ICP-MS的組成部件一般比其它原子光譜儀器復(fù)雜。為確保儀器處于最佳狀態(tài),，ICP -MS的日常維護(hù)需要花的時間相應(yīng)也要長一些,。有些地方只需要用眼睛簡單檢查一下，有些地方則需要經(jīng)常清洗或更換部件,。日常維護(hù)對于ICP-MS而言極為重要的,，這將影響ICP-MS的性能和使用壽命。

        從10000K高溫的等離子體中通過接口提取離子進(jìn)入真空度約為10-6Torr的質(zhì)譜儀,。樣品以液體氣溶膠(在激光燒灼中是固體顆粒)形式被引入,，在等離子體被電離，在此區(qū)域基體和待測元素的離子被引入質(zhì)譜儀進(jìn)行分離,，最后由離子檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測,。

　　這一原理使得ICP-MS具有無與倫比的同位素分析的選擇性和靈敏性。但也因此存在其自身的弱點(diǎn),，樣品是“流人”質(zhì)譜儀,，而不是像火焰AAS和ICP -AES那樣“通過”激發(fā)源。這意味著產(chǎn)生熱的問題,、腐蝕,、化學(xué)侵蝕、堵塞,、基體沉淀和漂移的可能性都比其它原子譜儀器要高得多,。

　　然而只要充分認(rèn)識到這一事實(shí)，對儀器組件定期檢查可以減輕甚至消除這些潛在的問題,。需要定期或半定期檢查和維護(hù)的主要區(qū)域是：進(jìn)樣系統(tǒng),、等離子體炬管、接口區(qū)域,、離子光學(xué)系統(tǒng),、機(jī)械泵、空氣過濾器和循環(huán)水過濾器,。

        進(jìn)樣系統(tǒng)由蠕動泵,、霧化器、霧室和排廢液系統(tǒng)等部分組成,，進(jìn)樣系統(tǒng)最先接觸樣品基體,，因而是ICP-MS中需要很多維護(hù)和注意的地方,。

　　① 蠕動泵泵管：一般由聚合物材料制成,，蠕動泵的滾動軸提供泵的運(yùn)動和穩(wěn)定的壓力,，可以確保連續(xù)的液流泵入霧化器。但是,，長時間使用后,，滾動軸持續(xù)拉伸泵管，使得泵管的內(nèi)徑改變,，從而改變輸入霧化器的樣品流量,，造成待測元素的強(qiáng)度發(fā)生不穩(wěn)定的變化，長期的穩(wěn)定性降低,。

　　因此,，每隔幾天應(yīng)該檢查泵管的狀態(tài)，尤其是實(shí)驗(yàn)室分析的樣品量大,，或者分析腐蝕性極強(qiáng)的溶液,。蠕動泵泵管極有可能是最容易忽視的區(qū)域，因此應(yīng)該視為例行日常維護(hù)的工作之一,。

　　以下幾點(diǎn)提示可減少泵管出現(xiàn)問題：

　　a．新的泵管在使用之前用手拉伸一下,；

　　b．對泵管保持正確的拉力；

　　c．確保泵管正確放置在蠕動泵的通道內(nèi),；

　　d．定期檢查樣品的提升情況，如有問題則更換泵管,；

　　e．如果泵管一旦發(fā)生磨損,，建議立刻更換；

　　f．分析的樣品量大時,，隔天或隔周更換泵管,，視樣品量而定；

　　g．儀器不進(jìn)樣時,，及時釋放泵管上的壓力,；

　　h．泵管和進(jìn)樣毛細(xì)管可能造成的沾污；

　　i．泵管是一種消耗品,，建議多備一些存貨,。

　　②霧化器: 維護(hù)霧化器的頻率主要取決于被分析樣品的類型及霧化器的具體設(shè)計,。例如,，在交叉型霧化器中，氬氣直接以90°通入毛細(xì)管管頭,，而在同心霧化器中氬氣輸入方向與毛細(xì)管平行,。

        在交叉型霧化器中,，液體毛細(xì)管的直徑更大，液體和氣體噴嘴之間的距離更長,，使得它比同心霧化器更能承受樣品中溶解的固體鹽分和懸浮的顆粒,。另外，交叉型霧化器中生成氣溶膠的效率低于同心霧化器,，因此其產(chǎn)生的霧滴更少,。正因如此，同心霧化器比交叉型霧化器靈敏度高,，準(zhǔn)確度稍高,，但更容易被堵塞。

