關(guān)開祺

摘 要：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是實(shí)驗(yàn)室必不可少的分析工具，近年來(lái)，其校準(zhǔn)操作工作也成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)圍繞信噪比、質(zhì)量準(zhǔn)確性和測(cè)量重復(fù)性等方面對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)操作的相關(guān)問題進(jìn)行探討，以期為類似研究提供參考。

關(guān)鍵詞：氣相色譜；質(zhì)譜；信噪比；測(cè)量

中圖分類號(hào)：TH833；TH843 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0018-02

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是一種結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜的特性，在試樣中鑒別不同物質(zhì)的方法，它已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、食品安全和環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀經(jīng)過大半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)的分離、檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集等性能得到了較大的提高，已成為一套較成熟的定量工具。但目前，國(guó)內(nèi)有許多氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀性能各異、功能多樣，這給氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的校準(zhǔn)工作帶來(lái)一定的難度。因此，本文針對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)工作中的一些問題進(jìn)行探討，希望對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的應(yīng)用有所幫助。

1 信噪比

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀習(xí)慣直接用信號(hào)與噪聲比（S/N）來(lái)檢驗(yàn)儀器的靈敏度。采用一定濃度的標(biāo)樣，在一定的操作條件下采集質(zhì)譜圖，選擇某一質(zhì)量離子信號(hào)峰值和某一段基線的噪聲峰值，計(jì)算出它們的比值。信號(hào)峰值區(qū)所選擇的是質(zhì)量離子的峰高，而在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)規(guī)范實(shí)際操作中，需注意的問題是，基線的噪聲峰值有三種不同的定義：峰/峰（perk to perk）信噪比，用某一段基線噪聲的平均高度值計(jì)算；峰/半峰（half perk to perk）信噪比，用某一段基線噪聲平均高度的1/2值計(jì)算；均方根（RMS）信噪比，用某一段基線噪聲的均方根值計(jì)算。由此可以看出，如果某臺(tái)儀器的峰/峰信噪比為264∶1，其均方根信噪則比為2 613∶1，所以說(shuō)，基于不同定義計(jì)算的信噪比是有很大差別的。

在JJF 1164—2006中規(guī)定，EI源信噪比的檢測(cè)是在一定條件下，注入100 pg/μL的八氟萘-異辛烷溶液1.0 μL，提取m/z=272離子，再現(xiàn)質(zhì)量色譜圖，根據(jù)公式（1）計(jì)算S/N.

S/N=H272/H噪聲。 （1）

式（1）中：H272——提取離子（m/z）的峰高；

H噪聲——基線噪聲。

校準(zhǔn)規(guī)范中所說(shuō)的信噪比是指峰/峰信噪比。筆者在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，遇到很多儀器廠家的工作站中都有相應(yīng)的信噪比（S/N）計(jì)算功能，但其所依據(jù)的定義各不相同，有的明確指出是哪一種信噪比，但也有的僅給出一個(gè)數(shù)據(jù)，因此，在校準(zhǔn)時(shí)，不能把通過軟件計(jì)算的信噪比結(jié)果直接拿來(lái)用，而要有一個(gè)基本的判斷。如果無(wú)法確定軟件計(jì)算出的是哪一種信噪比結(jié)果，就應(yīng)該將圖譜打印出來(lái)，自己用尺測(cè)量，然后作相應(yīng)的計(jì)算，這樣才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

另外，在進(jìn)行信噪比檢測(cè)時(shí)，還會(huì)遇到閾值設(shè)定的問題。一般情況下，質(zhì)譜的參數(shù)設(shè)置中都有閾值設(shè)置，大都為默認(rèn)值，不同型號(hào)儀器的設(shè)置各不相同。閾值設(shè)定是指檢出的離子響應(yīng)在閾值設(shè)定值以上才會(huì)顯示在質(zhì)譜圖中，低于此閾值的均被屏蔽掉。因此，在檢測(cè)儀器信噪比時(shí)，必須將閾值設(shè)置改為0，讓所有的基線噪聲響應(yīng)均被采集下來(lái)，通過計(jì)算得到最準(zhǔn)確的信噪比。如果閾值設(shè)置不為0，則儀器低于閾值的基線噪聲均被屏蔽，采集得到的并非儀器真實(shí)的基線噪聲，計(jì)算得到的信噪比將會(huì)比實(shí)際值大。甚至當(dāng)儀器的基線噪聲很小，全都低于閾值時(shí)，采集得到的基線噪聲將會(huì)變成一根直線，從而無(wú)法計(jì)算信噪比。

