Вопросы и ответы
Что такое химическая ионизация и в каких случая она используется? Для анализа каких веществ она применяется?

Химическая ионизация (Chemical Ionization, CI) - это "мягкий" метод получения ионов из молекул органических соединений, элюируемых из колонки хроматографа в ионный источник масс-спектрометрического детектора. В отличие от "жесткого" метода бомбардировки молекул электронами - ионизации электронным ударом (Electron Impact, EI -), при котором происходит фрагментация молекулы на относительно большое количество ионов, при химической ионизации происходит образование ионов со значительно меньшей фрагментацией вследствие ионно-молекулярных реакций.

Соответственно этот метод имеет свои преимущества и недостатки. Основные преимущества:

  • Получение информации о молекулярной массе молекулы, поскольку при химической ионизации образуется, как правило, только один молекулярный ион, масса которого равна массе анализируемой молекулы, В особенности это актуально для тех классов соединений, которые при электронном ударе фрагментируют с полным распадом молекулы на множество ионов, т.е. не образуют молекулярного иона.
  • Возможность исследования не только положительных, но и отрицательных ионов, в то время как при электронном ударе практически все образующиеся ионы являются положительно заряженными. При химической ионизации могут образовываться как положительные, так и отрицательно заряженные ионы. Причем для ряда соединений образование отрицательных ионов является преимущественным процессом ионизации, что приводит к увеличению чувствительности. В результате масс-спектрометрический детектор становится аналогом электронно-захватного, но с гораздо большими возможностями. Так, например, отрицательная химическая ионизация (NCI) незаменима для высокочувствительного детектирования галагено- и нитросодержащих соединений, превосходя электронный удар в положительных ионах на 2-3 порядка по чувствительности.

Недостатки:

  • масс-спектры химической ионизации малоинформативны для определения структуры молекулы и, соответственно, ее идентификации;
  • масс-спектры химической ионизации плохо воспроизводимы, поскольку зависят от множества физических параметров - давления газа-реагента, температуры в источнике, конструкции источника, чистоты газа-реагента и т.д. Поэтому, а также по причине, изложенной в предыдущем пункте, невозможно использовать эти масс-спектры для составления библиотек;
  • источник химической ионизации работает при повышенном давлении, создаваемом газом-реагентом, что приводит к более быстрому его загрязнению и более быстрому износу некоторых частей масс-спектрометра.

Таким образом, можно сказать, что масс-спектрометрический детектор с химической ионизацией – это скорее инструмент исследователя, в то время как детектор с электронным ударом – инструмент для проведения повседневных анализов.

Колонки какого диаметра требуются для применения в хромато-масс-спектрометрах?

Чем меньше поток газа-носителя через колонку - тем лучше работает масс-спектрометрический детектор, тем легче турбомолекулярному насосу откачивать газ-носитель гелий и тем меньше уровень загрязнений и шумов. Более того, чем больше диаметр колонки, тем хуже ее эффективность в ГХ/МС, поскольку часть ее длины работает под вакуумом.

Поэтому лучшие колонки - это колонки диаметром 0.25 мм или 0.1 мм.

Хотя конечно, в зависимости от конфигурации вакуумной системы откачки масс-спектрометрического детектора можно использовать любые колонки. Например:

  • при производительности насоса 70 л/с лучше, чтобы объемная скорость газа не превышала 1 мл/мин и диаметр колонки не превышал 0.25 мм,
  • при 250 л/с допустимо 2 мл/мин и даже чуть больше, а диаметр колонки не превышал 0.25 мм.
  • Колонки большего диаметра не рекомендуется использовать для масс-спектрометрического детектора, поскольку возникают проблемы по созданию требуемого давления на входе колонки или откачке больших объемов гелия, элюируемых из колонки. Для моделирования давления и потоков через колонку используйте наш газовый калькулятор.

Ранее использовались различные устройства, позволяющие использовать толстые (и даже набивные) колонки на ГХ/МС - сепараторы, открытый сброс, рестрикторы - но сейчас к ним прибегают очень редко.

На компьютере, к которому подключен DSQ, полетел Windows, поэтому полностью пришлось переустанавливать систему (Windows XP Professional) и все программное обеспечение (Хроматэк-Аналитик 2.5, Xcalibur). Однако, после переустановки система работает с ошибками. Например, в программе DSQ Tune не выводится (не прорисовывается) масс-спектр остаточных газов. Что делать?

Подобная ситуация также может возникнуть при переустановке программного обеспечения Xcalibur на другой компьютер.

