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色譜質(zhì)譜分析中的中三重四極桿質(zhì)譜法，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、專屬性強(qiáng)、靈敏度高、定量方便等優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域中定量分析中扮演了重要的角色，而往往三重四極桿質(zhì)譜作為高端產(chǎn)品售價(jià)數(shù)倍于普通GCMS或LCMS。本文將針對(duì)三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀日常維護(hù)與管理，為大家講解。
01
儀器主要結(jié)構(gòu)
TQMS主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、MSI質(zhì)量分析器、惰性氣體碰撞室、MS2質(zhì)量分析器和離子檢測(cè)器等部分構(gòu)成(見(jiàn)圖1)，另外還有液相系統(tǒng)、高真空系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等。
02
儀器對(duì)周圍環(huán)境的要求
TQMS的安裝和正常運(yùn)行對(duì)周圍環(huán)境都有比較嚴(yán)格的要求：
① 周圍無(wú)強(qiáng)烈震蕩源及電磁感應(yīng)裝置；
②電源要求接地交流電230V，頻率50／60Hz；
③室溫要求15—28oC(59—82.4下)；④相對(duì)濕度要求20％一80％�？梢�(jiàn)使用過(guò)程中要特別注意室內(nèi)溫度和濕度的控制。另外，為了方便儀器散熱和維修，要在儀器后側(cè)、左右側(cè)和頂部留有足夠的空間。
03
儀器主要部件的特點(diǎn)與維護(hù)
（1）液相系統(tǒng)
液相系統(tǒng)作為質(zhì)譜的進(jìn)樣系統(tǒng)，考慮到與質(zhì)譜的匹配性，一般都使用較短的色譜柱和較低的流速，以便進(jìn)入離子源的樣品能進(jìn)行更好的電離。
液相色譜與質(zhì)譜相聯(lián)時(shí)，對(duì)流動(dòng)相也有特殊要求：嚴(yán)禁使用不揮發(fā)性的磷酸鹽、硼酸鹽等；禁止使用會(huì)抑制離子化過(guò)程的表面活性劑、清潔劑和離子對(duì)試劑等；鹽酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸也不能使用，總結(jié)見(jiàn)表1。
圖片
另外，在處理獸藥殘留等基質(zhì)復(fù)雜生物樣品時(shí)，液相色譜柱或質(zhì)譜毛細(xì)管很容易堵塞，因此，要經(jīng)常檢查液相部分的在線過(guò)濾器、單向閥和保護(hù)預(yù)柱，及時(shí)取下用超聲清洗或更換。
（2）高真空系統(tǒng)
高真空系統(tǒng)對(duì)于質(zhì)譜儀來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，如果達(dá)不到高真空度，儀器將無(wú)法正常運(yùn)作。
TQMS采用兩級(jí)抽氣結(jié)構(gòu)，前級(jí)為機(jī)械泵，后級(jí)為分子渦輪泵。工作時(shí)先由前級(jí)泵將真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，再由后級(jí)泵降至工作所需壓強(qiáng)。
日常維護(hù)時(shí)要對(duì)機(jī)械泵的濾網(wǎng)與泵油進(jìn)行定期觀察與更換，泵的油面宜在2／3處，泵長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)每周需擰開(kāi)灰色振氣旋鈕(5—6圈)進(jìn)行30rain振氣，使油內(nèi)的雜物排出，然后再擰緊該旋鈕。
如果用APCI，每天工作結(jié)束后應(yīng)按上述方法對(duì)機(jī)械泵實(shí)施振氣。泵油的更換通常是連續(xù)使用3000h更換一次，但如果發(fā)現(xiàn)油的顏色變深或液面下降至1／2以下，需及時(shí)更換。
質(zhì)譜的機(jī)械泵專用Ultragrade19或InlandQ45(Edwards45)油，更換時(shí)可先加入少許抽真空20min，然后卸真空再?gòu)氐椎箖艉笮录尤胫磷畲罂潭然蚋浇�。另外，控制室溫�?5—28℃對(duì)真空泵也十分重要，溫度過(guò)高會(huì)造成泵油的外溢。
