疾控系統(tǒng)常用色質(zhì)聯(lián)用儀的選購(gòu)與使用

疾控系統(tǒng)中常見(jiàn)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(guó)財(cái)政能力的日益增強(qiáng)和理化分析儀器的飛速發(fā)展，許多單位處于一個(gè)設(shè)備快速增長(zhǎng)的高峰期，提出買質(zhì)譜的單位也不少，下面針對(duì)疾控系統(tǒng)中色質(zhì)聯(lián)用儀的購(gòu)買與應(yīng)用問(wèn)題談下個(gè)人看法。

一　為什么要購(gòu)買色質(zhì)聯(lián)用儀。
從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，購(gòu)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(gè)基本邏輯：“在兩個(gè)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(gè)因素，最終導(dǎo)致了結(jié)果的不同”。
色譜定量是依據(jù)這個(gè)邏輯（在各個(gè)條件都一致時(shí)，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(gè)條件都一致時(shí)，決定保留時(shí)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(shí)間（在絕大多數(shù)情況，這甚至是唯一的依據(jù)）。我們?cè)诙ㄐ詴r(shí)的色譜理論就是：“　組分峰與標(biāo)準(zhǔn)峰保留時(shí)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(diǎn)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(gè)限定：過(guò)程中的每個(gè)因素都能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生特異性的作用。對(duì)于色譜來(lái)說(shuō)，就是“在定性時(shí)，每種不同的組份必須對(duì)應(yīng)不同的保留時(shí)間”。
然而，大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴我們，不同的組份，往往會(huì)有相同或極為相近的保留時(shí)間。
以上就是我們常說(shuō)的“色譜定性可靠度不高”的由來(lái)，在色譜實(shí)驗(yàn)中，不同的保留時(shí)間對(duì)應(yīng)不同的組份是成立的，但是反過(guò)來(lái)，相同的保留時(shí)間意味著相同的組份卻是靠不住的。
所以在實(shí)驗(yàn)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(yùn)。
人們很早就意識(shí)到了這一點(diǎn)，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(cè)器等的運(yùn)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(qiáng)了定性的可靠性。
質(zhì)譜法針對(duì)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(cè)器（如FID和TCD）一般靈敏度有限，特異性檢測(cè)器靈敏度較好但是檢測(cè)范圍有較大限制，而質(zhì)譜檢測(cè)器是一種既通用靈敏度又高的檢測(cè)器。
靈敏度取決于信號(hào)與背景，我們通常理解的增加靈敏度需要通過(guò)盡量提高待測(cè)物的信號(hào)值，作為一種通用型檢測(cè)器，質(zhì)譜儀的信號(hào)方面沒(méi)有特別過(guò)人之處；但是它的長(zhǎng)處卻在于它能大大的降低檢測(cè)背景從而數(shù)量級(jí)地提高檢測(cè)靈敏度。
檢測(cè)背景，是檢測(cè)器對(duì)樣品基礎(chǔ)成分響應(yīng)的反應(yīng)，作為通用檢測(cè)器，產(chǎn)生響應(yīng)在因素很多，所以背景會(huì)比較高，靈敏度受到限制；而質(zhì)譜檢測(cè)器通過(guò)對(duì)限定結(jié)構(gòu)信息的檢測(cè)，可以過(guò)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(gòu)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(jí)和檢測(cè)級(jí)兩類；按質(zhì)譜技術(shù)，可以分為GC－MS（氣相色譜－四級(jí)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(shí)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(duì)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(kù)可以提供一個(gè)檢索未知有機(jī)物的可能（如NIST　Chemical Structures, Wiley Library, Standard pestcide Library , Pflger Drug Library），這里要注意，我們說(shuō)的用質(zhì)譜檢測(cè)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(cè)未知物。EI源的優(yōu)勢(shì)在于官能團(tuán)的分析。
選擇EI源質(zhì)譜主要目的是進(jìn)行未知物的檢測(cè)及常規(guī)己知物的檢測(cè)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(cè)。
CI源，NCI源，如同一頁(yè)紙的兩面。前者的優(yōu)勢(shì)在于得到分子量的準(zhǔn)確信息，特別是長(zhǎng)鏈分子，如脂肪酸等，但是這時(shí)結(jié)構(gòu)的信息就比較少。后者的優(yōu)勢(shì)在于使用時(shí)可能對(duì)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(jī)氯農(nóng)藥的檢測(cè)與確證，但是它的檢測(cè)局限性也就比較大。
除離子源外，還有四級(jí)桿方面的區(qū)別，主要是單四級(jí)桿和串聯(lián)四級(jí)桿的區(qū)別，配備MS－MS的氣質(zhì)在國(guó)內(nèi)較少。
在真空系統(tǒng)方面，有分子渦輪泵和擴(kuò)散泵的區(qū)別。
常見(jiàn)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(cè)方式，如離子阱，單極四極桿，串聯(lián)四極桿和飛行時(shí)間等。
