疾控系統(tǒng)常用色質(zhì)聯(lián)用儀的選購與使用

疾控系統(tǒng)中常見的色質(zhì)聯(lián)用儀主要有氣相－質(zhì)譜聯(lián)用儀和液相－質(zhì)譜聯(lián)用儀。隨著我國財政能力的日益增強和理化分析儀器的飛速發(fā)展，許多單位處于一個設(shè)備快速增長的高峰期，提出買質(zhì)譜的單位也不少，下面針對疾控系統(tǒng)中色質(zhì)聯(lián)用儀的購買與應(yīng)用問題談下個人看法。

一　為什么要購買色質(zhì)聯(lián)用儀。
從技術(shù)層面來說，購買色質(zhì)聯(lián)用儀的目的主要有兩方面：定性，靈敏度。
談到色質(zhì)聯(lián)用儀在定性方面的作用，就要先談一下從色譜理論的邏輯缺陷。
色譜定性和色譜定量都涉及到一個基本邏輯：“在兩個流程的絕大多數(shù)因素都完全一致，則唯一不相同的那一個因素，最終導(dǎo)致了結(jié)果的不同”。
色譜定量是依據(jù)這個邏輯（在各個條件都一致時，決定峰面積不同的唯一因素就是濃度的不同），色譜定性也是這樣（在各個條件都一致時，決定保留時間不同的唯一因素就是組分的不同）。
色譜定性最重要的依據(jù)就是色譜峰的保留時間（在絕大多數(shù)情況，這甚至是唯一的依據(jù)）。我們在定性時的色譜理論就是：“　組分峰與標(biāo)準(zhǔn)峰保留時間相同，則判斷該組分＝標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”。注意，我們使用的是“相同”，而上面邏輯中的重點卻是“不同”。
要使這樣的色譜理論合乎邏輯，必須加上至少一個限定：過程中的每個因素都能對結(jié)果產(chǎn)生特異性的作用。對于色譜來說，就是“在定性時，每種不同的組份必須對應(yīng)不同的保留時間”。
然而，大量的實驗結(jié)果告訴我們，不同的組份，往往會有相同或極為相近的保留時間。
以上就是我們常說的“色譜定性可靠度不高”的由來，在色譜實驗中，不同的保留時間對應(yīng)不同的組份是成立的，但是反過來，相同的保留時間意味著相同的組份卻是靠不住的。
所以在實驗中，排除是相當(dāng)有信心的，而確認(rèn)則在相當(dāng)程度上是“靠天吃飯”，有一部分是憑撞大運。
人們很早就意識到了這一點，也在想辦法提高定性的準(zhǔn)確性，所以有了加標(biāo)確定法，雙柱法，二極管陣列檢測器等的運用，在這幾種方法中，加標(biāo)確認(rèn)法在概念上就不正確，雙柱法也近于隔靴搔癢，二極管陣列法能起有些作用，可惜特異性不高，也容易造成冤案。
在色譜中引入質(zhì)譜技術(shù)法后，大大增強了定性的可靠性。
質(zhì)譜法針對的是分子結(jié)構(gòu)，信息特征且豐富，甚至在一定程度上可以擺脫標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的限制。

下面談下靈敏度。
通用型檢測器（如FID和TCD）一般靈敏度有限，特異性檢測器靈敏度較好但是檢測范圍有較大限制，而質(zhì)譜檢測器是一種既通用靈敏度又高的檢測器。
靈敏度取決于信號與背景，我們通常理解的增加靈敏度需要通過盡量提高待測物的信號值，作為一種通用型檢測器，質(zhì)譜儀的信號方面沒有特別過人之處；但是它的長處卻在于它能大大的降低檢測背景從而數(shù)量級地提高檢測靈敏度。