（3）離子源
對(duì)質(zhì)譜儀正常運(yùn)行影響較大而又常需要進(jìn)行維護(hù)與管理的部件是其高真空系統(tǒng)和離子源部分，具體維護(hù)計(jì)劃總結(jié)如表2。
圖片
毛細(xì)管、電暈放電針
TQMS離子源探頭中不銹鋼樣品毛細(xì)管的位置相對(duì)于采樣錐孔來(lái)說(shuō)，通常水平距離為4mm，垂直距離為8mm，毛細(xì)管伸出探頭的長(zhǎng)度0.5mill。如毛細(xì)管或探頭尖出現(xiàn)不可回復(fù)的阻塞、有劃痕或遭到損壞時(shí)，需及時(shí)清洗或更換。
一級(jí)、二級(jí)錐孔
TQMS離子源采用空間正交的“z”字型設(shè)計(jì)，毛細(xì)管噴針沒(méi)有直接對(duì)著采樣錐孔(一級(jí)錐孔)，而是上移偏轉(zhuǎn)一段距離，噴出的離子根據(jù)電場(chǎng)吸引作用拐一個(gè)“z”字型彎才到達(dá)錐孔，因此理論上抗污染能力很強(qiáng)，可以有效避免離子源的污染。
但隨著使用次數(shù)的增多，如發(fā)現(xiàn)采樣錐孔明顯變臟或儀器靈敏度下降，應(yīng)及時(shí)拆卸下采樣錐孔和擋板進(jìn)行清洗。卸載時(shí)將離子源溫度降至室溫，關(guān)閉真空隔離閥，取出錐孔滴甲酸數(shù)滴，浸潤(rùn)幾分鐘，在甲醇：水(50：50)溶劑中超聲清洗20min，然后再用純甲醇超聲清洗。
如果清洗后仍不能增加信號(hào)強(qiáng)度，而又排除了液相部分或樣品有關(guān)的因素時(shí)，就要拆卸下萃取錐孔(二級(jí)錐孔)、整個(gè)離子座和六極器進(jìn)行清洗，萃取錐孔和離子座的清洗方法可參考采樣錐孔；六極器的清洗可用一個(gè)不銹鋼鉤子插入裝置后支撐環(huán)的一個(gè)孔中將裝置吊人一個(gè)500mL量筒中，加入純甲醇超聲清洗30min，取出后晾干或氮?dú)獯蹈稍龠M(jìn)行安裝。
（4）質(zhì)量分析器
四極桿質(zhì)量分析器由四根平行的金屬桿組成，四極上加的直流電壓(DC)和射頻電壓(RF)比值通常是一個(gè)常數(shù)，代表了分辨率。工作時(shí)只要改變DC和RF電壓值而不改變其比值，就能實(shí)現(xiàn)不同m／z的離子檢測(cè)。長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的使用或者更換不同的分析化合物，常會(huì)引起質(zhì)量數(shù)出現(xiàn)偏差，造成儀器靈敏度下降，因此平時(shí)需定期對(duì)儀器進(jìn)行質(zhì)量校正。
和離子阱一樣，四極桿質(zhì)量分析器的靈敏度和分辨率也存在反比例關(guān)系，即提高分辨率的同時(shí)會(huì)降低其靈敏度。
TQMS質(zhì)量校正常采用NaICs、PEG等指定物質(zhì)進(jìn)行，一般都采用NaICs2進(jìn)行2000Da以內(nèi)的質(zhì)量校正。
另外，質(zhì)量校正時(shí)TQMS要求對(duì)MS1和MS2進(jìn)行3次校正，可以得出靜態(tài)、掃描和掃描速度補(bǔ)償最多共6條校正曲線。
（5）檢測(cè)器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
TQMS檢測(cè)器由光電倍增器代替了傳統(tǒng)的電子倍增器，可提供比電子倍增器高2—3個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)線性范圍，可同時(shí)檢測(cè)正、負(fù)離子，確保大量樣品長(zhǎng)期分析使用，并保證有10年的使用壽命，因此，檢測(cè)器一般不用太多的維護(hù)即可保證其正常工作。
另外，TQMS配有內(nèi)嵌式計(jì)算機(jī)采集通訊系統(tǒng)(EPCAS)進(jìn)行整體數(shù)據(jù)采集和動(dòng)態(tài)儀器控制，EPCAS技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)直接分析(DDA)功能，可非常靈活地對(duì)復(fù)雜混合物進(jìn)行自動(dòng)分析。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格的人員來(lái)操作，操作過(guò)程中如果出現(xiàn)死機(jī)等與質(zhì)譜通訊有關(guān)的問(wèn)題，可退出軟件，重新進(jìn)人工作站或用Peek管輕輕接觸質(zhì)譜儀面板右下角熱啟動(dòng)鍵，真空指示燈會(huì)閃一會(huì)，儀器自動(dòng)進(jìn)行重新通訊連接而無(wú)須關(guān)機(jī)。但Peek管輕輕接觸右下角熱啟動(dòng)鍵的時(shí)間不可太長(zhǎng)，否則真空會(huì)自動(dòng)卸掉。