　　具體選擇哪一種霧化器通常由樣品的類型和分析的數(shù)據(jù)質(zhì)量目標(biāo)而定,。但是,，不管采用哪一種，應(yīng)該注意確保霧化器的噴嘴沒有被堵塞,。有時候操作人員可能沒有注意到,，細(xì)顆粒可能已經(jīng)在霧化器的噴嘴上沉淀,，長時間導(dǎo)致靈敏度降低,，結(jié)果不準(zhǔn)確，長期的穩(wěn)定性較差,。除此之外,，O形圈和進(jìn)樣毛細(xì)管被溶液腐蝕，儀器的性能也會降低,。因此,，霧化器應(yīng)該是例行維護(hù)的部件之一。

　　檢查過程中通常要考慮以下幾點(diǎn)

　　a．吸入水,，以肉眼檢查霧化器產(chǎn)生的氣溶膠(霧化器一旦被堵塞,，由于含有許多大的霧滴，通常形成的噴霧會不穩(wěn)定),。

　　b．氬氣氣流反方向加壓或?qū)㈧F化器放入合適的酸液或溶劑中浸泡,，可以消除堵塞；也可以采用超聲波清洗促進(jìn)堵塞物溶解(要與制造廠商確認(rèn),，是否允許超聲波清洗該類型的霧化器),。

　　 注意：不要用任何金屬絲之類去捅霧化器噴嘴，這有可能導(dǎo)致永久性的損壞,。

　　c．確保霧化器被安全密封在霧室的端帽上,。

　　d．檢查所有的O形圈的損壞和磨損情況。

　　e．確保進(jìn)樣毛細(xì)管正確連接到霧化器的進(jìn)樣管路中,。

　　f．每隔1～2周檢查霧化器,，檢查周期由工作量決定,。

　　③ 霧室：迄今為止,，商用ICP-MS儀器中霧室最常采用的一種設(shè)計是雙通道設(shè)計,，氣溶膠直接進(jìn)入霧室的內(nèi)管來選擇小的霧滴。大的霧滴從內(nèi)管出來后通過重力作用由排廢液管排出霧室,。排廢液管的末端有一個U形管形成液封,，使得氣溶膠保持正壓，迫使小的霧滴由霧率的外壁和內(nèi)管之間回流,，從霧室出口進(jìn)入等離子體炬管的中心噴射管中,。Scott型雙通道霧室的形狀、大小,、材料多種多樣,，但對于日常使用而言，它的設(shè)計被認(rèn)為是最經(jīng)久耐用的,。

        霧室的維護(hù),，重要的是確保排廢液管正常排液。排廢液管發(fā)生故障或泄漏可能導(dǎo)致霧室內(nèi)的壓力發(fā)生變化,，使得待測元素的信號產(chǎn)生波動,，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定或不準(zhǔn)確，精密度變差,。霧室和等離子體炬管中樣品噴射管之間的O形圈發(fā)生老化也會出現(xiàn)類似問題,，但后者老化出現(xiàn)的概率較小。

　　對霧室傳統(tǒng)的維護(hù)包括：

　　a．確保排廢液管固定緊密,，不發(fā)生泄漏,；

　　b．確保從霧室出來的廢液由蠕動泵排廢液管排出；

　　c．如果使用液封,，要確保排廢液管中的液面穩(wěn)定；

　　d．檢查霧室和炬管中心噴射管之間的O形圈和球形磨口接頭,，確保連接得恰到好處；

　　e．霧室可能是一個某些基體/待測元素形成沾污的污染源，因此在測下一個樣品之前要徹底沖洗干凈,；

　　f．儀器不用時將霧室中的液體排空,；

　　g．每隔1～2周應(yīng)檢查霧室和排廢液管，具體由工作量而定,。

        等離子體炬管和樣品噴射管不僅與樣品基體和溶劑接觸而受到腐蝕,，而且還要在點(diǎn)火后維持溫度約10000K的等離子體。

        這些因素使得炬管所處的環(huán)境非常惡劣,，因而炬管需要經(jīng)常檢查和維護(hù),。主要的問題之一是由于高溫和液體樣品的腐蝕性質(zhì)使得石英炬管的外管受到沾污和變色,。如果問題嚴(yán)重，有可能導(dǎo)致放電,。另一個問題是樣品噴射管等被樣品基體組分堵塞,。

