IRMS仪器维护与基本常识.doc

IRMS仪器维护与基本常识一、反应流程：EA-IRMS：GC分离GC-IRMS：GC/C：(C/N检测)含C样品Combustion (1030)CO2, H2O除 H2O质谱检测(44, 45, 46)GC分离HTC (1420)CO2, H2O, N2, NOX除 H2O除CO2(冷阱)含N样品还原CO2, H2O, N2Conflo IVConflo IV质谱检测(28, 29, 30)GC/HTC：(H/O检测)GC分离含H/O样品HTC: H (1420)/O (1280)H2/CO, C 质谱检测H(2, 3)/O(28 ,29,30)Conflo IV含H/O样品HTC (1380)H2, CO质谱检测H (2,3)O (28，29，30)Conflo IV含C/N样品Combustion (1020)CO2, H2O, N2干燥质谱检测C (44, 45, 46)N (28, 29, 30)Conflo IV二、反应管及水阱, 冷阱的维护:Flash EA部分: 燃烧管：石英管，填料: 氧化铬（催化氧化），镀银氧化钴（除硫），线状铜（还原NO）1 测试植物样品时最多200个样后需要取下燃烧管,用专用工具清除燃灰，装管时注意水平装形圈。注意更换石英棉时要戴手套，防止石英棉扎入皮肤内。2 大约500个样需要交换燃烧管填充物，填料的填充方法参照操作手册。3 氧化剂的消耗和燃烧位置的变化会引起不完全燃烧，造成峰的拖尾及形成CO等不良结果，不完全燃烧时可把燃烧管温度升高少许。4 有峰出现就需要更换还原铜。还原铜失效时会有NO形成，造成30N的峰变高。还原铜会随着还原反应的进行被氧化而变黑。燃烧管里的还原铜全部变黑了就需要更换。5 更换了燃烧管填料后，为了彻底赶出水分，按下面的步骤慢慢升温，加热烘烤一晚:燃烧管：400-700-9001020分离柱：45-80-130（分离柱内有水分吸附时，会造成分离不良，同位素比不稳定等不良结果。有必要时，可加热至120烘烤,每隔1小时升温,烘烤后，更换干燥剂）6 水阱维护: 用于C/N元素分析中气体干燥; 干燥剂: 高氯酸镁; 当水阱中2/3的干燥剂明显被湿润的时候, 需要更换干燥剂, 如果颗粒太粗，可以轻轻碾碎后使用。裂解管: 陶瓷管, 填料:石墨碳; 一般连续做样三个月, 出现d值不稳的情况, 需要更换填料.GC Isolink中:1C, N元素分析用燃烧炉中同一燃烧管, H, O元素分析分别用裂解炉中不同反应管燃烧管中含有CuO和NiO做氧化剂, O元素裂解管中含有Pt和Ni, 同时N元素分析时用Cu做还原剂，故应该避免含卤元素样品，以免毒化Cu和Ni.2一般一根反应管连续做一周需老化一次；含C量较多的样品出现鬼峰及杂峰时，说明Combustion Reactor氧化能力变差，需要老化。老化方法：在或者工具栏中，升温后：a） Combustion Reactor(燃烧管)，开O2阀1-2小时；HTC Reactor(裂解管)开CH4阀1-2小时b） 开反吹气1小时c） 仪器状态确认：用2个以上空白样和标准样检测仪器状态，查看样品信号是否稳定d） 如果是一根新的燃烧管，则先程序温度升至600，保持2小时，再程序升至1030，保持12小时（过夜）；再进行a），b）操作.3冷阱维护：N元素分析时，需要开冷阱去除CO2，CO；一般液氮灌满一次用一天.三、气体的使用1. 总共有9种气体：a) He气为载气，分四路分别进入flash HT，Conflo IV，Trace GC，GC isolink；b) CO2、H2、CO、N2、SO2分别为C、H、O、N、S的参考气体；c) O2 : 用做Flash EA中C/N元素检测时的燃烧氧化反应气以及GC isolink中老化C/N反应管;d) CH4：用来老化GC isolink中H/O反应管；e) 2%H2（He）：用于GC-IRMS中O元素分析时的辅助气体（催化剂）；2. 使用注意事项:a) 气体使用时将总阀打开，设置出口压力为0.4MPab) 其中H2、CO、CH4为危险气体，置于危险气体柜中，不使用时应及时关闭；c) CO2、N2瓶一般不关，可以用2-3年；O2可用8年；d) He待机时应该设为节流模式，长期不使用时关闭；正常情况下，He气平衡仪器需要4h；其他气体平衡仪器需要2h；四、H3+系数检测：在进行H元素分析时，为了排除H3+对m/z3对HD的干扰，在样品测试前必须先检测离子源中H3+的稳定性,因为离子源中H2分子的数量和H2+的数量均与H2的压力成一定比例, 所以H3+系数必然与离子源中H2的压力成一定比例, 其推导过程如下(k即为H3+系数):检测方法：在操作软件左下角Configuration中选择， 在“Sequence”中直接调用H3+.seq，至少测试3次；在结果栏中选择“Calculated H3 factor”查看H3+系数，小于10属于正常，如果超出范围，则需重新对离子源聚焦。五、管路及仪器检漏(A) EA-IRMS:1. Ar40法质谱检漏：a) 在在工具栏中，将左上方中心杯的质量数设置为40，待系统完成质量数向40的切换后，按工具栏中 “Peak Center” 按钮进行峰中心的操作。b) 将 中“split”关闭，即从Flash HT过来的样品气全部进入到质谱中。正常情况下，Ar40的信号在70mV以下，若大于该值较多，则表明系统有漏气之处。