高分辨質譜儀操作規程

高分辨質譜儀標準操作規程與進階維護指南

在藥物分析、代謝組學及環境監測等科研領域，高分辨質譜儀（如Orbitrap或Q-TOF）憑借其的質量精度和高分辨率，成為了不可或缺的核心工具。這類高精密儀器的性能表現極度依賴于規范化的操作規程。本文基于實驗室管理經驗，總結出一套標準化的操作流程與關鍵參數控制要點。

系統環境校驗與啟動前準備

高分辨質譜對環境的敏感度遠超常規單四極桿質譜。在開啟儀器前，必須確認實驗室環境符合以下硬性指標：

• 環境溫度： 20℃-25℃，波動每小時不得超過±1℃。溫度波動會直接導致質量軸漂移（Mass Drift）。
• 濕度控制： 相對濕度保持在40%-60%，避免高濕度引發的高壓模塊放電風險。
• 供氣純度： 氮氣（N?）純度需≥99.999%，高純氦氣（He）作為碰撞氣時純度需達到99.9999%。

啟動階段，需依次開啟機械泵、分子泵，待真空度達到工作范圍（通常分析器真空度需優于1×10?? mbar）后方可加載高壓。

質量軸校正與性能驗證

質量精度是高分辨質譜的靈魂。在進行樣品分析前，必須執行全量程的質量校正（Calibration）。

核心性能指標參考列表

校正液應選用廠家推薦的標準品（如Ultramark 1621或特定咖啡因混合液），確保校正峰的信號強度處于$10^6$至$10^8$之間。若偏差超過預設范圍，需檢查噴霧針位置及離子傳輸管是否污染。

樣品制備與進樣策略

高分辨質譜的精密度要求樣品必須高度“潔凈”。

1. 溶劑等級： 必須使用LC-MS級溶劑。普通分析純或優級純溶劑中微量的堿金屬離子會產生嚴重的加合離子信號，抑制目標物電離。
2. 過濾處理： 樣品需經過0.22μm有機系濾膜過濾，防止顆粒物堵塞ESI噴針。
3. 基質效應控制： 對于復雜基質（如生物樣本），建議采用SPE固相萃取或QuEChERS方法進行前處理，將總進樣濃度控制在100 ng/mL以下，以延長離子源維護周期。

數據采集參數優化

在采集設置中，需平衡掃描速度與分辨率。對于LC-MS聯用，若色譜峰寬為5-10秒，建議每個峰至少保留12-15個數據點。

• 正負離子切換： 若需同步監測，需確認切換時間（Polarity Switching Time）是否匹配色譜流速。
• 動態排除（Dynamic Exclusion）： 在進行DDA（數據依賴型采集）時，設置合理的排除時間，避免重復采集高響應的背景噪聲。

日常維護與規范關機

實驗結束后的維護直接決定了儀器的使用壽命。

• 清洗離子源： 每日運行結束后，應使用50%甲醇水溶液，以200 μL/min的流速沖洗離子源15-30分鐘，徹底清除積聚的鹽分和不揮發性物質。
• 待機設置： 關機前先關閉高壓（High Voltage）和加熱氣（Heater），待源溫降至室溫后再關閉輔助氣。
• 日志記錄： 詳盡記錄分子泵轉速、電流以及真空度數值。一旦發現真空泵電流異常上升，往往預示著系統存在微漏或泵油性能下降。

通過執行上述精細化管理規程，不僅能顯著提升數據的科學性與重復性，更能將儀器的非計劃停機率降低40%以上。對于實驗室從業者而言，敬畏每一項技術參數，方能發揮高分辨質譜的極限性能。