         當(dāng)氣溶膠離開樣品噴射管時，發(fā)生“去溶”,，這意味著樣品在進(jìn)入等離子體之前已由小的霧滴轉(zhuǎn)變成微小的固體顆粒,。尤其是對于某些樣品基體，這些顆粒在樣品噴射管上長時間沉積,，有可能導(dǎo)致堵塞和漂移,。

        實(shí)際上，當(dāng)霧化有機(jī)溶劑時,，如果在霧化氣流中沒有加入少量的氧,，碳迅速在樣品噴射管和錐孔上產(chǎn)生積累，這個問題可能更為嚴(yán)重,。

　　有些炬管使用金屬屏蔽圈來減低等離子體和炬管之間的放電,。由于高溫和RF電磁場的影響，這些金屬屏蔽圈或屏蔽炬都是消耗品,，其狀態(tài)不好時會影響儀器的性能,，因此用戶時刻都應(yīng)該意識到這點(diǎn)，在需要時對其進(jìn)行更換,。

　　對炬管的維護(hù)有以下一些技巧：

　　a．檢查石英炬管外管上的變色或沉積情況——如有必要將炬管浸泡在合適的酸或溶劑中去除上面的污物,；

　　b．檢查炬管的熱變形情況——不同心的炬管會導(dǎo)致信號損失；

　　c．檢查樣品噴射管的堵塞情況——如果樣品噴射管是可拆卸式的,，如有必要可將噴射管浸泡在合適的酸或溶劑中,，如果炬管是不可拆卸式的，可將整個炬管浸泡在酸中,；

　　d．重新安裝炬管時,，確保炬管放置在負(fù)載線圈的中心，并與采樣錐之間保持正確的距離,；

　　e．如果由于某種原因取下過線圈,，則在重新安裝時要按照操作手冊中推薦的方法檢查，以確保線圈每一圈之間的距離是正確的,；

　　f．檢查O形圈和球形磨口接頭的磨損和腐蝕情況——必要時更換,；

　　g．如果采用金屬屏蔽炬與線圈接地，需確保屏蔽炬處于正常的運(yùn)行狀態(tài),，并根據(jù)需要及時檢查,，必要時更換；

　　h．每隔1～2周應(yīng)檢查炬管,，具體視工作量而定,。

        接口區(qū)是ICP和MS的連接區(qū)域,，通過采樣錐和截取錐這兩個錐，在大氣壓下電離的等離子體被引人10-6Torr壓力的質(zhì)譜儀中,。

        將ICP這樣高溫的離子源與質(zhì)譜儀的金屬接口連接起來,，這對儀器的接口區(qū)域提出獨(dú)特的要求，這也是在以前的原子譜技術(shù)中從來沒有遇到過的,。再加上基體,、溶劑、分析物離子以及顆粒物,、中性粒子均以極高的速度沖擊接口錐,，這在接口區(qū)域造成了一個極端惡劣的環(huán)境。

　　接口最常見的問題是采樣錐,、截取錐的堵塞和腐蝕,，一般而言采樣錐孔的情況比截取錐更加明顯。堵塞和腐蝕并不總是顯而易見的,，因?yàn)殄F上堵塞物的積累和錐孔的腐蝕常常要經(jīng)歷很長的一段時間,。因此采樣錐和截取錐要定期檢查和清洗，其頻次通常取決于所分析樣品的類型和ICP-MS質(zhì)譜儀的設(shè)計,。

        例如,，已有大量研究文獻(xiàn)資料表明，接口區(qū)域的二次放電會使采樣錐過早的變色和退化,，尤其是當(dāng)儀器分析復(fù)雜基體樣品或者儀器高通量地分析樣品時更是如此,。