此时可将“Dilution”设置为“On”，或将“Split”打开，若Ar40信号降低很多，说明针阀之前有漏气；若无变化，说明质谱某处有漏气；2. Flash HT 气路自动检漏程序：在“Acquisition”界面下，进入“Display Status”窗口后，选择“Special Function”，点击“Leak Test”， 即可进入自动检漏程序。（通常要求在180sec内载气（Carrier）和吹扫气（Reference）的流速下降到3ml/min以下，表示不漏气。否则有漏气。 注意：在进行Leak Test时，最好将中的“Dilution”或“split”打开，以防止空气进入质谱。(B) GC-IRMS参数检测：1. 双击启动Isodat3.0文件夹中的界面“Instrument Control”界面，实时检测CO2 (44,45,46)基线走向（10mV）；2. 在“MS”工具栏中，将左上方中心杯的质量数设置为18，H2O（M=18）电压值如果在6000mV以上，说明仪器中水分过高，主要有两个方面的原因：1：氦气不纯，含水量高；2：仪器长时间未运行，GC体系带入水；3. 将左上方中心杯的质量数设置为40，即检测Ar40的信号值。Ar（40）的值：本底70mV，不合则有两个方面的原因，1：进样垫太高，漏气； 2：GC中燃烧炉应升温老化释放杂质；4. 可以通过注入空气的方式,检测氩分子信号, 查看传输率，一般电压值为7800mV;六、参考气体的重新标定当参考气体换新的时候，需要用国际参考物重新对其进行标定：标定步骤:1. 在“Acquesition”窗口下，从File Browser中选择所需要的Sequence, 在Sequence中选择符合测试条件的方法文件（Method）, 将相应的标准物质测试8-10次.2. 确定d值的偏差0.15(C/N元素); 2(H元素); 0.2 (O元素)3. 打开“Workspace”窗口，在左侧的“Result”中双击打开样品文件4. 点击样品窗口上方的“Edit Method”的图标，就有 Evaluation parameter的窗口显现, 在Evalution选项中将Ref time改为样品气峰出峰时间，d值改为标样的d值,点击Start Re-Evaluation的图标开始计算，计算结束后，会有新的Results的文件显现,查看对应的Ref Gas的d值,即为参考气的d值。七、样品的处理与称量1样品处理：a) 固体样品的处理：干燥，粉碎，过100目（至少要过60目）的筛子，一般0.1mg；b) EA-IRMS检测水样中的H,O元素，必须是纯水样；c) GC-IRMS检测样品中C, N元素时，应避免含卤族元素样品，以免毒化燃烧管中的Cu，Ni.2. 样品称量样品所产生的信号过低，通常小于1000mV时，测试的精度会受到影响，而信号过高（大于10V）可能受到仪器线性范围的影响，测试的准确度也可能受到影响。因此，最好保持样品的称量在一个较为合理的范围。一般来说，C的绝对量在20g，N的绝对量在50g，O的绝对量在50g的水平较为理想。做液体样品，如H2O，进样量在0.1L即可。样品中C, N含量很高时，需要对结果是否超过50进行确认。如果峰顶是平的，说明样品量太多，需要重新称量，重新测试。八、数据分析（1）双击启动Isodat3.0文件夹中的Workspace界面,在工具栏中进行样品运行结果及相关方法查看，数据导出等操作。通过系统Configuration的状态和参考气选择对应的数据分类。（2）谱图分析：峰高在4-6V是比较理想的状态，当峰高低于500mv时需要重复进样验证值的可信度。（3）值在谱图下方的数据栏中d同位素比值一栏中查看，如。（4）双击并打开Workspace。 打开想修改的Method，进行修改后，保存。 从正在进行的Sequence的下一个测试开始生效。（5）数个测试结果可以一起进行重新计算或Export。从Result里一并选择这些文件，变蓝后，右击选择Re-process。进行Export需要预先制定Data Export File。制定Data Export File的步骤是：点击 “NEW”，从菜单中双击选择 “Data Export”，并选择想放入Excell中的项目。（详见附件：Isodat数据导出方法）九、彻底开关机程序开机程序 (1) 打开UPS和空气压缩机电源；(2) 打开元素分析仪（Flash 2000 HT）或气象色谱（TRACE GC ULTRA）等附件开关；(3) 打开稳定同位素质谱仪主机（Delta V advantage）背后红色总开关；（面板上connection灯显示橙黄色）(4) 打开电脑，启动Isodat控制软件；（主机面板上connection灯变绿色，软件真空度显示*.e-011mBar）(5) 打开稳定同位素质谱仪主机（Delta V advantage）上泵（pumps）开关，抽真空；（secondary和mian指示灯由橙黄色经10min后变成绿色，软件真空度由*.e-011mBar降至*.e-005mBar并继续下降，24小时以后，真空度降至1.6e-007mBar左右）(6) 打开氦气及所需气体，减压阀调至0.4Mpa；（确认附件氦气表头有压力值显示）(7) 打开稳定同位素质谱仪主机（Delta V advantage）上针阀开关；（conflo真空显示约7e-007mBar，GasBench显示约5e-007mBar）(8) 从软件打开离子源；（确认高压、trap和box值正常）(9) 做H2O峰中心校正，若电压值高于10000mV，打开Analyzer，needle v