檢測背景，是檢測器對樣品基礎(chǔ)成分響應(yīng)的反應(yīng)，作為通用檢測器，產(chǎn)生響應(yīng)在因素很多，所以背景會比較高，靈敏度受到限制；而質(zhì)譜檢測器通過對限定結(jié)構(gòu)信息的檢測，可以過濾掉大多數(shù)不需要的背景信息，例如氣質(zhì)聯(lián)用的SIM方式和液質(zhì)聯(lián)用的MRM方式。

二　疾控系統(tǒng)中常用色質(zhì)聯(lián)用儀的類型
出于不同的使用目的，決定購買不同類型的色質(zhì)聯(lián)用儀。
氣質(zhì)聯(lián)用儀的分類有很多方法，按儀器尺寸可以分為大型、中型、小型；按儀器性能，可能分為研究級和檢測級兩類；按質(zhì)譜技術(shù)，可以分為GC－MS（氣相色譜－四級桿或磁質(zhì)譜），GC－ITMS（氣相色譜－離子阱質(zhì)譜），GC－TOFMS（氣相色譜－飛行時間質(zhì)譜）；按分辨率，可以分為高分辨（分辨率高于5000），中分辨（分辨率在1000至5000之間），低分辨（分辨率低于1000）。
對于一般的用戶，最需要關(guān)注的在于離子化源，如EI源，CI源，NCI源。
EI源，是我們用的最多的一種，屬于最中庸的一種選擇。70　電子伏的標(biāo)準(zhǔn)譜庫可以提供一個檢索未知有機物的可能（如NIST　Chemical Structures, Wiley Library, Standard pestcide Library , Pflger Drug Library），這里要注意，我們說的用質(zhì)譜檢測未知物，指的僅僅就是EI源的質(zhì)譜，其它象CI源的或MS－MS的或者所有的液質(zhì)，都不能檢測未知物。EI源的優(yōu)勢在于官能團的分析。
選擇EI源質(zhì)譜主要目的是進(jìn)行未知物的檢測及常規(guī)己知物的檢測確認(rèn)，也適合新手入門學(xué)習(xí)，只是靈敏度有限，不適合進(jìn)行甚低含量的檢測。
CI源，NCI源，如同一頁紙的兩面。前者的優(yōu)勢在于得到分子量的準(zhǔn)確信息，特別是長鏈分子，如脂肪酸等，但是這時結(jié)構(gòu)的信息就比較少。后者的優(yōu)勢在于使用時可能對電負(fù)性組份達(dá)到接近于ECD的水平，比較適合進(jìn)行有機氯農(nóng)藥的檢測與確證，但是它的檢測局限性也就比較大。
除離子源外，還有四級桿方面的區(qū)別，主要是單四級桿和串聯(lián)四級桿的區(qū)別，配備MS－MS的氣質(zhì)在國內(nèi)較少。
在真空系統(tǒng)方面，有分子渦輪泵和擴散泵的區(qū)別。
常見液質(zhì)聯(lián)用儀的分類更復(fù)雜一些。離子源就有多種，比較常用的有電噴霧電離（ESI）和大氣壓化學(xué)電離（APCI）等，但是最主要的區(qū)別在于檢測方式，如離子阱，單極四極桿，串聯(lián)四極桿和飛行時間等。
離子阱的優(yōu)勢在于比較容易得到豐富的結(jié)構(gòu)信息，對于生化和藥物結(jié)構(gòu)方面的實驗比較適合，它的缺點在于基本不能定量且TRAP容易污染等，常不適合進(jìn)行食品分析。
單極質(zhì)譜可以進(jìn)行簡單的結(jié)構(gòu)分析，也可以進(jìn)行定量分析，且價格不太高，屬于經(jīng)濟適用型液質(zhì)，對于檢測物沒有紫外吸收或簡單結(jié)構(gòu)判斷的常量分析比較合適，但是靈敏度不太高，也容易受到雜質(zhì)干擾。
串聯(lián)四級桿液質(zhì)可以做到多級的結(jié)構(gòu)分析，且由于扣除背景較好，能夠進(jìn)行超低含量的分析。適合進(jìn)行低含量的檢測。

三　舉例說明如何用好色質(zhì)聯(lián)用儀。