　　除了接口錐之外，接口區(qū)域的金屬腔室也同樣暴露在等離子體的高溫之下,。因此接口區(qū)域腔室需要用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻,，冷卻水通常含有某種成分的抗凝劑和防腐劑，或者用不循環(huán)的連續(xù)流動水也可以冷卻,。采用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可能更廣泛些,，因?yàn)樗梢园呀涌趨^(qū)域的溫度控制得更準(zhǔn)。除了需要經(jīng)常檢查循環(huán)冷卻水的質(zhì)量以確保接口冷卻系統(tǒng)沒有腐蝕之外,，接口腔并不需要真正的日常維護(hù),。如果由于某種原因?qū)е陆涌谧兊锰珶幔@通常會觸發(fā)儀器的安全聯(lián)鎖保護(hù),，及時熄滅等離子體。

　　下面這些提示有助于延長接口和錐的壽命

　?、?檢查采樣錐和截取錐是否潔凈,，是否有樣品沉淀——通常每周要檢查一次，這取決于樣品的類型和工作的負(fù)荷,。

　?、?應(yīng)用儀器制造商推薦的方法拆卸和清洗錐,。通常包括：把錐浸沒在盛有稀酸的燒杯里、或者浸沒在含有清洗劑的熱水里,、或者浸沒在超聲水浴或酸浴里,，也可以使用細(xì)毛絨布料或者粗拋光粉進(jìn)行擦拭。

　?、?不要用任何金屬絲來戳錐孔——這會造成永久性的損壞,。

　　④ 析某些樣品基體時鎳錐會很快退化——建議使用鉑錐分析強(qiáng)腐蝕性溶液和有機(jī)溶劑,。

　?、?用10～20倍的放大鏡周期性檢查錐孔的直徑和形狀-不規(guī)則的錐孔形狀會影響儀器性能。

　?、?待錐徹底干燥后方能安裝回儀器-否則上面的水和溶劑會被真空系統(tǒng)抽入質(zhì)譜儀,。

　　⑦ 檢查循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻水,，可以發(fā)現(xiàn)接口區(qū)域腐蝕的信息-例如銅鹽者鋁鹽(或者接口使用的其它金屬),。

         為了使離子最大可能地進(jìn)人質(zhì)譜儀，離子光學(xué)系統(tǒng)通常緊靠在截取錐的后面,。離子光學(xué)系統(tǒng)有很多種不同的商業(yè)設(shè)計和布局,，但有一點(diǎn)是相同的，那就是最大可能地傳輸分析物離子,，同時最大可能地避免離子進(jìn)入質(zhì)量分析器,。

　　離子透鏡系統(tǒng)并不像大家想的那樣不需要經(jīng)常檢查，由于它距離接口區(qū)域很近,，會積累一些小的顆粒物和中性粒子,，時間久了，這些粒子會被撞擊重新電離,，從而進(jìn)入質(zhì)量分析器,，影響儀器的性能。一個臟的或者被沾污的離子光學(xué)系統(tǒng)通常會使儀器的穩(wěn)定性變差,，并需要逐步提高離子透鏡電壓,。

　　因此，無論使用何種設(shè)計的離子光學(xué)系統(tǒng),，每2～3個月(取決于工作負(fù)荷和樣晶類型)檢查和清洗該系統(tǒng),，這一步驟應(yīng)該是完整的預(yù)防性維護(hù)計劃的一個重要組成部分。

　　下面一些提示有助于保持離子光學(xué)系統(tǒng)的最人離子傳輸效率和良好的穩(wěn)定性

　?、?經(jīng)常監(jiān)視靈敏度是否有損失,，尤其是進(jìn)行復(fù)雜基體檢測后；

　　② 如果清洗了進(jìn)樣系統(tǒng),、炬管和接口錐后,，靈敏度依然較低，則可能意味著離子透鏡系統(tǒng)已經(jīng)變臟,；

　?、?重新調(diào)節(jié)或者重新優(yōu)化離子透鏡電壓；

　?、?如果重新優(yōu)化后的透鏡電壓和以前的電壓有顯著的不同(通常比以前設(shè)定的電壓要高),，則極有可能是透鏡變臟；

　?、?當(dāng)透鏡電壓變高得令人無法接受時,，意味著離子透鏡系統(tǒng)可能需要清洗或者更換——按照儀器操作手冊推薦的程序進(jìn)行；

　?、?由于離子光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的不同,，有的離子透鏡系統(tǒng)需要用水或稀酸浸泡清洗或超聲清洗，有的離子透鏡系統(tǒng)需要用砂紙和拋光粉進(jìn)行清潔,，并用水和有機(jī)溶劑沖洗,，有的離子透鏡系統(tǒng)則是消耗品，無法維護(hù),，過一段時期后需要更換,；