離子阱的優(yōu)勢(shì)在于比較容易得到豐富的結(jié)構(gòu)信息，對(duì)于生化和藥物結(jié)構(gòu)方面的實(shí)驗(yàn)比較適合，它的缺點(diǎn)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(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分析，也可以進(jìn)行定量分析，且價(jià)格不太高，屬于經(jīng)濟(jì)適用型液質(zhì)，對(duì)于檢測(cè)物沒(méi)有紫外吸收或簡(jiǎn)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(jí)桿液質(zhì)可以做到多級(jí)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(cè)。

三　舉例說(shuō)明如何用好色質(zhì)聯(lián)用儀。
氣質(zhì)聯(lián)用儀相對(duì)簡(jiǎn)單，可以看作是氣相色譜儀加一個(gè)質(zhì)譜檢測(cè)器，在安裝、布局和使用上不會(huì)有過(guò)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(tīng)到有一句話：“國(guó)內(nèi)的色質(zhì)聯(lián)用儀，50%在睡大覺(jué)，剩下25%在亂用，15%很少用，只有10%才是正常用” ，這樣的說(shuō)法很刺耳，但卻不能否認(rèn)他的真實(shí)性。
要想使用好色質(zhì)聯(lián)用儀，應(yīng)該從正確選型開(kāi)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(gòu)買的，一般在購(gòu)買后不久就會(huì)發(fā)現(xiàn)其靈敏度其實(shí)根本達(dá)不到所需要的檢測(cè)要求。利用常規(guī)氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行實(shí)際工作中的痕量農(nóng)藥尤其是未知農(nóng)藥是不現(xiàn)實(shí)的。但是，無(wú)心插柳柳成蔭，它卻很適合勞動(dòng)衛(wèi)生方面的檢測(cè)，氣質(zhì)聯(lián)用法非常適合于勞動(dòng)衛(wèi)生的檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)室已有一臺(tái)普通氣相色譜儀的情況下，可以作為一個(gè)極好的補(bǔ)充手段。如果認(rèn)識(shí)無(wú)誤區(qū)并應(yīng)用得當(dāng)，完全可以達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互支持的效果。使其成為衛(wèi)生檢測(cè)中唯一最適合推廣氣質(zhì)聯(lián)用法的領(lǐng)域。 為什么說(shuō)，車間空氣的檢測(cè)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(cè)成份易揮發(fā)，很容易在一個(gè)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(cè)成份的分子量范圍落在氣質(zhì)聯(lián)用儀最適合檢測(cè)的范圍內(nèi)，30－400之間；最后，車間空氣中的大多數(shù)待測(cè)成份一般濃度相對(duì)較高，不需要一個(gè)苛刻的質(zhì)譜參數(shù)即可得到良好的信號(hào)反應(yīng)。（尤其對(duì)于溶劑分析更是如此）。
考慮到疾控系統(tǒng)中理化檢測(cè)的現(xiàn)狀，氣質(zhì)聯(lián)用儀的配置首選是EI電離源，四級(jí)桿類型。資金充裕時(shí)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(cè)純品很少，不推薦使用。同時(shí)，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(shí)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(xiàng)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(gòu)買。同樣，不建議買離子阱的和單極四級(jí)桿的，前者是因?yàn)槎繂?wèn)題，后者是定性與靈敏度的問(wèn)題。
三重四極桿液質(zhì)的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)主要以MICROMASS、ABI、FINNIGAN為主，購(gòu)買時(shí)要綜合考慮到具體指標(biāo)、在當(dāng)?shù)氐姆⻊?wù)能力和在當(dāng)?shù)赜脩舻臄?shù)量及口碑。在價(jià)格方面，建議能砍地越多越好，因?yàn)橐嘿|(zhì)聯(lián)用儀價(jià)格的水分很大，而且，千萬(wàn)不要以為成交價(jià)高就意味著以后的售后服務(wù)會(huì)好些，原因很簡(jiǎn)單，這些公司的銷售和售后兩個(gè)部門是獨(dú)立運(yùn)行的，銷售掙再多的錢也不會(huì)轉(zhuǎn)移到售后部門去。
國(guó)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(gè)常被忽視的原因就是實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)。
氣質(zhì)聯(lián)用儀可以看作是氣相色譜儀加上質(zhì)量檢測(cè)器的組合，使用時(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)還是在氣相方面，對(duì)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(diǎn)就在于質(zhì)譜，液相色譜儀只是一個(gè)定量和進(jìn)樣的工具。但是液質(zhì)聯(lián)用儀要求長(zhǎng)期開(kāi)機(jī)（一次開(kāi)機(jī)的周期至少是幾個(gè)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(wèn)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(shí)，大功率的UPS是最根本的要求。功率可以選擇6KVA或10KVA，時(shí)間至少要能保證2　小時(shí)。