氣質(zhì)聯(lián)用儀相對簡單，可以看作是氣相色譜儀加一個質(zhì)譜檢測器，在安裝、布局和使用上不會有過多特殊要求，復(fù)雜的是液質(zhì)聯(lián)用儀。
從某儀器銷售那里聽到有一句話：“國內(nèi)的色質(zhì)聯(lián)用儀，50%在睡大覺，剩下25%在亂用，15%很少用，只有10%才是正常用” ，這樣的說法很刺耳，但卻不能否認(rèn)他的真實性。
要想使用好色質(zhì)聯(lián)用儀，應(yīng)該從正確選型開始。

首先談下氣質(zhì)聯(lián)用儀。
疾控系統(tǒng)中的氣質(zhì)聯(lián)用儀，至少有三分之二是以做未知農(nóng)藥為理由購買的，一般在購買后不久就會發(fā)現(xiàn)其靈敏度其實根本達(dá)不到所需要的檢測要求。利用常規(guī)氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行實際工作中的痕量農(nóng)藥尤其是未知農(nóng)藥是不現(xiàn)實的。但是，無心插柳柳成蔭，它卻很適合勞動衛(wèi)生方面的檢測，氣質(zhì)聯(lián)用法非常適合于勞動衛(wèi)生的檢測，在實驗室已有一臺普通氣相色譜儀的情況下，可以作為一個極好的補充手段。如果認(rèn)識無誤區(qū)并應(yīng)用得當(dāng)，完全可以達(dá)到取長補短，相互支持的效果。使其成為衛(wèi)生檢測中唯一最適合推廣氣質(zhì)聯(lián)用法的領(lǐng)域。 為什么說，車間空氣的檢測比較適合應(yīng)用氣質(zhì)聯(lián)用呢？首先，車間空氣中的大多數(shù)待測成份易揮發(fā)，很容易在一個溫度不需太高的進(jìn)樣口中汽化，并在毛細(xì)管柱中良好分離；　其次，車間空氣中的大多數(shù)待測成份的分子量范圍落在氣質(zhì)聯(lián)用儀最適合檢測的范圍內(nèi)，30－400之間；最后，車間空氣中的大多數(shù)待測成份一般濃度相對較高，不需要一個苛刻的質(zhì)譜參數(shù)即可得到良好的信號反應(yīng)。（尤其對于溶劑分析更是如此）。
考慮到疾控系統(tǒng)中理化檢測的現(xiàn)狀，氣質(zhì)聯(lián)用儀的配置首選是EI電離源，四級桿類型。資金充裕時可以配上CI源，但是前題是與EI源要轉(zhuǎn)換方便且互不影響（畢竟在絕大多數(shù)情況下是以EI源為主），至于DI方式，由于疾控系統(tǒng)中檢測純品很少，不推薦使用。同時，不推薦離子阱，MS－MS也不能作為首選。
下面談?wù)勔嘿|(zhì)聯(lián)用儀。
在疾控系統(tǒng)中應(yīng)用液質(zhì)聯(lián)用儀，應(yīng)該把目的放在“微量的已知化學(xué)品的定量分析”上，不是藥物，也不是生化，同時一定要做好定量。
按這樣的要求，三重四極桿的液質(zhì)聯(lián)用儀差不多是唯一的選擇。配置的可選項也不多，主要是ESI和APCI，前面用得最多，后者要在和前者切換方便的前題下才可購買。同樣，不建議買離子阱的和單極四級桿的，前者是因為定量問題，后者是定性與靈敏度的問題。
三重四極桿液質(zhì)的產(chǎn)品在國內(nèi)主要以MICROMASS、ABI、FINNIGAN為主，購買時要綜合考慮到具體指標(biāo)、在當(dāng)?shù)氐姆��?wù)能力和在當(dāng)?shù)赜脩舻臄?shù)量及口碑。在價格方面，建議能砍地越多越好，因為液質(zhì)聯(lián)用儀價格的水分很大，而且，千萬不要以為成交價高就意味著以后的售后服務(wù)會好些，原因很簡單，這些公司的銷售和售后兩個部門是獨立運行的，銷售掙再多的錢也不會轉(zhuǎn)移到售后部門去。