Хотим обратить ваше внимание на то, что процедура установки Хроматэк-Аналитик 2.5 описана в документе "Программное обеспечение Хроматэк Аналитик 2.5/1.5. Руководство пользователя 214.00045-51И" п. 1.2.3 Установка программного обеспечения.

Процедура установки Xcalibur описана в документе "Детектор масс-спектрометрический Trace DSQ . Инструкция по монтажу, пуску и проверке 214.2.840.068ИМ" в п.10.6 Переустановка программного обеспечения.

При переустановке Xcalibur хотим обратить Ваше внимание на 3 важных момента, несоблюдение которых может привести к проблемам в работе программного обеспечения:

  1. Перед установкой необходимо войти в Пуск/Настройка/Панель управления/Язык и Региональные стандарты и установить там язык английский (Великобритания). (Если этого не сделать - будут некорректно вести себя все программы Xcalibur. Естественно при этом Вы по-прежнему будете безошибочно работать со всеми русско-язычными программами).
  2. Правильно сконфигурируйте плату Ethernet, которая работает с DSQ, для этого строго выполняйте все требования п. 10.6.3 Содержание файла Instructions.doc. (Если плата будет сконфигурирована неверно, то возможен некорректный прием данных с DSQ).
  3. При выполнении требований п. 10.6.3 Содержание файла Instructions.doc подпункт 10) вам потребуется переписать в системный реестр Windows информацию о калибровке DSQ. Делается это путем запуска файла dsq.reg, который находится на компакт-диске, поставляемым с Вашим комплексом, или на вашем компьютере. В результате заводские настройки DSQ переписываются в системный реестр Windows. Однако, если этот файл утерян или с момента выпуска прибора прошел год и более, переписанные в реестр заводские настройки мало помогут, т.к. состояние прибора изменилось, и его параметры настройки могут значительно отличаться от заводских. Поэтому может потребоваться запустить настройку и калибровку Autotune 2-3 раза, если с первого раз она не пройдет. Внимательно следите за всеми сообщениями на экране и в случае каких-то непредвиденных ситуаций делайте скриншоты с экрана, чтобы в последствии отослать их в службу технической поддержки. Для облегчения процесса восстановления настроек DSQ, лучше всего периодически, например, раз в три месяца сохранять данные о настройках DSQ в файле (более свежий вариант файла dsq.reg) и хранить этот файл отдельно (не на компьютере). Как это сделать?

Для сохранения и восстановления текущих значений параметров настройки и калибровки DSQ выполните перечисленные ниже операции (эти операции должен выполнять опытный пользователь персонального компьютера):

  • Запустите на выполнение программу редактирования системного реестра Windows regedit.
  • Встаньте на строку dsq в «дереве» системного реестра Windows, имеющую адрес [HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Finnigan\Xcalibur\Devices\dsq]
  • Сохраните информацию (параметры настройки и калибровки), соответствующую строке dsq в файле. Для этого выберите в меню программы regedit Файл\Экспорт и введите имя файла, например, tune_ date. По умолчанию этот файл tune_date.reg сохранится в папке Мои документы. Перепишите его на компакт-диск или иной носитель и храните отдельно.
  • Для восстановления параметров настройки DSQ, например, после сбоя операционной системы или после перехода на другой компьютер запустите на выполнение файл tune_date.reg и настройки вашего DSQ восстановятся.
  • Включите DSQ и запустите программу DSQ Tune. После загрузки программного обеспечения в DSQ и установления связи между программой DSQ Tune и DSQ, дождитесь откачки DSQ до форвакуумного давления ниже 60 мТорр и проведите полную диагностику DSQ: контроль наличия спектров остаточных газов (воды, азота, кислорода) в диапазоне 10-100 масс, затем контроль спектра калибровочного газа в диапазоне 50 - 650 масс и затем выполнение диагностических тестов. А уж после этого выполните AutoTune и работайте.

Масс-спектрометрический детектор или масс-селективный? Как правильно? В чем различие?

Нам часто задают вопрос: в чем разница между масс-спектрометрическим детектором и масс-селективным детектором?

Для ответа на этот вопрос мы выбрали самый простой способ - обратились к известным и знаменитым энциклопедиям..

Результаты поиска по Британской Энциклопедии Britannica Online http://www.britannica.com следующие.

