高分辨质谱仪操作规程

高分辨质谱仪标准操作规程与进阶维护指南

在药物分析、代谢组学及环境监测等科研领域，高分辨质谱仪（如Orbitrap或Q-TOF）凭借其的质量精度和高分辨率，成为了不可或缺的核心工具。这类高精密仪器的性能表现极度依赖于规范化的操作规程。本文基于实验室管理经验，总结出一套标准化的操作流程与关键参数控制要点。

系统环境校验与启动前准备

高分辨质谱对环境的敏感度远超常规单四极杆质谱。在开启仪器前，必须确认实验室环境符合以下硬性指标：

• 环境温度： 20℃-25℃，波动每小时不得超过±1℃。温度波动会直接导致质量轴漂移（Mass Drift）。
• 湿度控制： 相对湿度保持在40%-60%，避免高湿度引发的高压模块放电风险。
• 供气纯度： 氮气（N₂）纯度需≥99.999%，高纯氦气（He）作为碰撞气时纯度需达到99.9999%。

启动阶段，需依次开启机械泵、分子泵，待真空度达到工作范围（通常分析器真空度需优于1×10⁻⁶ mbar）后方可加载高压。

质量轴校正与性能验证

质量精度是高分辨质谱的灵魂。在进行样品分析前，必须执行全量程的质量校正（Calibration）。

核心性能指标参考列表

校正液应选用厂家推荐的标准品（如Ultramark 1621或特定咖啡因混合液），确保校正峰的信号强度处于$10^6$至$10^8$之间。若偏差超过预设范围，需检查喷雾针位置及离子传输管是否污染。

样品制备与进样策略

高分辨质谱的精密度要求样品必须高度“洁净”。

1. 溶剂等级： 必须使用LC-MS级溶剂。普通分析纯或优级纯溶剂中微量的碱金属离子会产生严重的加合离子信号，抑制目标物电离。
2. 过滤处理： 样品需经过0.22μm有机系滤膜过滤，防止颗粒物堵塞ESI喷针。
3. 基质效应控制： 对于复杂基质（如生物样本），建议采用SPE固相萃取或QuEChERS方法进行前处理，将总进样浓度控制在100 ng/mL以下，以延长离子源维护周期。

数据采集参数优化

在采集设置中，需平衡扫描速度与分辨率。对于LC-MS联用，若色谱峰宽为5-10秒，建议每个峰至少保留12-15个数据点。

• 正负离子切换： 若需同步监测，需确认切换时间（Polarity Switching Time）是否匹配色谱流速。
• 动态排除（Dynamic Exclusion）： 在进行DDA（数据依赖型采集）时，设置合理的排除时间，避免重复采集高响应的背景噪声。

日常维护与规范关机

实验结束后的维护直接决定了仪器的使用寿命。

• 清洗离子源： 每日运行结束后，应使用50%甲醇水溶液，以200 μL/min的流速冲洗离子源15-30分钟，彻底清除积聚的盐分和不揮发性物质。
• 待机设置： 关机前先关闭高压（High Voltage）和加热气（Heater），待源温降至室温后再关闭辅助气。
• 日志记录： 详尽记录分子泵转速、电流以及真空度数值。一旦发现真空泵电流异常上升，往往预示着系统存在微漏或泵油性能下降。

通过执行上述精细化管理规程，不仅能显著提升数据的科学性与重复性，更能将仪器的非计划停机率降低40%以上。对于实验室从业者而言，敬畏每一项技术参数，方能发挥高分辨质谱的极限性能。