（6）氮?dú)�、氬�?br />
離子源要實(shí)現(xiàn)大氣壓下電離要采用高純氮?dú)鈱?duì)樣品進(jìn)行霧化和脫溶劑，實(shí)現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)化，另外在采樣錐孔處裝有低氣速的氮?dú)夥创禋�，可以�?duì)采集離子起到凈化作用，并可降低源內(nèi)簇離子的形成幾率。實(shí)際工作中獲得高純度氮?dú)獾耐緩接惺褂么篌w積液氮罐(180L)儲(chǔ)存和氮?dú)庾詣?dòng)發(fā)生器兩種，目前大多都采用了液氮罐儲(chǔ)存的方式。
另外，從MS1得到的具有一定動(dòng)能的分子離子(母離子)，在碰撞室內(nèi)號(hào)隋性氣體發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程中離子部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為自身內(nèi)能，導(dǎo)致離子自身裂解產(chǎn)生碎片離子(子離子)，質(zhì)譜碰撞室內(nèi)一般都使用高純氬氣來(lái)滿足儀器需要。氮?dú)夂蜌鍤獾募兌确謩e要在99％和99.9％以上，而且都要用減壓閥控制，分壓分別控制在9o一100psi(0.6—0.7MPa)和l5—20psi(0.1—0.2MPa)為最佳，使用時(shí)不要反復(fù)開(kāi)關(guān)減壓閥，氣體的開(kāi)關(guān)可由軟件直接控制。
（7）供電系統(tǒng)
雖然質(zhì)譜儀的一些部件對(duì)突然斷電有一定的自我保護(hù)功能，但就整體而言，斷電對(duì)儀器的影響是相當(dāng)大的。
因此，為了防止意外斷電或反復(fù)的斷電來(lái)電對(duì)儀器造成損害，有條件的情況下可考慮配置不問(wèn)斷電源系統(tǒng)(UPS)，保證斷電后持續(xù)用電2h以上，在短時(shí)間停電時(shí)不會(huì)影響工作或提前關(guān)閉儀器，為儀器的穩(wěn)定運(yùn)作和正常使用提供保障。
04
結(jié)語(yǔ)
三重四極桿質(zhì)譜儀作為現(xiàn)代分析行業(yè)中的重要儀器，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。目前，中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所利用自己購(gòu)置的TQMS，發(fā)揮其優(yōu)良的定性定量分析性能，對(duì)于這種頻繁使用的大型重要儀器來(lái)說(shuō)，為保證其長(zhǎng)期處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，延長(zhǎng)儀器使用壽命，就必須制定科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃，加強(qiáng)其日常維護(hù)和管理。
文章（文字）來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
01
儀器主要結(jié)構(gòu)
TQMS主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、MSI質(zhì)量分析器、惰性氣體碰撞室、MS2質(zhì)量分析器和離子檢測(cè)器等部分構(gòu)成(見(jiàn)圖1)，另外還有液相系統(tǒng)、高真空系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等。
02
儀器對(duì)周圍環(huán)境的要求
TQMS的安裝和正常運(yùn)行對(duì)周圍環(huán)境都有比較嚴(yán)格的要求：
① 周圍無(wú)強(qiáng)烈震蕩源及電磁感應(yīng)裝置；
②電源要求接地交流電230V，頻率50／60Hz；
③室溫要求15—28oC(59—82.4下)；④相對(duì)濕度要求20％一80％�？梢�(jiàn)使用過(guò)程中要特別注意室內(nèi)溫度和濕度的控制。另外，為了方便儀器散熱和維修，要在儀器后側(cè)、左右側(cè)和頂部留有足夠的空間。