  • для термина "mass spectrometric" (масс-спектрометрический) получен результат: 6.статей, в которых упоминается данное словосочетание
  • для термина "mass spectrometer" (масс-спектрометр) получен результат: 62.статьи, в которых упоминается данное словосочетание
  • для термина "mass spectral" (масс-спектральный) получен результат: 5.статей, в которых упоминается данное словосочетание
  • для термина "mass selective" получен результат, вернее, полное отсутствие результата: Sorry, we were unable to find results for your search (Извините, невозможно найти результат для Вашего запроса)

Результаты поиска по Российской мега энциклопедии на портале http://mega.km.ru/search/srch.asp (или по Большой энциклопедии Кирилла и Мефодия, 2003 на компакт диске):

  • для термина "масс-спектрометрия" найдено 10 статей, в том числе основная:
    масс-спектрометрия (масс-спектроскопия), метод исследования вещества путем определения спектра масс частиц, содержащихся в веществе, и их относительного содержания (распространенности). Универсальный аналитический метод, широко применяемый в физике, химии, биологии и др.
  • для термина "масс-спектрометр" найдено 6 статей, в том числе основная:
    масс-спектрометр - прибор для разделения ионизованных атомов или молекул по их массам. Основан на воздействии электрических и магнитных полей на пучки ионов, движущихся в вакууме. Для регистрации ионных токов обычно используются усилители постоянного тока либо фотопластинки.
  • для термина "масс-спектрометрический" найдена 1 статья - термин упоминается один раз в статье о российском химике Овчинникове Ю. А.
  • термин "масс-селективный" - не упоминается вообще

Однако полученные результаты совсем не означают, что термин "масс-селективный" не существует. Термин есть и используется, но только применительно к масс-спектрометрическим детекторам компании Agilent Technologies Inc. Причем надо отметить, что в рекламно-информационных материалах самой компании http://www.chem.agilent.com этот термин используется наряду, а порою даже и одновременно с термином масс-спектрометрический детектор, таким образом, констатируя идентичность обоих словосочетаний. В подтверждение этого сама компания Agilent Technologies Inc. позиционирует свои хромато-масс-спектрометры, как GC/MS (Gas Chromatograph/Mass Spectrometer) system, т.е. как газовый хроматограф / масс-спектрометр системы, признавая тем самым первичность термина масс-спектрометрический.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что термины масс-спектрометрический детектор и масс-селективный детектор по своей сути обозначают один и тот тип детекторов, в которых реализован один и тот же принцип разделения ионизированных частиц., а именно масс-спектрометрический метод. Однако термин масс-спектрометрический появился раньше (до появления продукции компании Agilent Technologies Inc.), при этом является первичным, более употребляемым и общепринятым во всем мире для названия данного типа детекторов.

Какой насос лучше - турбомолекулярный или диффузионный?

В поступающих к нам заявках на хромато-масс-спектрометрические комплексы потребители часто выставляют в качестве одного из требований наличие у масс-спектрометрического детектора диффузионного насоса, не подозревая при этом, что техника не стоит на месте и существует более лучший вариант - турбомолекулярный насос.

Попробуем разобраться и аргументировано ответить на вопрос: почему турбомолекулярный насос все же лучше диффузионного?

Как известно и диффузионный и турбомолекулярный насосы используются для достижения высокого вакуума в камере, где размещаются ионный источник с системой фокусирующих электрических линз, масс-анализатор с префильтром (в нашем случае - квадрупольный) и детектирующее устройство.

Можно отметить следующие преимущества при использовании турбомолекулярных насосов в сравнении с диффузионными:

  • Турбомолекулярный насос по принципу своего действия является "сухим". При его работе в вакуумную систему масс-спектрометрического детектора не попадают пары масла, которые дают свой вклад в фоновый масс-спектр. В то же время при использовании диффузионного насоса пары масла загрязняют (покрывают) все внутренние поверхности масс-детектора (источника ионов, масс-анализатора, детектора) тонкой пленкой, изменяющей параметры настройки и ведущей к постепенной деградации аналитических характеристик.
  • При возникновении аварийных ситуаций, связанных с внезапным отключением форвакуумного насоса, резкой разгерметизацией вакуумной системы, при использовании диффузионного насоса может произойти выброс масла в вакуумную камеру (манифолд) масс-детектора. После этого очистка внутренних поверхностей масс-спектрометра может представлять весьма сложную задачу, а в случае использования квадруполей, изготовленных из стекла или керамики с покрытием тонкой пленкой проводящего металла (например, золота), потребуется замена квадруполя.
  • При использовании турбомолекулярных насосов выход на рабочий режим масс-спектрометра при включении и выключение происходит значительно быстрее.
  • Диффузионный насос оборудован устройством, которое должно разогреть масло до температуры кипения. Для этого требуется время. При выключении надо ждать пока это устройство (печка) остынет.
  • Масс-спектрометрический детектор с турбомолекулярным насосом потребляет меньше электроэнергии, чем детектор с диффузионным насосом.
  • Турбомолекулярный насос выделяет меньшее количество тепла по сравнению с диффузионным насосом, предъявляя при этом более мягкие требования к системе охлаждения.
  • Благодаря более высокой производительности турбомолекулярных насосов (250 л/сек) масс-спектрометрический детектор с таким насосом обладает лучшей чувствительностью по сравнению с детектором, в котором используется диффузионный насос тех же габаритов.

