

同位素檢測(如GC-IRMS, LC-IRMS)出現“信號強度低”報錯,樣品進樣系統往往是首要排查對象,因為它直接負責將樣品有效、穩定地送入離子源進行電離和檢測。信號強度低通常意味著到達檢測器的目標離子數量不足。以下是需要重點檢查的進樣系統4個關鍵部位:
1. 進樣針/自動進樣器:
* 堵塞/部分堵塞: 這是最常見的原因。樣品中的顆粒物、高沸點殘留物或鹽分結晶可能導致針頭或針內通道部分或完全堵塞。表現為進樣量不足、進樣峰形異常(如拖尾、分叉)或完全沒有峰。
* 彎曲/損壞: 針尖彎曲會改變進樣位置(如GC中未準確插入襯管中心),影響樣品氣化效率;針體損壞可能導致泄漏或進樣量不準。
* 污染/殘留: 針內外壁吸附了前次樣品或污染物,干擾當前樣品傳輸或引入背景噪聲。
* 檢查與處理: 肉眼檢查針尖是否彎曲、堵塞;用放大鏡或顯微鏡觀察。使用合適的溶劑(如甲醇、丙酮、去離子水)進行強力沖洗程序。對于頑固堵塞,可用極細的通針絲(慎用,易損壞針內壁)或更換新針。確保自動進樣器的Z軸高度和位置校準正確。
2. 樣品傳輸管線:
* 污染/吸附: 從進樣口到離子源(或接口設備,如GC Combustion爐)之間的毛細管線或連接管,長期使用會積累樣品殘留物(尤其是含脂質、蛋白質或復雜基質的樣品),吸附目標化合物或造成峰展寬、拖尾,降低有效離子流強度。
* 泄漏: 管線連接處(Swagelok接頭、Vespel/石墨 Ferrules)松動、密封圈老化或管線本身破損,會導致載氣泄漏或空氣滲入。這不僅稀釋樣品,更嚴重的是引入大量氮氣、氧氣等背景氣體,嚴重壓制目標同位素離子的信號(特別是CO2+、N2+等),是信號驟降的常見原因。
* 檢查與處理: 對所有連接點進行泄漏檢查(使用檢漏液或儀器自帶的泄漏檢查程序)。檢查管線是否有明顯污染變色。定期更換或切割掉入口端一小段毛細管。徹底清洗或更換污染嚴重的管線及接頭密封件。確保所有接頭擰緊至適當扭矩(避免過緊損壞)。
3. 進樣口/接口(如GC的進樣口、GC-Combustion接口):
* 襯管污染/失效: GC進樣口的襯管是樣品氣化的關鍵場所。積碳、硅烷化層失效、碎屑或玻璃毛移位/堵塞都會導致樣品氣化不完全、歧視效應(某些組分未完全進入色譜柱)或吸附,顯著降低進入后續系統的有效樣品量。
* 隔墊漏氣/老化: 進樣隔墊多次進樣后會出現針孔或彈性下降,導致微量泄漏,引入空氣或造成載氣流量不穩,影響信號穩定性。
* 接口溫度不足: 對于GC-IRMS的燃燒/高溫轉化接口,溫度必須足夠高以確保樣品完全轉化為目標氣體(如有機物→CO2, N2)。溫度偏低會導致轉化不完全,目標氣體產率低,信號強度自然不足。
* 檢查與處理: 檢查并更換污染、破損或使用次數過多的襯管和隔墊。確保進樣口和接口的溫度設置正確(參考方法要求),并實際測量溫度(若可能)。清潔或更換襯管中的玻璃毛(若使用)。
4. 離子源:
* 污染: 這是進樣系統下游但緊密相關的關鍵部件。未能完全氣化或轉化的樣品殘留物、柱流失物、泵油蒸汽等會沉積在離子源的燈絲、推斥極、聚焦極等金屬表面。污染層會抑制電子發射(燈絲污染)、干擾電場導致離子聚焦不良、增加背景噪聲,最終表現為所有峰信號普遍降低。
* 燈絲老化/損壞: 燈絲是發射電子電離樣品的關鍵。長時間使用后老化或意外燒斷(常因突然暴露大氣),會直接導致電離效率急劇下降甚至無信號。
* 檢查與處理: 離子源污染是信號持續緩慢下降的常見原因。 需要根據儀器手冊和實驗室規程進行離子源清洗(通常包括拆卸、超聲清洗、烘干等步驟,需專業培訓)。檢查燈絲狀態(儀器診斷程序或萬用表測量電阻)。必要時更換燈絲。操作離子源前務必確認儀器已完全泄真空并斷電!
總結排查步驟建議:
1. 最快速: 檢查進樣針是否堵塞彎曲,運行強力沖洗程序。檢查隔墊、襯管狀態,及時更換。進行系統泄漏檢查。
2. 如未解決: 檢查并清洗或更換傳輸管線(尤其入口端)。確認進樣口/接口溫度設置正確且實際溫度達標。
3. 持續低信號: 高度懷疑離子源污染或燈絲老化。備份數據后,安排離子源維護(清洗或更換燈絲)。
4. 始終考慮: 樣品本身濃度是否足夠?儀器調諧狀態是否正常?色譜柱是否流失嚴重?檢測器設置(如EM電壓)是否正確?但“信號強度低”報錯時,優先徹底排查上述進樣系統四個部位,往往能高效解決問題。 良好的日常維護(如定期更換襯管、隔墊,及時清洗針和源)是預防此類問題的關鍵。
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