　　⑦ 清洗完離子光學(xué)系統(tǒng)后,，要確保其徹底干燥之后再裝回去,，否則水和溶劑會被真空系統(tǒng)抽入質(zhì)譜儀；

　?、?重新安裝離子光學(xué)系統(tǒng)時通常推薦使用無塵手套,，以避免沾污；

　?、?更換離子光學(xué)系統(tǒng)時別忘了檢查或者更換O形圈或封圈,；

　　⑩ 根據(jù)儀器的具體工作負(fù)荷,，一般而言,，經(jīng)過3～4個月使用后，離子光學(xué)系統(tǒng)性能通常會變差,，建議根據(jù)需要進(jìn)行清洗或更換,。　

        在商品化的ICP-MS中，通常使用兩個機(jī)械泵,，一個用來抽采樣錐和截取錐之間的接口區(qū)域,，一個用作主真空室渦輪分子泵的支撐泵,。它們通常是使用泵油的旋轉(zhuǎn)泵或者擴(kuò)散泵，需要根據(jù)儀器使用的情況定期更換泵油,。

        由于接口區(qū)域泵的工作時間長，抽走的樣品基體多,，以致接口區(qū)域泵的泵油更換比支撐泵的泵油更換更加頻繁,。

　　通過觀察窗觀察泵油的顏色可以判斷何時需要更換泵油。如果泵油已呈暗棕色,，表明泵油的潤滑特性已下降,，需要更換。接口區(qū)域的機(jī)械泵泵油建議每2～3個月更換一次,，支撐泵泵油建議每4～7個月更換一次,。這些建議僅僅是個估計，實(shí)際時間取決于分析的樣品量以及儀器實(shí)際運(yùn)行的時間,。

　　下面是更換泵油的一些重要提示

　?、?更換泵油時切記關(guān)閉儀器電源——如果環(huán)境溫度較低，可在更換泵油前讓儀器運(yùn)行10～15min,，這樣泵油會稍熱,，流動性好；

　?、?把廢油排到一個合適的容器中(小心,，如果儀器整天都在運(yùn)行，泵油會發(fā)燙),；

　?、?通過觀察窗觀察，加入新泵油所需的量,；

　?、?檢查泵的所有連接管路，確保無松動或漏氣,；

　?、?根據(jù)需要更換泵油過濾器；

　?、?重新開機(jī)——檢查加油孔螺帽處是否漏油一根據(jù)需要將其擰緊,。

　　(6) 空氣過濾器和循環(huán)水過濾器 大多數(shù)電子元件尤其是RF發(fā)生器中的電子元件都是空氣冷卻的。因此空氣過濾器必須經(jīng)常進(jìn)行檢查,、清洗或更換,。雖然這類常規(guī)操作與樣品引人系統(tǒng)不一樣，但例行檢查空氣過濾器的周期一般為每隔3～6個月,，這取決于儀器的工作量和具體使用情況,。

　　(7) 需要定期檢查的組件需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是,，ICP -MS中其它的組件都有使用壽命，一定時間內(nèi)需要更換,，或至少每隔一段時間視察,。這些組件不列為常規(guī)維護(hù)程序，通常由一名維修工程人員(或至少一名有經(jīng)驗(yàn)的用戶)進(jìn)行清洗或更換,。這些組件包括檢測器,、渦輪分子泵和質(zhì)量分析器等。

渦輪分子泵：現(xiàn)代ICP-MS系統(tǒng)中使用的渦輪分子泵的數(shù)量由質(zhì)譜儀的設(shè)計而定,，有些較新的儀器使用集中控制的兩個渦輪分子泵,，評價這種設(shè)計的可靠性尚為時過早。但是,，目前大多數(shù)儀器使用兩個渦輪分子泵,，為主質(zhì)量分析器/檢測器及離子透鏡提供真空。