2 質(zhì)量準(zhǔn)確性

在JJF1164—2006中規(guī)定，關(guān)于質(zhì)量準(zhǔn)確性的測(cè)量是在一定條件下，注入10.0 ng/μL的硬脂酸甲酯-異辛烷溶液1.0 μL，記錄74，143，199，255和298等硬脂酸甲酯主要離子的實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)，根據(jù)公式（2）計(jì)算實(shí)測(cè)值與理論值之差，以此評(píng)價(jià)質(zhì)量的準(zhǔn)確性。

△M= i測(cè)-Mi理 （2）

式（2）中： i測(cè)——第i個(gè)離子三次測(cè)量平均值，u；

Mi理——第i個(gè)離子理論值，u。

由此可見，不同離子源得到的質(zhì)譜圖是不同的，在硬脂酸甲酯EI質(zhì)譜圖中，可以看到其主要離子的實(shí)測(cè)質(zhì)荷比數(shù)分別為74.1，143.1，199.1，255.2，298.3，計(jì)算得到實(shí)測(cè)值與理論值之差。而在用甲烷為反應(yīng)氣的硬脂酸甲酯正CI質(zhì)譜圖中，255和298無(wú)法找到，因此，只有EI源可以通過74，143，199，255和298這五個(gè)主要離子峰來(lái)進(jìn)行質(zhì)量準(zhǔn)確性的檢測(cè)。而正CI源進(jìn)行質(zhì)量準(zhǔn)確性檢測(cè)，無(wú)法計(jì)算255和298這兩個(gè)離子的質(zhì)量準(zhǔn)確性，只能通過74，143和199這三個(gè)離子來(lái)計(jì)算其質(zhì)量準(zhǔn)確性。

隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)技術(shù)的要求不斷提高，越來(lái)越多的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS/MS）被廣泛應(yīng)用在各環(huán)節(jié)中。目前，對(duì)此類二級(jí)質(zhì)譜的技術(shù)指標(biāo)要求在JJF 1164—2006中未涉及，因此，在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，僅第一級(jí)質(zhì)譜按校準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行校準(zhǔn)。但是，二級(jí)質(zhì)譜與一級(jí)質(zhì)譜的參數(shù)條件設(shè)置是有很大區(qū)別的，在校準(zhǔn)時(shí)要特別注意。以Agilent7000型三重串聯(lián)四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀為例，在進(jìn)行第二級(jí)質(zhì)譜的校準(zhǔn)時(shí)，必須將碰撞池氣體流速關(guān)閉，包括作為碰撞抑制氣體的氦氣和碰撞氣體的氮?dú)馊慷家P(guān)閉，否則會(huì)嚴(yán)重影響儀器質(zhì)量準(zhǔn)確性的檢測(cè)。筆者做過相應(yīng)的對(duì)比試驗(yàn)，在碰撞池氣體流速打開的條件下，測(cè)得的質(zhì)量準(zhǔn)確性為0.4 u，而在碰撞池氣體流速關(guān)閉的條件下，測(cè)得的質(zhì)量準(zhǔn)確性為0.2 u，相差了0.2u。在JJF 1164—2006中，質(zhì)量準(zhǔn)確性的技術(shù)指標(biāo)要求為±0.3 u，由此可見，儀器參數(shù)條件的設(shè)置會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生非常大的影響。

3 測(cè)量重復(fù)性

在JJF 1164—2006中規(guī)定，關(guān)于重復(fù)性的測(cè)量是在一定條件下，注入1.0 μL質(zhì)量濃度為10.0 ng/μL的六氟苯-異辛烷溶液，連續(xù)6次，提取六氯苯特征離子m/z=284，再現(xiàn)質(zhì)量色譜圖，按質(zhì)量色譜峰進(jìn)行面積積分，根據(jù)公式（3）計(jì)算RSD.