Из недостатков можно отметить лишь один:

  • Срок службы диффузионных насосов больше, чем турбомолекулярных. Однако надо отметить, что он совсем не маленький и составляет более 25000 часов бесперебойной работы без дополнительного технического обслуживания.

И в заключение надо отметить, что во всех новейших моделях квадрупольных масс-спектрометрических детекторов используются турбомолекулярные насосы. Это справедливо и для хромасов DSQ от Thermo Electron, и для Shimadzu, и для Perkin Elmer, и для Varian, и даже для Agilent.

"Инертный металл" против "золота", или квадруполь из какого материала выбрать?

Нередко потребители акцентируют наше внимание на своем желании иметь масс-спектрометрический детектор с "золотыми" квадрупольными стержнями. Всегда ли такое желание оправдано?

Существует два подхода к изготовлению квадрупольных стержней масс-анализатора в масс-спектрометрическом детекторе.

Подход 1. Тело стержней (обычно гиперболического сечения) изготавливается из кварцевого стекла или керамики, а для обеспечения проводящей поверхности стержней - они покрываются золотой пленкой.

Подход 2. Стержни (обычно круглого сечения) целиком изготавливаются из инертных материалов.

Каковы преимущества использования квадрупольных стержней, изготовленных из инертного металла по сравнению с стержнями, изготовленными из кварца или керамики с покрытием пленкой золота?

  • При использовании в масс-спектрометре кварцевых стержней с золотым покрытием требуется постоянный прогрев квадрупольной сборки для уменьшения их загрязнения, что ведет к увеличению потребления электроэнергии. Дело в том, что такие стержни нельзя подвергать загрязнению, поскольку их нельзя чистить. Однако, несмотря на постоянный подогрев во время работы хромато-масс-спектрометра неминуемо часть ионов, отклоняющихся от пучка, попадает на стержни квадруполя, что приводит к их загрязнению, неравномерности квадрупольных электрических полей и потере чувствительности.
  • Металлические стержни работают при комнатной температуре. В случае использования металлических стержней, их можно чистить и чувствительность их восстанавливается. Чистка позолоченных стержней ведет к невосстановимой деградации аналитических параметров детектора.
  • Изготовление стержней квадруполя из металла требует высокой точности, что, в свою очередь, требует высокого технологического уровня. Стоимость изготовления такого квадруполя выше, чем стержней из кварца или керамики с покрытием тонкой пленкой золота.
  • Позолоченные стержни хрупкие и могут быть случайно разбиты при техническом обслуживании прибора.
  • Позолоченных стержней нельзя вообще касаться рукой.

В целом масс-спектрометрические детекторы обеих конструкций обладают примерно одинаковыми аналитическими возможностями, но детекторы со стержнями из инертного металла более предпочтительны с точки зрения простоты и эффективности технического обслуживания.

Так в масс-спектрометрическом детекторе DSQ стержни основного квадруполя выполнены из высококачественного инертного металла с высочайшей точностью, что обеспечивает практически бесконечный срок его службы.

Кроме того, перед основным аналитическим квадруполем в отличие от обычной схемы построения установлен квадрупольный префильтр, на который подается только радиочастотное напряжение. Это обеспечивает, с одной стороны, лучшую фокусировку пучка ионов, с другой стороны, предохраняет квадруполь от загрязнений. Эта технология является уникальной и запатентована Thermo Electron.

Стержни квадрупольного префильтра изогнуты, что препятствует попаданию нейтральных частиц из источника ионов на детектор и, соответственно, улучшению отношение сигнал/шум.

Кстати само название детектора DSQ происходит от английского Dual Stage Quadrupole - двустадийный квадруполь.

Гелий марки «А» или гелий марки «60»? Какой из них использовать в качестве газа-носителя для хромато-масс-спектрометра?

Ответ на данный вопрос подобен ответу на вопрос о качестве питьевой воды: воду какого качества употреблять человеку в пищу?