　　這些泵的使用壽命受多種因素的影響,，如渦輪泵的抽吸速度(L/s),、被抽氣的真空室大小(容積)、接口錐的噴嘴孔徑和儀器的使用時間,。

　　有些儀器運(yùn)行5～10年后仍然在使用同一臺渦輪泵,。如果一臺儀器的樣品分析量相當(dāng)高，則其渦輪泵的正常壽命為3～4年,，這是一個近似的估計,，由泵的設(shè)計和構(gòu)造而定(尤其所用的軸承)。由于渦輪泵是ICP-MS系統(tǒng)中最昂貴的組件之一,，應(yīng)該將其納入到儀器使用壽命的綜合成本之內(nèi),。

　　值得一提的是，雖然渦輪泵一般不屬常規(guī)維護(hù)組件,，但大多數(shù)儀器使用冷陰極電離規(guī)(俗稱“潘寧”規(guī),，Penning gauge)或類似的真空規(guī)監(jiān)測主真空室中的真空。這種真空規(guī)使用一段時間后會變臟,，不能準(zhǔn)確量壓,。這種情況幾乎不可能預(yù)知，但與被分析樣品的類型和數(shù)量有關(guān),。

　　一個臟的潘寧真空規(guī)會從很多方面表現(xiàn)出來,，最常見的兩種跡象是壓力急速下降或信號發(fā)生激烈波動。當(dāng)發(fā)生此類現(xiàn)象,，必須取下真空規(guī)進(jìn)行清洗,。潘寧真空規(guī)在高電壓下工作，取出真空規(guī),、清洗真空規(guī),、保持電極正確的幾何形狀,，并成功安裝使用，這個過程相當(dāng)復(fù)雜,。因此,，應(yīng)該由專業(yè)的維修工程人員操作完成。　　

        在正常條件下,，操作人員不需要對質(zhì)量分析器進(jìn)行維護(hù),。使用現(xiàn)代先進(jìn)的渦輪分子泵系統(tǒng)將抽走任何泵或樣品的廢氣，使得四極桿,、扇形磁場或飛行時間質(zhì)量分析器不大可能變臟而受到沾污。

        當(dāng)然有些早期開發(fā)的儀器使用擴(kuò)散泵,，情況就不同了,，很多研究者都遇到過擴(kuò)散泵的油蒸氣污染四極桿和過濾器的情況。

　　目前,，使用渦輪分子泵的四極桿質(zhì)量分析器可以一直使用到整個ICP-MS儀器報廢都無需維護(hù),，頂多需要由維修工程師每年檢查一次儀器整體性能。但是,，對一些比較老的儀器,，在非不得已的情況下可能需要取下四極桿組件進(jìn)行清洗，以獲得可接受的峰形分辨率和豐度靈敏度等性能,。

　     ICP -MS足一臺復(fù)雜的設(shè)備,，樣品由進(jìn)樣系統(tǒng)引入，在等離子體中形成離子,，通過接口區(qū)和離子透鏡系統(tǒng)導(dǎo)控到質(zhì)量分析器中,。這一系列循環(huán)的工作流程，如沒有正確的維護(hù),，應(yīng)用時可能會故障頻出,。

　　因此，每隔多長時間進(jìn)行常規(guī)的維護(hù),，是保障儀器性能的一個重要措施,，尤其是需要分析復(fù)雜的樣品時。盡管日常維護(hù)被看作是一件費(fèi)時費(fèi)力的家務(wù)雜事,，但只常維護(hù)對于保持儀器處于正常狀態(tài)的時間,，有著顯著的影響。

　　請參閱儀器操作手冊中日常維護(hù)部分的內(nèi)容,，以每日,、每周、每月和每年為周期,，列出儀器預(yù)防性維護(hù)的時間表,。也就是說,，為保持儀器處于良好的工作狀態(tài)，需要清楚一些零部件的維護(hù)和更換頻率,，防患于未然,。

　　此外，還可以購買儀器商的預(yù)防性維護(hù)維修合同,。這樣,，維修工程師將定期檢查儀器的所有的重要系統(tǒng)和零部件，以確保它們處于正常的工作狀態(tài),，提前做好防范措施,，未雨綢繆、減少故障率,。

                                                                                         來源：分析測試百科網(wǎng)