以下是校準(zhǔn)同位素比質(zhì)譜儀質(zhì)量軸的具體步驟,內(nèi)容涵蓋操作要點(diǎn)、常見問題及解決方式:
一、校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
1. 儀器狀態(tài)檢查
- 真空系統(tǒng):確保真空度達(dá)標(biāo)(磁偏轉(zhuǎn)型通常<10?? mbar,四極桿型<10?? mbar),若真空不足需用氦質(zhì)譜檢漏儀排查漏點(diǎn)并處理;檢查真空泵運(yùn)行狀態(tài),避免噪音或過熱。
- 離子源:長期未用需清洗離子源部件(如EI源的燈絲、推斥極),更換或檢查燈絲以確保電子發(fā)射穩(wěn)定(如EI源電子能量設(shè)為70 eV)。
- 檢測器:測試法拉第杯或電子倍增器的基線噪聲,要求信號波動<10?12 A(如基線穩(wěn)定性不足需排查電路或更換部件)。 超聲波清洗機(jī),質(zhì)譜分析儀器,醫(yī)用冷藏箱
2. 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)準(zhǔn)備
- 氣體標(biāo)準(zhǔn):首選高純氬氣(Ar,純度≥99.999%),用于校準(zhǔn)m/z=36、38、40(對應(yīng)3?Ar、3?Ar、??Ar);備選氮?dú)猓∟?,m/z=28、30)或二氧化碳(CO?,m/z=44、45、46),需確保無雜質(zhì)干擾(如Ar中混入O?會引入m/z=32的干擾峰)。
- 進(jìn)樣系統(tǒng):氣體進(jìn)樣閥需用高純氮?dú)獯祾?–5次以排除殘留;若聯(lián)用元素分析儀(EA),需提前校準(zhǔn)燃燒效率(如CHN模式溫度≥950℃)。
3. 軟件與參數(shù)設(shè)置
- 打開儀器控制軟件(如Isodat、Isoprime),進(jìn)入“質(zhì)量軸校準(zhǔn)”模塊;預(yù)設(shè)掃描范圍為目標(biāo)離子±2 amu(如校準(zhǔn)??Ar時掃描m/z=38–42),掃描速度設(shè)為0.1 amu/s,每個質(zhì)量點(diǎn)停留≥5 s,并調(diào)整透鏡電壓使離子信號強(qiáng)度達(dá)10?11–10?1? A。
二、質(zhì)量軸校準(zhǔn)操作步驟
1. 進(jìn)樣與初始掃描
- 氣體進(jìn)樣:通過六通閥導(dǎo)入校準(zhǔn)氣體,維持流量1–5 mL/min,待信號穩(wěn)定(基線波動<5%)后開始掃描;固體/液體進(jìn)樣需通過EA聯(lián)用,稱取標(biāo)準(zhǔn)品(如硫同位素校準(zhǔn)用磺胺嘧啶)并確保燃燒完全(無碳?xì)埩簦?
- 初始掃描:手動執(zhí)行掃描,記錄各校準(zhǔn)離子的實(shí)測m/z值(如3?Ar、3?Ar、??Ar的實(shí)際峰位置)。
2. 質(zhì)量軸調(diào)整
(1)磁偏轉(zhuǎn)分析器校準(zhǔn)
- 磁場調(diào)節(jié):通過軟件或硬件微調(diào)磁場電流(磁場強(qiáng)度與m/z成正比),使實(shí)測m/z接近理論值。例如,若??Ar實(shí)測m/z=40.012,需減小磁場電流直至實(shí)測值=40.000±0.001;需依次校準(zhǔn)低、中、高質(zhì)量離子(如先3?Ar,再??Ar),確保全質(zhì)量范圍線性。 超聲波清洗機(jī),質(zhì)譜分析儀器,醫(yī)用冷藏箱
(2)四極桿分析器校準(zhǔn)
- RF/DC電壓調(diào)節(jié):調(diào)整射頻(RF)與直流(DC)電壓比例,優(yōu)化質(zhì)量過濾能力。例如,針對m/z=40離子,增大RF電壓可增強(qiáng)對m/z=40.1離子的排斥,使峰形尖銳;使用至少兩個校準(zhǔn)離子(如m/z=28和m/z=44)建立線性方程(y=ax+b),通過軟件自動擬合校正質(zhì)量軸。
3. 重復(fù)性驗(yàn)證
- 重復(fù)掃描校準(zhǔn)離子3–5次,計算實(shí)測m/z的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD):磁偏轉(zhuǎn)型需<0.005 amu,四極桿型需<0.01 amu;若偏差超限,需重新調(diào)整磁場或RF電壓直至達(dá)標(biāo)。
三、校準(zhǔn)后處理
1. 記錄與存檔
- 詳細(xì)記錄校準(zhǔn)日期、人員、儀器信息、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號、調(diào)整前后的m/z值、磁場/RF參數(shù)及重復(fù)性數(shù)據(jù)(均值、SD),并附校準(zhǔn)圖譜(標(biāo)注峰位m/z值)。
2. 與比值精度聯(lián)動驗(yàn)證
- 校準(zhǔn)后立即分析同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如IAEA-CH-6),若δ13C實(shí)測值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差>0.2‰,需排查質(zhì)量軸偏移或質(zhì)量歧視效應(yīng)。
3. 定期核查
- 日常核查:每日開機(jī)后用校準(zhǔn)氣體快速掃描,監(jiān)測質(zhì)量軸漂移(如??Ar m/z=40.000±0.002);定期校準(zhǔn):磁偏轉(zhuǎn)型每周一次(新機(jī)或更換磁場部件后需重校),四極桿型每兩周一次(更換四極桿后需重校)。
四、注意事項(xiàng)與常見問題解決
1. 關(guān)鍵操作要點(diǎn)
- 真空優(yōu)先:嚴(yán)禁在真空不足時校準(zhǔn),否則離子碰撞會降低分辨率;
- 濃度與溫度:低濃度校準(zhǔn)氣需延長掃描時間,磁偏轉(zhuǎn)型需控制實(shí)驗(yàn)室溫度(±0.5℃,避免溫度變化導(dǎo)致m/z漂移)。
2. 常見問題及解決方式
- 問題1:校準(zhǔn)離子峰展寬>0.5 amu
- 可能原因:離子源聚焦不佳或真空度不足;
- 解決方法:調(diào)整透鏡電壓,檢查真空系統(tǒng)密封性并修復(fù)漏點(diǎn)。
- 問題2:質(zhì)量軸非線性(低m/z準(zhǔn)、高m/z偏)
- 可能原因:磁偏轉(zhuǎn)分析器磁場梯度不均勻,或四極桿污染;
- 解決方法:重新繪制磁場梯度圖(磁偏轉(zhuǎn)型),或用酸液超聲清洗四極桿(四極桿型)。
- 問題3:信號強(qiáng)度驟降
- 可能原因:燈絲老化或進(jìn)樣管路堵塞;
- 解決方法:更換燈絲,用丙酮超聲清洗進(jìn)樣閥管路并吹掃。
通過以上步驟,可系統(tǒng)校準(zhǔn)同位素比質(zhì)譜儀的質(zhì)量軸,確保其在全質(zhì)量范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性,為同位素比值測量提供可靠基礎(chǔ)。操作時需嚴(yán)格遵循廠商手冊,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制流程定期驗(yàn)證。
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