В оригинальной документации на масс-спектрометрический детектор прописано, что при работе с МСД требуется высокочистый гелий 99,999 в качестве газа-носителя с содержанием менее, чем 1 ppm каждой из примесей – воды, кислорода и суммарно углеводородов.

По процентному содержанию гелия, этому требованию удовлетворяет гелий марки «50» или 55, но эти марки не удовлетворяют предъявляемым требованиям (не более 0,0001 %) по содержанию воды (у гелия «50» оно не более 0,0005 %, а у гелия «55» - не более 0,0003 %. Содержание воды меньше всего в гелии марки «60» (не более 0,0002 %), хотя также превышает требуемое значение в 2 раза.

Для обеспечения требований производителя в комплекте ЗИП МСД поставляется сменный фильтр-картридж для очистки газа-носителя от кислорода, влаги и органических примесей, который обеспечивает на своем выходе чистоту газа лучше, чем 99,9999 %. Замену фильтра-картриджа рекомендуется производить как минимум один раз в год, не обращая внимания на его уровень насыщения, показываемый цветовыми индикаторами. Реальный срок замены фильтра-картриджа в пределах года напрямую зависит от чистоты входного газа. Естественно, что при питании гелием марки «60» этот срок – наибольший.

Таким образом, при наличии фильтра-картриджа и при условии его ненасыщенности, вы можете работать как с гелием марки «А», так и «60». Но при работе с насыщенным фильтром или без фильтра возрастает загрязненность МСД, ухудшаются его метрологические характеристики, увеличиваются эксплуатационные затраты.

Для справки ниже в таблице приведены физико-химические показатели гелия марок «А» и «60», в том числе и ориентировочная цена.

Контролируемые физико-химические показатели Требование к гелию по документации на МСД Гелий очищенный марка "А" Гелий высокой чистоты марка "60" Отношение численных значений характеристик гелия «60» и гелия «А»
He, % не менее   99,995 99,9999  
H2, % не более   0,0001 0,000005 20
N2, % не более   0,0005 0,000045 11
O2+Ar,% не более 0,0001 0,0001 0,000015 6,6
СО2 + СО, % не более   0,0002 0,00001 20
Углеводород, % не более 0,0001 0,0001 0,00001 10
Ne, % не более   0,004 0,000015 266
H2O, % не более 0,0001 0,0005 0,0002 2.5
Давление при стандартных условиях, МПа, не менее   15,0 15,0  
Ориентировочная цена производителя на конец 2006 г. , руб   1805,40 3363,00 1,9

Как видим, гелий марки «60» чище гелия марки «А по содержанию кислорода и аргона в 6.6 раза, по содержанию углеводородов в 10 раз, а по содержанию воды в 2.5 раза.

Где приобрести гелий марки «60»?
  1. ОАО <Линдегазрус>,
    143907, г. Балашиха - 7, ул. Белякова, д. 11 А.,
    Тел. (495) 777-70-54
    Факс (495) 777-70-48
  2. ООО "НИИ КМ", 123182, г. Москва, пл. Акад. Курчатова, д. 1,
    http://niikm.ru. Компания имеет дилеров в С-Петербурге и
    Новосибирске.
    Тел. (499) 196-79-25, 196-79-47, 196-17-06, 196-70-82
На какое время работы хватит одного баллона гелия?

Одного баллона объемом 40 л, содержащего 6000 л (6 м3) гелия при давлении 15,0 МПа, хватит примерно на 83 дня непрерывной работы при круглосуточном расходе гелия 50 мл/мин (6 000 000 / (50 * 60 * 24)).

Как разместить на рабочем месте хромато-масс-спектрометр и вспомогательное оборудование?

Пример организации рабочего места комплекса с масс-спектрометрическим детектором у потребителя. Вариант 1.

Пример организации рабочего места комплекса с масс-спектрометрическим детектором у потребителя. Вариант 2.

Пример организации рабочего места комплекса с масс-спектрометрическим детектором у потребителя в тесном помещении. Вариант 3.

Как подготовить рабочее место для установки комплекса с масс-спектрометрическим детектором (МСД)?

Требования к рабочему месту для эксплуатации комплекса с масс-спектрометрическим детектором у потребителя приведены в документе: Требования к рабочему месту хромато-масс-спектрометра. В нем отражены:

  • Требования к рабочему месту
  • Меры безопасности
  • Проверочный лист
  • Требования к компьютеру комплекса
  • Подготовка места установки
  • Требования к ширине дверей
  • Рабочий стол и требования к поверхности установки
  • Требования к освещению
  • Требования к электропитанию
  • Требования к газовому питанию
  • Требования к растворителям
  • Требования к окружающей среде
  • Требования к связи
  • Требования по непрерывности работы
  • Перечень пуско-наладочных работ
  • Что требуется знать для работы с комплексом

Какой круг задач можно решать на МСД?