采用校準(zhǔn)規(guī)范中推薦使用的色譜柱和色譜條件對(duì)儀器進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量時(shí)，采集得到的色譜將柱溫條件由150 ℃/min—10 ℃/min—250 ℃（5 min）優(yōu)化為100 ℃（4 min）—30 ℃/min—260 ℃（5min）后，六氯苯的峰形得到了很好的改善。因此，在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，可適當(dāng)對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化，以得到更好的測(cè)量結(jié)果。

另外，在校準(zhǔn)規(guī)范中，重復(fù)性的檢測(cè)是提取六氯苯特征離子m/z=284后，對(duì)其質(zhì)量色譜峰進(jìn)行面積積分。而筆者在實(shí)際工作中遇到有些廠家的數(shù)據(jù)處理軟件只能對(duì)其總離子流圖中的色譜峰進(jìn)行積分，雖然能夠提取特征離子，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)此質(zhì)量色譜峰的積分。因此，在檢測(cè)這一類儀器的重復(fù)性時(shí)，最好先走一下空白，確保色譜柱內(nèi)無(wú)其他物質(zhì)殘留后再進(jìn)行檢測(cè)，以免色譜柱污染影響儀器重復(fù)性數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)操作工作對(duì)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果有重大的影響。因此，實(shí)驗(yàn)人員必須重視氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)工作中出現(xiàn)的問題，并采取必要的措施，盡可能確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。文中對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)中遇到的問題進(jìn)行了總結(jié)，希望這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)廣大同行有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]田玉華.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀信噪比測(cè)量結(jié)構(gòu)的不確定度評(píng)定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2013（08）.

〔編輯：白潔〕

摘 要：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是實(shí)驗(yàn)室必不可少的分析工具，近年來(lái)，其校準(zhǔn)操作工作也成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)圍繞信噪比、質(zhì)量準(zhǔn)確性和測(cè)量重復(fù)性等方面對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)操作的相關(guān)問題進(jìn)行探討，以期為類似研究提供參考。

關(guān)鍵詞：氣相色譜；質(zhì)譜；信噪比；測(cè)量

中圖分類號(hào)：TH833；TH843 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0018-02

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是一種結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜的特性，在試樣中鑒別不同物質(zhì)的方法，它已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、食品安全和環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀經(jīng)過大半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)的分離、檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集等性能得到了較大的提高，已成為一套較成熟的定量工具。但目前，國(guó)內(nèi)有許多氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀性能各異、功能多樣，這給氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的校準(zhǔn)工作帶來(lái)一定的難度。因此，本文針對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)工作中的一些問題進(jìn)行探討，希望對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的應(yīng)用有所幫助。

1 信噪比

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀習(xí)慣直接用信號(hào)與噪聲比（S/N）來(lái)檢驗(yàn)儀器的靈敏度。采用一定濃度的標(biāo)樣，在一定的操作條件下采集質(zhì)譜圖，選擇某一質(zhì)量離子信號(hào)峰值和某一段基線的噪聲峰值，計(jì)算出它們的比值。信號(hào)峰值區(qū)所選擇的是質(zhì)量離子的峰高，而在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)規(guī)范實(shí)際操作中，需注意的問題是，基線的噪聲峰值有三種不同的定義：峰/峰（perk to perk）信噪比，用某一段基線噪聲的平均高度值計(jì)算；峰/半峰（half perk to perk）信噪比，用某一段基線噪聲平均高度的1/2值計(jì)算；均方根（RMS）信噪比，用某一段基線噪聲的均方根值計(jì)算。由此可以看出，如果某臺(tái)儀器的峰/峰信噪比為264∶1，其均方根信噪則比為2 613∶1，所以說(shuō)，基于不同定義計(jì)算的信噪比是有很大差別的。

在JJF 1164—2006中規(guī)定，EI源信噪比的檢測(cè)是在一定條件下，注入100 pg/μL的八氟萘-異辛烷溶液1.0 μL，提取m/z=272離子，再現(xiàn)質(zhì)量色譜圖，根據(jù)公式（1）計(jì)算S/N.