另外由于液質(zhì)是屬于平時(shí)不能輕易關(guān)機(jī)的儀器，所以一般都運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)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(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)時(shí)關(guān)排風(fēng)扇和照明燈，空調(diào)則至少要安裝兩臺(tái)，防止一臺(tái)故障后溫度突然升高對(duì)儀器的影響，同時(shí)兩臺(tái)空調(diào)也可以緩解長(zhǎng)期運(yùn)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?dú)夂秃�，MICROMASS公司的需要氮?dú)夂蜌鍤�，而ABI公司的則只需要氮?dú)狻?br> 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(guò)地方不能有什么易碰壞的物品。
杜瓦罐在第一次啟用時(shí)有一個(gè)準(zhǔn)備過(guò)程，這時(shí)要注意升壓閥是否開(kāi)得太大，經(jīng)常有人因?yàn)橐婚_(kāi)始總沒(méi)有氣出來(lái)就把氣閥開(kāi)得大大的，等氣壓上升時(shí)就會(huì)泄壓，浪費(fèi)嚴(yán)重。
氣的概念中還有一個(gè)“廢氣”的內(nèi)容。
廢氣包括揮發(fā)的流動(dòng)相，機(jī)械泵工作時(shí)的油氣，但最主要問(wèn)題的是在接上液相時(shí)產(chǎn)生的。
一般的液相會(huì)造成廢液，只要有個(gè)瓶子收集起來(lái)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(shí)排出室外。
“水”
液質(zhì)聯(lián)用儀在流動(dòng)相中會(huì)使用一定的水，但這并不會(huì)造成什么問(wèn)題。真正的問(wèn)題是在使用杜瓦罐時(shí)造成的。
杜瓦罐里裝的是液氮，在氣化時(shí)罐外會(huì)結(jié)冰，有時(shí)結(jié)冰的數(shù)量還相當(dāng)多。當(dāng)冰融化時(shí)，水會(huì)在地面流淌，對(duì)于有單獨(dú)的氣瓶室或者離儀器比較遠(yuǎn)則沒(méi)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(huì)造成很大的麻煩。
另一個(gè)概念就是液質(zhì)用的水，不是有了純水機(jī)就可以，還必需是保養(yǎng)得當(dāng)?shù)募兯畽C(jī)。
最后一個(gè)有關(guān)“水”的概念是由于長(zhǎng)期開(kāi)空調(diào)造成的冷凍水，這時(shí)，一臺(tái)抽濕機(jī)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(wú)法忍受”之列。這時(shí)比較好的辦法就是造一個(gè)軟墻，將儀器和操作者隔離開(kāi)。如果儀器室過(guò)于狹小，可以購(gòu)買帶排風(fēng)機(jī)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(zhǎng)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(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)
　　不論是氣質(zhì)聯(lián)用儀還是液質(zhì)聯(lián)用儀，在開(kāi)機(jī)方面，都強(qiáng)調(diào)機(jī)械泵開(kāi)啟后，一級(jí)真空到達(dá)一定程度方可啟動(dòng)分子渦輪泵。在關(guān)機(jī)時(shí)，一定要等離子源的溫度降下來(lái)為止，再停分子渦輪泵，待其轉(zhuǎn)速降低至近乎全停時(shí)才能關(guān)機(jī)械泵。
一般的氣質(zhì)聯(lián)用儀都有固定的開(kāi)關(guān)機(jī)程序，由工作站操作控制開(kāi)關(guān)機(jī)過(guò)程原則是有些液質(zhì)聯(lián)用儀則需要手工操作，這時(shí)要特別小心。
2　干凈的問(wèn)題
氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)于樣品的試劑的干凈程度與普通氣相實(shí)驗(yàn)沒(méi)什么區(qū)別，只要能上ECD的樣品，氣質(zhì)就肯定沒(méi)問(wèn)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(dòng)相要干凈。國(guó)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(dòng)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(shí)間的流動(dòng)相排除于質(zhì)譜之外。（3）在滿足靈敏度的前提下，流動(dòng)相的用量也要盡量少(摸索條件時(shí)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(shí)，濃度最好不要超過(guò)1 ppm，而做樣品時(shí)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(shí)，每天清洗一次也不過(guò)分。（5）做完樣品后，在沖柱開(kāi)始前，記得把柱出口的管路擰下來(lái)，畢竟讓這些廢液進(jìn)入質(zhì)譜腔中是毫無(wú)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(zhǎng)度要求比較嚴(yán)格，一般有專門的要求或工具度量。
對(duì)于使用液質(zhì)聯(lián)用儀時(shí)，常規(guī)液相的管路安裝好后就是相對(duì)固定的，一般除了換柱外，操作者不會(huì)對(duì)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(dòng)的地方就是儀器經(jīng)常出問(wèn)題的地方，“虛接”，“滲漏”等問(wèn)題很隱蔽，有時(shí)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(méi)有什么區(qū)別，但是在使用時(shí)卻有不少限制。（1）流動(dòng)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(guò)0.5ml/min，就算是APCI也最好不超過(guò)1ml/min。否則就要接上三通分流　　（3）最后才用液相。對(duì)于氣質(zhì)聯(lián)用儀來(lái)說(shuō)，必須通過(guò)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(shí)只需要一個(gè)針泵就行了。