Круг задач, выполняемых на МСД, определяется нормативными документами по использованию хромато-масс-спектрометров.

Все задачи можно систематизировать по следующим разделам:

  • Экология.
    Определение содержания вредных примесей в воздухе. Анализ возможен при условии предварительной концентрации проб. Связанные с этим процедуры включают экстракцию, конденсацию в ловушках или поглощение адсорбентами.
    Определение содержания вредных примесей в поверхностной, подземной и питьевой водах. Позволяет установить детальный состав загрязнений и определить их количественно на уровне ПДК. Требуется предварительное концентрирование вредных примесей при извлечении их из воды.
    Определение загрязняющих веществ в почве. Прибор позволяет идентифицировать многочисленные летучие органические соединения в почве, донных отложениях, твердых отходах и городском мусоре.
  • Токсикология. Идентификация токсичных и вредных соединений и определение их концентраций в сыворотке крови и моче. Анализ лекарственных препаратов, токсикантов. Прибор позволяет исследовать распределение, метаболизм и выведение лекарственных препаратов в организме человека. Определение примесей в лекарственных препаратах.
  • Криминалистика. Прибор позволяет проводить анализ состава наркотических и взрывчатых средств.
  • Анализ пищевых продуктов. Возможно решение следующих задач: идентификация компонентов, определяющих вкусовые характеристики продуктов и их запах; установление путей изменения исходных компонентов, определяющих изменение вкуса и запаха продуктов, идентификация новообразованных компонентов во время хранения и в процессе термического воздействия; идентификация токсичных компонентов, возникающих или привнесенных в пищевые продукты; установление путей их возникновения и изменения в результате хранения и термического воздействия.

Можно ли выполнять на данном МСД анализ диоксинов?

Для анализа диоксинов требуется МСД более высокого разрешения, чем данный прибор, который имеет единичное разрешение по массам.

Каковы наиболее вероятные причины ухудшения или пропадания сигнала МСД?

Причиной ухудшения или полного пропадания сигнала после некоторого времени нормальной работы, скорее всего, является загрязнение ионного объема, линз и искривленного префильтра. Это также проявляется в невозможности провести автоматическую настройку детектора (калибровку усиления и калибровку разрешения по массам). Для устранения данной неисправности необходимо очистить вышеуказанные детали по инструкции, приведенной в Руководстве по эксплуатации "Детектор масс-спектрометрический DSQ II", п. 2.4 - "Техническое обслуживание узла ионного источника", с помощью окиси алюминия. Интервалы между чистками составляют от нескольких дней до нескольких месяцев и зависят от интенсивности эксплуатации прибора и чистоты проб.

На какое время работы хватает одного филамента?

Продолжительность работы филамента (другими словами - катода или нити накаливания) зависит от таких факторов, как: интенсивность использования, соблюдение правил, предотвращающих окисление филамента, особенности анализируемых веществ и от других. В среднем, при ежедневном использовании, одного филамента достаточно на срок 1-2 года. Для предотвращения преждевременного старения филамента следует выключать филамент на время выхода из хроматографической колонки растворителя, а также избегать включения филамента при подтечке воздуха в вакуумную камеру.

Как часто необходимо проводить автонастройку (Autotune) МСД?

Полную автонастройку МСД следует проводить всегда после проведения технического обслуживания вакуумного блока - чистки деталей источника ионов, префильтра, снятия/установки умножителя и квадруполя и т.п. При длительной работе без вмешательства в вакуумный блок полную автонастройку необходимо выполнять перед проведением анализов, требующих высокой достоверности, но не реже одного раза в месяц.

Какого технического обслуживания требует форвакуумный насос?