S/N=H272/H噪聲。 （1）

式（1）中：H272——提取離子（m/z）的峰高；

H噪聲——基線噪聲。

校準(zhǔn)規(guī)范中所說(shuō)的信噪比是指峰/峰信噪比。筆者在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，遇到很多儀器廠家的工作站中都有相應(yīng)的信噪比（S/N）計(jì)算功能，但其所依據(jù)的定義各不相同，有的明確指出是哪一種信噪比，但也有的僅給出一個(gè)數(shù)據(jù)，因此，在校準(zhǔn)時(shí)，不能把通過軟件計(jì)算的信噪比結(jié)果直接拿來(lái)用，而要有一個(gè)基本的判斷。如果無(wú)法確定軟件計(jì)算出的是哪一種信噪比結(jié)果，就應(yīng)該將圖譜打印出來(lái)，自己用尺測(cè)量，然后作相應(yīng)的計(jì)算，這樣才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

另外，在進(jìn)行信噪比檢測(cè)時(shí)，還會(huì)遇到閾值設(shè)定的問題。一般情況下，質(zhì)譜的參數(shù)設(shè)置中都有閾值設(shè)置，大都為默認(rèn)值，不同型號(hào)儀器的設(shè)置各不相同。閾值設(shè)定是指檢出的離子響應(yīng)在閾值設(shè)定值以上才會(huì)顯示在質(zhì)譜圖中，低于此閾值的均被屏蔽掉。因此，在檢測(cè)儀器信噪比時(shí)，必須將閾值設(shè)置改為0，讓所有的基線噪聲響應(yīng)均被采集下來(lái)，通過計(jì)算得到最準(zhǔn)確的信噪比。如果閾值設(shè)置不為0，則儀器低于閾值的基線噪聲均被屏蔽，采集得到的并非儀器真實(shí)的基線噪聲，計(jì)算得到的信噪比將會(huì)比實(shí)際值大。甚至當(dāng)儀器的基線噪聲很小，全都低于閾值時(shí)，采集得到的基線噪聲將會(huì)變成一根直線，從而無(wú)法計(jì)算信噪比。

2 質(zhì)量準(zhǔn)確性

在JJF1164—2006中規(guī)定，關(guān)于質(zhì)量準(zhǔn)確性的測(cè)量是在一定條件下，注入10.0 ng/μL的硬脂酸甲酯-異辛烷溶液1.0 μL，記錄74，143，199，255和298等硬脂酸甲酯主要離子的實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)，根據(jù)公式（2）計(jì)算實(shí)測(cè)值與理論值之差，以此評(píng)價(jià)質(zhì)量的準(zhǔn)確性。

△M= i測(cè)-Mi理 （2）

式（2）中： i測(cè)——第i個(gè)離子三次測(cè)量平均值，u；

Mi理——第i個(gè)離子理論值，u。

由此可見，不同離子源得到的質(zhì)譜圖是不同的，在硬脂酸甲酯EI質(zhì)譜圖中，可以看到其主要離子的實(shí)測(cè)質(zhì)荷比數(shù)分別為74.1，143.1，199.1，255.2，298.3，計(jì)算得到實(shí)測(cè)值與理論值之差。而在用甲烷為反應(yīng)氣的硬脂酸甲酯正CI質(zhì)譜圖中，255和298無(wú)法找到，因此，只有EI源可以通過74，143，199，255和298這五個(gè)主要離子峰來(lái)進(jìn)行質(zhì)量準(zhǔn)確性的檢測(cè)。而正CI源進(jìn)行質(zhì)量準(zhǔn)確性檢測(cè)，無(wú)法計(jì)算255和298這兩個(gè)離子的質(zhì)量準(zhǔn)確性，只能通過74，143和199這三個(gè)離子來(lái)計(jì)算其質(zhì)量準(zhǔn)確性。

隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)技術(shù)的要求不斷提高，越來(lái)越多的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS/MS）被廣泛應(yīng)用在各環(huán)節(jié)中。目前，對(duì)此類二級(jí)質(zhì)譜的技術(shù)指標(biāo)要求在JJF 1164—2006中未涉及，因此，在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，僅第一級(jí)質(zhì)譜按校準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行校準(zhǔn)。但是，二級(jí)質(zhì)譜與一級(jí)質(zhì)譜的參數(shù)條件設(shè)置是有很大區(qū)別的，在校準(zhǔn)時(shí)要特別注意。以Agilent7000型三重串聯(lián)四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀為例，在進(jìn)行第二級(jí)質(zhì)譜的校準(zhǔn)時(shí)，必須將碰撞池氣體流速關(guān)閉，包括作為碰撞抑制氣體的氦氣和碰撞氣體的氮?dú)馊慷家P(guān)閉，否則會(huì)嚴(yán)重影響儀器質(zhì)量準(zhǔn)確性的檢測(cè)。筆者做過相應(yīng)的對(duì)比試驗(yàn)，在碰撞池氣體流速打開的條件下，測(cè)得的質(zhì)量準(zhǔn)確性為0.4 u，而在碰撞池氣體流速關(guān)閉的條件下，測(cè)得的質(zhì)量準(zhǔn)確性為0.2 u，相差了0.2u。在JJF 1164—2006中，質(zhì)量準(zhǔn)確性的技術(shù)指標(biāo)要求為±0.3 u，由此可見，儀器參數(shù)條件的設(shè)置會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生非常大的影響。

