范中心多年的建設與改革經驗，從儀器的共享管理、維護與保養等方面進行總結介紹[1-2]。

1 開放共享與日常管理

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

1）設備安裝時的培訓。設備安裝時，設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，將工程師的技術培訓分為三階段完成。

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，再通過上機訓練，讓師生詳細了解儀器組成，掌握儀器硬件、軟件的基礎操作流程。

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，對儀器使用過程中遇到的問題進行現場答疑與講解。

③在能夠熟練使用儀器后，再次邀請技術工程師進行儀器功能開發培訓，充分發揮液質聯用儀在教學和科研中的作用。同時，鼓勵教師積極參加廠家舉辦的培訓班，鞏固設備使用技術、提高儀器管理水平[3]。

2）日常運行中的培訓與考核。學生對儀器操作的掌握程度決定了儀器的使用壽命和效益，對儀器的穩定運行起著關鍵作用，因此，對學生定期進行儀器操作的培訓與考核就顯得尤為重要。由設備管理教師定期發布培訓計劃，有使用液質聯用儀意向的學生先進行報名參加培訓，熟讀儀器相關使用、維護等資料，根據報名人數安排2～3次集中培訓。在培訓過程中，教師會對儀器進行全方位講授，包括儀器的原理、構造、使用方法和注意事項等知識。培訓結束后進行儀器的使用考核，為考核合格者發放儀器使用合格證，其才有資格使用儀器[4-6]。在學生實驗過程中，設備管理教師不定期檢查儀器使用情況，發現違規操作及時糾正，監督指導學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，營造有利的實驗環境，制定《液質聯機室管理規定》《儀器設備培訓、考核、使用管理規定》《實驗室開放實施細則》等管理制度;將質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;根據液質聯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，結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，加強開放運行管理? 為合理利用儀器資源，提高液質聯用儀的管理水平，儀器的使用采取預約制，利用實驗室智慧化管理系統實現信息化管理。可以通過系統進行在線查詢儀器相關技術參數、在線使用預約，自主選擇使用時間等操作，充分利用管理平臺的信息優勢與管理優勢，提高開放共享效率（見圖1、圖2）。

建立完備的檔案庫，規范配件管理? 儀器檔案與配件是儀器設備的重要組成部分，是儀器設備順利運行的保障。為了規范管理，建立專門的設備檔案庫和配件庫，設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備，由專人負責歸檔與借還;結合本單位的儀器配件管理平臺，實現實驗室配件管理的規范化、信息化，不僅節約了儀器的配套成本，而且提高了設備管理的工作效率，保證了儀器的高效運行[7-9]。

2 液質聯用儀的維護與保養

液相系統

1）流動相。UPLC需使用色譜級別或質譜級別的流動相，在配制過程中要防止發生污染。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、乙酸銨等揮發性的鹽，盡量不使用非揮發性的鹽（磷酸鹽、檸檬酸

鹽等），因為非揮發性的鹽會在離子源部分結晶，造成霧化管堵塞等，甚至在質譜中很難除掉。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。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，應根據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，內有篩板。當出現柱壓太高、柱效下降或分離度下降等現象時，有可能是固體顆粒物質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。

質譜系統

1）離子源。當樣品錐孔和錐孔氣體噴嘴明顯變臟，或靈敏度明顯下降時，應對其進行清洗。可在實驗結束后，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不可恢復的阻塞、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更換密封條（Tip Seal）一次。如配備常規機械泵，需要每周檢查一次機械泵運行狀態;連續工作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）質譜清洗管路。在使用質譜進樣系統時，注意灌注質譜注射器，棕色細管要在洗液液面以下。

6）質譜重啟。質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，完成質譜軟啟動，可以解決死機及部分故障現象。如果軟啟動無法解決問題，可嘗試硬啟動。在質譜后面板底部凹槽處有兩個銀色鈕，正常都是朝上。執行重啟時，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，若長時間反復使用或者更換不同的分析化合物時，可能會引起質量數出現偏差，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，應聯系廠家工程師上門進行。

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

3 結語

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

參考文獻

[1]閆國棟，姜麗艷，李帥，等.高校大型儀器設備管理的探索[J].中國教育技術裝備，2015（16）：26-28.

[2]徐曉雅，陳鑫，鄧惠婷，等.液質聯用技術的應用與發展[J].廣州化工，2020（6）：47-49.

[3]姜麗艷，閆國棟，杜映達，等.AKTA蛋白純化系統的開放共享與維護管理[J].分析測試技術與儀器，2019（1）：57-60.

[4]閆國棟，姜麗艷，劉艷，等.實踐教學儀器設備共享平臺的建設與管理[J].中國教育技術裝備，2015（14）：28-30.

[5]宋妮，張秀麗，王聰，等.質譜實驗室大型儀器設備開放共享的實踐與探索[J].分析測試技術與儀器，2018（1）：57-60.

[6]湯海峰，程瑛琨，孟令軍，等.面向本科生開放大型儀器的實踐[J].實驗技術與管理，2015（11）：269-272.

[7]閆國棟，權宇彤，邵妍，等.儀器配件及技術文件管理系統的開發與應用[J].實驗室研究與探索，2017（2）：279-281，288.

[8]曹永正，劉洋，張海江.淺談高校大型儀器設備的維修與維護[J].實驗室科學，2012（4）：190-192，196.

[9]閆國棟，權宇彤，邵妍，等.儀器配件及技術文件管理系統的開發與應用[J].實驗室研究與探索，2017（2）：279-281，288.

[10]許紫婷，陳珠靈，孫建軍.ACQUITYArc液相色譜系統的使用與維護[J].分析測試技術與儀器，2017（3）：195-200.

[11]周陸怡，李琴.高等院校高效液相色譜的管理與維護[J].廣州化工，2019（4）：149-150，166.

[12]賈俊博.高效液相色譜儀的維護及問題處理[J].科技創新導報，2018（19）：80-81.

[13]韓彬.超高壓液相色譜-四級桿-飛行時間質譜儀的管理、維護與故障處理[J].分析測試技術與儀器，2019（1）：7-10.

[14]許曉輝，杜銳滸，楊志敏，等.氣相色譜：四極桿飛行時間串聯質譜的使用與維護保養[J].分析測試技術與儀器，2020（1）：83-86.

[15]孫雷，韓嘉媛，劉琪，等.三重四極桿質譜儀的日常維護與管理[J].中國獸藥雜志，2007（11）：55-57.