Форвакуумный насос требует:

  • периодической очистки масла при появлении светлой пены, видимой через смотровое стекло,
  • добавления масла, если его уровень ниже минимальной отметки,
  • замены масла, если оно стало темным.
В документе "Руководство по установке, управлению и обслуживанию форвакуумных насосов EDWARDS", поставляемом вместе с оборудованием, приведен перечень и график работ технического обслуживания с подробным описанием всех работ:
Виды работПериодичность
Проверка уровня масла
Замена масла
Осмотр и очистка входного фильтра
Осмотр и очистка переключателя газобалласта
Очистка окна наблюдения за маслом
Очистка корпуса и крышки вентилятора мотора
Частичная переборка насоса
Замена пластин откачивающего механизма
Проверка состояния мотора 		Ежемесячно
Через 3000 часов работы
Раз в год
Раз в год
Раз в год
Раз в год
Через 15000 часов работы
Через 30000 часов работы
Через 15000 часов работы

Требуется ли ежедневное техническое обслуживание МСД?

Ежедневное техническое обслуживание МСД не требуется. В основном, требуется обслуживание по мере возникновения технических проблем.
График технического обслуживания МСД и подробные инструкции по его проведению приведен в п. 2 Руководства по эксплуатации "Детектор масс-спектрометрический DSQ II".

Для чего требуется применение ИБП? И почему его нужно включать в линию с заземлением?

ИБП требуется для того, чтобы обеспечить стабильное электрическое питание масс-спектрометра. При пропадании сетевого напряжения или его скачках, может выйти из строя турбомолекулярный насос масс-спектрометра или другие дорогостоящие узлы. ИБП следует включать в линию с заземлением для того, чтобы исключить рассогласование фаз напряжения на входе масс-спектрометра, для исключения выхода из строя источника питания масс-спектрометра. Требования к электропитанию на рабочем месте и схема подключения ИБП приведены в документе: Требования к рабочему месту хромато-масс-спектрометра.

Как долго электронный умножитель МСД сохраняет свою работоспособность?

Продолжительность работы электронного умножителя зависит от многих причин: степени загрузки МСД анализами, типа анализируемых веществ, режима анализов. Разные производители разных электронных умножителей указывают разные продолжительности времени работы, при этом, никогда не приводя точные цифры. Признаком, указывающим на необходимость замены, является увеличение при автоматической настройке величины напряжения на умножителе, до значения, близкого к 2500В, или невозможность проведения настройки коэффициента усиления детектора.

Каковы признаки подтечки воздуха и спектр вода/воздух при использовании насоса производительностью 250 литров/с?

Наличие подтечки воздуха в вакуумную камеру можно диагностировать двумя способами:

  • по отчету, сгенерированному по результатам автоматической настройки (Autotune);
  • визуально по спектру остаточных газов.
Процедура автоматической настройки МСД (Autotune) содержит тест на определение наличия подтечки (Leak Check). В зависимости от результата выполнения данного теста, в отчете, сгененрированном в конце процедуры, в разделе Leak check может быть указано:
  • ХХ% of reference - относительный уровень подтечки в процентах от эталонного значения; подтечка воздуха отсутствует, если относительный уровень менее 10%;
  • Small Air Leak - небольшая подтечка воздуха;
  • Excessive Air Leak - значительная подтечка воздуха.
Для определения наличия подтечки воздуха по спектру остаточных газов необходимо проанализировать вид масс-спектра в диапазоне 10-100 а.е.м. Получить изображение масс-спектра можно с помощью программы DSQ Tune.
При наличии подтечки воздуха, масс-спектр в диапазоне 10-100 а.е.м. будет близок к спектру атмосферного воздуха, в котором пик азота (m/z=28) в 4 раза больше пика кислорода (m/z=32), а пик воды (m/z=18) значительно ниже пика азота и кислорода (см. рисунок ниже)

Однако, соотношение высот пиков масс, при котором пик азота больше пика кислорода, а пик воды значительно ниже пиков азота и кислорода, не всегда может быть признаком подтечки воздуха, поскольку, в зависимости от различных факторов, соотношение пиков масс может изменяться.
Например, при работе масс-спектрометра с турбомолекулярным насосом производительностью 250 литров/с пик воды (m/z 18) со временем снижается, и может быть меньше пика азота (m/z 28). Пик азота может стать значительно выше пика кислорода вследствие наличия примеси азота в поступающем через ГХ-колонку гелии.
Поэтому более надежным признаком ухудшения вакуума может быть амплитуда пиков воды/воздуха. Если амплитуда пиков меньше, чем была в первое время после включения масс-спектрометра, то это означает, что подтечки нет, даже если пик воды меньше пика азота, а пик кислорода значительно ниже пика азота (см. рисунок ниже - возможный спектр остаточных газов в системе, свободной от подтечек воздуха).

Каковы наиболее частые причины ухудшения вакуума?