3 測(cè)量重復(fù)性

在JJF 1164—2006中規(guī)定，關(guān)于重復(fù)性的測(cè)量是在一定條件下，注入1.0 μL質(zhì)量濃度為10.0 ng/μL的六氟苯-異辛烷溶液，連續(xù)6次，提取六氯苯特征離子m/z=284，再現(xiàn)質(zhì)量色譜圖，按質(zhì)量色譜峰進(jìn)行面積積分，根據(jù)公式（3）計(jì)算RSD.

采用校準(zhǔn)規(guī)范中推薦使用的色譜柱和色譜條件對(duì)儀器進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量時(shí)，采集得到的色譜將柱溫條件由150 ℃/min—10 ℃/min—250 ℃（5 min）優(yōu)化為100 ℃（4 min）—30 ℃/min—260 ℃（5min）后，六氯苯的峰形得到了很好的改善。因此，在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，可適當(dāng)對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化，以得到更好的測(cè)量結(jié)果。

另外，在校準(zhǔn)規(guī)范中，重復(fù)性的檢測(cè)是提取六氯苯特征離子m/z=284后，對(duì)其質(zhì)量色譜峰進(jìn)行面積積分。而筆者在實(shí)際工作中遇到有些廠家的數(shù)據(jù)處理軟件只能對(duì)其總離子流圖中的色譜峰進(jìn)行積分，雖然能夠提取特征離子，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)此質(zhì)量色譜峰的積分。因此，在檢測(cè)這一類儀器的重復(fù)性時(shí)，最好先走一下空白，確保色譜柱內(nèi)無(wú)其他物質(zhì)殘留后再進(jìn)行檢測(cè)，以免色譜柱污染影響儀器重復(fù)性數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)操作工作對(duì)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果有重大的影響。因此，實(shí)驗(yàn)人員必須重視氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)工作中出現(xiàn)的問題，并采取必要的措施，盡可能確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。文中對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)中遇到的問題進(jìn)行了總結(jié)，希望這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)廣大同行有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]田玉華.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀信噪比測(cè)量結(jié)構(gòu)的不確定度評(píng)定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2013（08）.

〔編輯：白潔〕

摘 要：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是實(shí)驗(yàn)室必不可少的分析工具，近年來(lái)，其校準(zhǔn)操作工作也成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)圍繞信噪比、質(zhì)量準(zhǔn)確性和測(cè)量重復(fù)性等方面對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)操作的相關(guān)問題進(jìn)行探討，以期為類似研究提供參考。

關(guān)鍵詞：氣相色譜；質(zhì)譜；信噪比；測(cè)量

中圖分類號(hào)：TH833；TH843 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0018-02

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是一種結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜的特性，在試樣中鑒別不同物質(zhì)的方法，它已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、食品安全和環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀經(jīng)過大半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)的分離、檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集等性能得到了較大的提高，已成為一套較成熟的定量工具。但目前，國(guó)內(nèi)有許多氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀性能各異、功能多樣，這給氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的校準(zhǔn)工作帶來(lái)一定的難度。因此，本文針對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)工作中的一些問題進(jìn)行探討，希望對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的應(yīng)用有所幫助。