國內(nèi)色質(zhì)聯(lián)用儀（尤其是液質(zhì)聯(lián)用儀）使用得不太好的主要原因，除了造型與定位外，還有一個常被忽視的原因就是實驗室的設(shè)計。
氣質(zhì)聯(lián)用儀可以看作是氣相色譜儀加上質(zhì)量檢測器的組合，使用時重點和難點還是在氣相方面，對于儀器室環(huán)境的要求也不算太高。而液質(zhì)聯(lián)用儀（以三重四極桿質(zhì)譜為例）的重點就在于質(zhì)譜，液相色譜儀只是一個定量和進(jìn)樣的工具。但是液質(zhì)聯(lián)用儀要求長期開機（一次開機的周期至少是幾個月），因此，儀器室的建設(shè)是否專業(yè)就比一般儀器要重要得多，這是決定液質(zhì)儀能否做好、能否做久的基礎(chǔ)。
液質(zhì)儀器室除墻地桌椅外，容易出問題的有“電、氣、水、聲”四方面。
“電”
良好的供電，是液質(zhì)聯(lián)用儀正常工作的最起碼需要。我們需要良好的電壓，良好的接地，良好的供電保證。這時，大功率的UPS是最根本的要求。功率可以選擇6KVA或10KVA，時間至少要能保證2　小時。
另外由于液質(zhì)是屬于平時不能輕易關(guān)機的儀器，所以一般都運行很長時間，對于儀器室內(nèi)的其它設(shè)施如空調(diào)和排風(fēng)扇，也要考慮如何保證安全。我的建議就是工作人員長時間離開時關(guān)排風(fēng)扇和照明燈，空調(diào)則至少要安裝兩臺，防止一臺故障后溫度突然升高對儀器的影響，同時兩臺空調(diào)也可以緩解長期運轉(zhuǎn)造成的壓力。
“氣”
不同公司的液質(zhì)聯(lián)用儀需要不同的氣源方案，如菲尼根公司的需要氮氣和氦氣，MICROMASS公司的需要氮氣和氬氣，而ABI公司的則只需要氮氣。
如果不想一天換一瓶氣的話，使用杜瓦罐差不多是唯一的選擇。由于杜瓦罐笨拙沉重，所以我們要在空間上給予換氣工作以便利，如盡量使杜瓦罐能放在門口附近，杜瓦罐經(jīng)過地方不能有什么易碰壞的物品。
杜瓦罐在第一次啟用時有一個準(zhǔn)備過程，這時要注意升壓閥是否開得太大，經(jīng)常有人因為一開始總沒有氣出來就把氣閥開得大大的，等氣壓上升時就會泄壓，浪費嚴(yán)重。
氣的概念中還有一個“廢氣”的內(nèi)容。
廢氣包括揮發(fā)的流動相，機械泵工作時的油氣，但最主要問題的是在接上液相時產(chǎn)生的。
一般的液相會造成廢液，只要有個瓶子收集起來就行，而液質(zhì)則不同，液體全部氣化，以每分鐘幾十升的廢氣形式存在，如此驚人的體積必須及時排出室外。
“水”
液質(zhì)聯(lián)用儀在流動相中會使用一定的水，但這并不會造成什么問題。真正的問題是在使用杜瓦罐時造成的。
杜瓦罐里裝的是液氮，在氣化時罐外會結(jié)冰，有時結(jié)冰的數(shù)量還相當(dāng)多。當(dāng)冰融化時，水會在地面流淌，對于有單獨的氣瓶室或者離儀器比較遠(yuǎn)則沒有什么影響，但是如果杜瓦罐放在儀器邊上，則流淌的水可能會造成很大的麻煩。
另一個概念就是液質(zhì)用的水，不是有了純水機就可以，還必需是保養(yǎng)得當(dāng)?shù)募兯畽C。
最后一個有關(guān)“水”的概念是由于長期開空調(diào)造成的冷凍水，這時，一臺抽濕機就成為必備的設(shè)施。
“聲”