При появлении признаков ухудшения вакуума в первую очередь следует проверить уплотняющую ферулу переходной линии. Вследствие частых температурных циклов в термостате колонки ее герметичность может нарушиться. Вторая возможная причина - подтечка воздуха через испаритель и колонку при негерметичности мембраны испарителя. Для устранения этих причин негерметичности необходимо слегка подтянуть гайки переходной линии и мембраны испарителя соответственно.
Места подтечек воздуха можно определить:

  • Путем распыления тетрафторэтана над потенциальными местами подтечек. При наличии негерметичности в спектре появятся пики с m/z=69 и 83.
  • Путем обдува потенциальных мест подтечек аргоном. При наличии негерметичности в масс-спектре увеличится пик с m/z=40.

Есть ли необходимость выключать МСД, если с ним долгое время не работают?

Если с масс-спектрометром не работают в течение нескольких дней (до недели), то его можно оставлять включенным. Если прибор не будет использоваться несколько месяцев, то рекомендуется выключить. В то же время, необходимо иметь ввиду, что чем большее время масс-спектрометр находился в выключенном состоянии, тем больше требуется времени для выхода на режим. Например, если МСД находился в выключенном состоянии несколько месяцев, то время выхода на режим может составить одни сутки; если несколько дней - выход на режим займет несколько часов.

Как организовать отвод выхлопных газов от форвакуумного насоса?

Во время работы форвакуумного насоса через его выходной патрубок выбрасываются пары синтетического масла, заливаемого в насос. Их необходимо отводить за пределы помещения, либо улавливать с помощью специального фильтра.
Фильтр-улавливатель имеет значительную стоимость и требует периодической замены фильтрующих элементов, которые также недешевы. Поэтому наиболее простой и дешевый вариант решения этой проблемы - отводить пары масла через гибкий шланг, выведенный за пределы здания (или в вытяжку) и присоединенный к выходному патрубку насоса. Материал шланга может быть любым, но предпочтительнее гибкий и эластичный; внутренний диаметр шланга должен быть равен одному дюйму или около 25 мм (см. фото ниже).


Какие библиотеки спектров могут поставляться с масс-спектрометрическим детектором?

Как правило, с комплексом поставляется библиотека (база данных) масс-спектров веществ, наиболее часто встречающихся в практике, NIST'08, которая является продуктом Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology - NIST). Данный институт - это правительственная организация США, отвечающая за поддержку правительством науки и технологий, установление стандартов FIPS, в частности, стандартов, не составляющих государственной тайны. NIST - член ISO.
База данных содержит три библиотеки спектров, полученных в режиме электронной ионизации:

  • основную библиотеку (mainlib - Main EI MS library), содержащую 191436 спектров;
  • библиотеку спектров репликатов (replib - Replicate spectra), содержащую 28307 спектров;
  • библиотеку спектров солей (nist_salts - EI Salt Library), содержащую 717 спектров
а также
  • библиотеку спектров МС-МС (nist_msms MS/MS Library), содержащую 14,802 спектров;
  • библиотеку индексов удерживания Ковача (Retention Index Library), содержащую 293247 значений для 44008 веществ.

Основная библиотека содержит спектры веществ, наиболее часто встречающихся в практике следующих организаций:
NIST - National Institute of Standards and Technology - Национальный институт стандартов и технологий США;
EPA - Environmental Protection Agency - Управление по охране окружающей среды;
NIH - National Institutes of Health - Национальные институты здравоохранения.
Какого-либо деления или структуризации веществ (спектров) в библиотеке не предусмотрено.
Есть поиск по названию, молекулярной массе и т.д. Также реализован автоматический поиск по полученному в результате анализа спектру.
Библиотека используется со всеми масс-спектрометрами от ведущих производителей в мире.

Кроме этой библиотеки, может быть поставлена библиотека спектров Wiley AccessPak 8th Edition, также содержащая спектры веществ, наиболее часто встречающихся в практике. В ее состав также входят и спектры из библиотеки NIST. Эта библиотека содержит 399383 спектров, в том числе 310000 спектров уникальных веществ. Но это более дорогая библиотека.
Какого-либо деления или структуризации веществ (спектров) в данной библиотеке также не предусмотрено.
При необходимости мы можем произвести поставку следующих специализированных библиотек:

  • Библиотека наркотических и сильнодействующих веществ (Pfleger-Maurer-Weber library), (включает 6300 наркотических и лекарственных веществ и их метаболитов);
  • Специализированная пестицидная библиотека Thermo Finnigan (776 спектров).
 
  
 
 
 
  
  Designed by Alronix  
Повышение квалификации профессиональных бухгалтеров, курсы аудитора .