1 信噪比

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀習(xí)慣直接用信號(hào)與噪聲比（S/N）來(lái)檢驗(yàn)儀器的靈敏度。采用一定濃度的標(biāo)樣，在一定的操作條件下采集質(zhì)譜圖，選擇某一質(zhì)量離子信號(hào)峰值和某一段基線的噪聲峰值，計(jì)算出它們的比值。信號(hào)峰值區(qū)所選擇的是質(zhì)量離子的峰高，而在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)規(guī)范實(shí)際操作中，需注意的問題是，基線的噪聲峰值有三種不同的定義：峰/峰（perk to perk）信噪比，用某一段基線噪聲的平均高度值計(jì)算；峰/半峰（half perk to perk）信噪比，用某一段基線噪聲平均高度的1/2值計(jì)算；均方根（RMS）信噪比，用某一段基線噪聲的均方根值計(jì)算。由此可以看出，如果某臺(tái)儀器的峰/峰信噪比為264∶1，其均方根信噪則比為2 613∶1，所以說(shuō)，基于不同定義計(jì)算的信噪比是有很大差別的。

在JJF 1164—2006中規(guī)定，EI源信噪比的檢測(cè)是在一定條件下，注入100 pg/μL的八氟萘-異辛烷溶液1.0 μL，提取m/z=272離子，再現(xiàn)質(zhì)量色譜圖，根據(jù)公式（1）計(jì)算S/N.

S/N=H272/H噪聲。 （1）

式（1）中：H272——提取離子（m/z）的峰高；

H噪聲——基線噪聲。

校準(zhǔn)規(guī)范中所說(shuō)的信噪比是指峰/峰信噪比。筆者在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，遇到很多儀器廠家的工作站中都有相應(yīng)的信噪比（S/N）計(jì)算功能，但其所依據(jù)的定義各不相同，有的明確指出是哪一種信噪比，但也有的僅給出一個(gè)數(shù)據(jù)，因此，在校準(zhǔn)時(shí)，不能把通過軟件計(jì)算的信噪比結(jié)果直接拿來(lái)用，而要有一個(gè)基本的判斷。如果無(wú)法確定軟件計(jì)算出的是哪一種信噪比結(jié)果，就應(yīng)該將圖譜打印出來(lái)，自己用尺測(cè)量，然后作相應(yīng)的計(jì)算，這樣才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

另外，在進(jìn)行信噪比檢測(cè)時(shí)，還會(huì)遇到閾值設(shè)定的問題。一般情況下，質(zhì)譜的參數(shù)設(shè)置中都有閾值設(shè)置，大都為默認(rèn)值，不同型號(hào)儀器的設(shè)置各不相同。閾值設(shè)定是指檢出的離子響應(yīng)在閾值設(shè)定值以上才會(huì)顯示在質(zhì)譜圖中，低于此閾值的均被屏蔽掉。因此，在檢測(cè)儀器信噪比時(shí)，必須將閾值設(shè)置改為0，讓所有的基線噪聲響應(yīng)均被采集下來(lái)，通過計(jì)算得到最準(zhǔn)確的信噪比。如果閾值設(shè)置不為0，則儀器低于閾值的基線噪聲均被屏蔽，采集得到的并非儀器真實(shí)的基線噪聲，計(jì)算得到的信噪比將會(huì)比實(shí)際值大。甚至當(dāng)儀器的基線噪聲很小，全都低于閾值時(shí)，采集得到的基線噪聲將會(huì)變成一根直線，從而無(wú)法計(jì)算信噪比。

2 質(zhì)量準(zhǔn)確性

在JJF1164—2006中規(guī)定，關(guān)于質(zhì)量準(zhǔn)確性的測(cè)量是在一定條件下，注入10.0 ng/μL的硬脂酸甲酯-異辛烷溶液1.0 μL，記錄74，143，199，255和298等硬脂酸甲酯主要離子的實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)，根據(jù)公式（2）計(jì)算實(shí)測(cè)值與理論值之差，以此評(píng)價(jià)質(zhì)量的準(zhǔn)確性。

△M= i測(cè)-Mi理 （2）

式（2）中： i測(cè)——第i個(gè)離子三次測(cè)量平均值，u；

Mi理——第i個(gè)離子理論值，u。

由此可見，不同離子源得到的質(zhì)譜圖是不同的，在硬脂酸甲酯EI質(zhì)譜圖中，可以看到其主要離子的實(shí)測(cè)質(zhì)荷比數(shù)分別為74.1，143.1，199.1，255.2，298.3，計(jì)算得到實(shí)測(cè)值與理論值之差。而在用甲烷為反應(yīng)氣的硬脂酸甲酯正CI質(zhì)譜圖中，255和298無(wú)法找到，因此，只有EI源可以通過74，143，199，255和298這五個(gè)主要離子峰來(lái)進(jìn)行質(zhì)量準(zhǔn)確性的檢測(cè)。而正CI源進(jìn)行質(zhì)量準(zhǔn)確性檢測(cè)，無(wú)法計(jì)算255和298這兩個(gè)離子的質(zhì)量準(zhǔn)確性，只能通過74，143和199這三個(gè)離子來(lái)計(jì)算其質(zhì)量準(zhǔn)確性。

隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)技術(shù)的要求不斷提高，越來(lái)越多的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS/MS）被廣泛應(yīng)用在各環(huán)節(jié)中。目前，對(duì)此類二級(jí)質(zhì)譜的技術(shù)指標(biāo)要求在JJF 1164—2006中未涉及，因此，在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，僅第一級(jí)質(zhì)譜按校準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行校準(zhǔn)。但是，二級(jí)質(zhì)譜與一級(jí)質(zhì)譜的參數(shù)條件設(shè)置是有很大區(qū)別的，在校準(zhǔn)時(shí)要特別注意。以Agilent7000型三重串聯(lián)四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀為例，在進(jìn)行第二級(jí)質(zhì)譜的校準(zhǔn)時(shí)，必須將碰撞池氣體流速關(guān)閉，包括作為碰撞抑制氣體的氦氣和碰撞氣體的氮?dú)馊慷家P(guān)閉，否則會(huì)嚴(yán)重影響儀器質(zhì)量準(zhǔn)確性的檢測(cè)。筆者做過相應(yīng)的對(duì)比試驗(yàn)，在碰撞池氣體流速打開的條件下，測(cè)得的質(zhì)量準(zhǔn)確性為0.4 u，而在碰撞池氣體流速關(guān)閉的條件下，測(cè)得的質(zhì)量準(zhǔn)確性為0.2 u，相差了0.2u。在JJF 1164—2006中，質(zhì)量準(zhǔn)確性的技術(shù)指標(biāo)要求為±0.3 u，由此可見，儀器參數(shù)條件的設(shè)置會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生非常大的影響。

3 測(cè)量重復(fù)性

在JJF 1164—2006中規(guī)定，關(guān)于重復(fù)性的測(cè)量是在一定條件下，注入1.0 μL質(zhì)量濃度為10.0 ng/μL的六氟苯-異辛烷溶液，連續(xù)6次，提取六氯苯特征離子m/z=284，再現(xiàn)質(zhì)量色譜圖，按質(zhì)量色譜峰進(jìn)行面積積分，根據(jù)公式（3）計(jì)算RSD.

采用校準(zhǔn)規(guī)范中推薦使用的色譜柱和色譜條件對(duì)儀器進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量時(shí)，采集得到的色譜將柱溫條件由150 ℃/min—10 ℃/min—250 ℃（5 min）優(yōu)化為100 ℃（4 min）—30 ℃/min—260 ℃（5min）后，六氯苯的峰形得到了很好的改善。因此，在實(shí)際校準(zhǔn)過程中，可適當(dāng)對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化，以得到更好的測(cè)量結(jié)果。

另外，在校準(zhǔn)規(guī)范中，重復(fù)性的檢測(cè)是提取六氯苯特征離子m/z=284后，對(duì)其質(zhì)量色譜峰進(jìn)行面積積分。而筆者在實(shí)際工作中遇到有些廠家的數(shù)據(jù)處理軟件只能對(duì)其總離子流圖中的色譜峰進(jìn)行積分，雖然能夠提取特征離子，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)此質(zhì)量色譜峰的積分。因此，在檢測(cè)這一類儀器的重復(fù)性時(shí)，最好先走一下空白，確保色譜柱內(nèi)無(wú)其他物質(zhì)殘留后再進(jìn)行檢測(cè)，以免色譜柱污染影響儀器重復(fù)性數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)操作工作對(duì)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果有重大的影響。因此，實(shí)驗(yàn)人員必須重視氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)工作中出現(xiàn)的問題，并采取必要的措施，盡可能確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。文中對(duì)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀校準(zhǔn)中遇到的問題進(jìn)行了總結(jié)，希望這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)廣大同行有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]田玉華.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀信噪比測(cè)量結(jié)構(gòu)的不確定度評(píng)定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2013（08）.

〔編輯：白潔〕