一般的色譜儀都是比較安靜的，即使是氣質(zhì)聯(lián)用儀，真空到了一定程度后噪音也不明顯。但是液質(zhì)聯(lián)用儀的噪音已經(jīng)屬于“無法忍受”之列。這時比較好的辦法就是造一個軟墻，將儀器和操作者隔離開。如果儀器室過于狹小，可以購買帶排風(fēng)機的密封箱(有商品賣)，也能降低不少。
儀器能否用好，工作人員的因素至關(guān)重要。如果工作環(huán)境使人難以忍受或不愿長呆，儀器能否用好也是可想而知的。

四　使用好色譜聯(lián)用儀的一些細(xì)節(jié)。
　　1　開機與關(guān)機
　　不論是氣質(zhì)聯(lián)用儀還是液質(zhì)聯(lián)用儀，在開機方面，都強調(diào)機械泵開啟后，一級真空到達(dá)一定程度方可啟動分子渦輪泵。在關(guān)機時，一定要等離子源的溫度降下來為止，再停分子渦輪泵，待其轉(zhuǎn)速降低至近乎全停時才能關(guān)機械泵。
一般的氣質(zhì)聯(lián)用儀都有固定的開關(guān)機程序，由工作站操作控制開關(guān)機過程原則是有些液質(zhì)聯(lián)用儀則需要手工操作，這時要特別小心。
2　干凈的問題
氣質(zhì)聯(lián)用儀對于樣品的試劑的干凈程度與普通氣相實驗沒什么區(qū)別，只要能上ECD的樣品，氣質(zhì)就肯定沒問題。
最要注意“干凈”的是液質(zhì)聯(lián)用儀，主要表現(xiàn)在（1）流動相要干凈。國產(chǎn)的試劑就想也不要想了，進(jìn)口的都不能保證一定好用，特別是流動相用的水，一定要干凈。（2）樣品前處理要盡量干凈。(當(dāng)然干凈與效率和回收是成反比的，要綜合考慮)。最好能配上十通閥，將非出峰時間的流動相排除于質(zhì)譜之外。（3）在滿足靈敏度的前提下，流動相的用量也要盡量少(摸索條件時盡量考慮普通液相)，進(jìn)樣量盡量小，進(jìn)樣濃度盡量低，在針泵模式時，濃度最好不要超過1 ppm，而做樣品時的樣液濃度應(yīng)該更低。（4）離子源要常清洗干凈，樣品量大時，每天清洗一次也不過分。（5）做完樣品后，在沖柱開始前，記得把柱出口的管路擰下來，畢竟讓這些廢液進(jìn)入質(zhì)譜腔中是毫無意義的。
3 連接管路
氣質(zhì)聯(lián)用儀的管路基本固定，需要注意的是氣相柱進(jìn)入質(zhì)譜腔中的長度要求比較嚴(yán)格，一般有專門的要求或工具度量。
對于使用液質(zhì)聯(lián)用儀時，常規(guī)液相的管路安裝好后就是相對固定的，一般除了換柱外，操作者不會對管路進(jìn)行拆接工作。而液質(zhì)由于存在著針泵進(jìn)樣方式，所以管路經(jīng)常需要有拆接行為，凡是我們經(jīng)常動的地方就是儀器經(jīng)常出問題的地方，“虛接”，“滲漏”等問題很隱蔽，有時很不好找。
4，液質(zhì)聯(lián)用儀與普通液相色譜儀的區(qū)別
液質(zhì)聯(lián)用儀所用的液相色譜儀與普通的液相在結(jié)構(gòu)上沒有什么區(qū)別，但是在使用時卻有不少限制。（1）流動相組成受限制。如不能用不揮發(fā)的緩沖鹽和有酸類，象磷酸和磷酸鹽是禁止使用的。因此，液質(zhì)聯(lián)用儀用的多是甲酸、乙酸、醋酸銨之類。�。�2）流量有一定的限制，如ESI源不能超過0.5ml/min，就算是APCI也最好不超過1ml/min。否則就要接上三通分流　�。�3）最后才用液相。對于氣質(zhì)聯(lián)用儀來說，必須通過氣相色譜儀進(jìn)樣(能直接進(jìn)樣的不多)。而液質(zhì)聯(lián)用儀在最后一步才需要連接液相，條件摸索時只需要一個針泵就行了。