03
儀器主要部件的特點(diǎn)與維護(hù)
（1）液相系統(tǒng)
液相系統(tǒng)作為質(zhì)譜的進(jìn)樣系統(tǒng)，考慮到與質(zhì)譜的匹配性，一般都使用較短的色譜柱和較低的流速，以便進(jìn)入離子源的樣品能進(jìn)行更好的電離。
液相色譜與質(zhì)譜相聯(lián)時(shí)，對(duì)流動(dòng)相也有特殊要求：嚴(yán)禁使用不揮發(fā)性的磷酸鹽、硼酸鹽等；禁止使用會(huì)抑制離子化過(guò)程的表面活性劑、清潔劑和離子對(duì)試劑等；鹽酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸也不能使用，總結(jié)見(jiàn)表1。
圖片
另外，在處理獸藥殘留等基質(zhì)復(fù)雜生物樣品時(shí)，液相色譜柱或質(zhì)譜毛細(xì)管很容易堵塞，因此，要經(jīng)常檢查液相部分的在線過(guò)濾器、單向閥和保護(hù)預(yù)柱，及時(shí)取下用超聲清洗或更換。
（2）高真空系統(tǒng)
高真空系統(tǒng)對(duì)于質(zhì)譜儀來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，如果達(dá)不到高真空度，儀器將無(wú)法正常運(yùn)作。
TQMS采用兩級(jí)抽氣結(jié)構(gòu)，前級(jí)為機(jī)械泵，后級(jí)為分子渦輪泵。工作時(shí)先由前級(jí)泵將真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，再由后級(jí)泵降至工作所需壓強(qiáng)。
日常維護(hù)時(shí)要對(duì)機(jī)械泵的濾網(wǎng)與泵油進(jìn)行定期觀察與更換，泵的油面宜在2／3處，泵長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)每周需擰開(kāi)灰色振氣旋鈕(5—6圈)進(jìn)行30rain振氣，使油內(nèi)的雜物排出，然后再擰緊該旋鈕。
如果用APCI，每天工作結(jié)束后應(yīng)按上述方法對(duì)機(jī)械泵實(shí)施振氣。泵油的更換通常是連續(xù)使用3000h更換一次，但如果發(fā)現(xiàn)油的顏色變深或液面下降至1／2以下，需及時(shí)更換。
質(zhì)譜的機(jī)械泵專用Ultragrade19或InlandQ45(Edwards45)油，更換時(shí)可先加入少許抽真空20min，然后卸真空再?gòu)氐椎箖艉笮录尤胫磷畲罂潭然蚋浇�。另外，控制室溫�?5—28℃對(duì)真空泵也十分重要，溫度過(guò)高會(huì)造成泵油的外溢。
（3）離子源
對(duì)質(zhì)譜儀正常運(yùn)行影響較大而又常需要進(jìn)行維護(hù)與管理的部件是其高真空系統(tǒng)和離子源部分，具體維護(hù)計(jì)劃總結(jié)如表2。
圖片
毛細(xì)管、電暈放電針
TQMS離子源探頭中不銹鋼樣品毛細(xì)管的位置相對(duì)于采樣錐孔來(lái)說(shuō)，通常水平距離為4mm，垂直距離為8mm，毛細(xì)管伸出探頭的長(zhǎng)度0.5mill。如毛細(xì)管或探頭尖出現(xiàn)不可回復(fù)的阻塞、有劃痕或遭到損壞時(shí)，需及時(shí)清洗或更換。
一級(jí)、二級(jí)錐孔
TQMS離子源采用空間正交的“z”字型設(shè)計(jì)，毛細(xì)管噴針沒(méi)有直接對(duì)著采樣錐孔(一級(jí)錐孔)，而是上移偏轉(zhuǎn)一段距離，噴出的離子根據(jù)電場(chǎng)吸引作用拐一個(gè)“z”字型彎才到達(dá)錐孔，因此理論上抗污染能力很強(qiáng)，可以有效避免離子源的污染。
但隨著使用次數(shù)的增多，如發(fā)現(xiàn)采樣錐孔明顯變臟或儀器靈敏度下降，應(yīng)及時(shí)拆卸下采樣錐孔和擋板進(jìn)行清洗。卸載時(shí)將離子源溫度降至室溫，關(guān)閉真空隔離閥，取出錐孔滴甲酸數(shù)滴，浸潤(rùn)幾分鐘，在甲醇：水(50：50)溶劑中超聲清洗20min，然后再用純甲醇超聲清洗。
如果清洗后仍不能增加信號(hào)強(qiáng)度，而又排除了液相部分或樣品有關(guān)的因素時(shí)，就要拆卸下萃取錐孔(二級(jí)錐孔)、整個(gè)離子座和六極器進(jìn)行清洗，萃取錐孔和離子座的清洗方法可參考采樣錐孔；六極器的清洗可用一個(gè)不銹鋼鉤子插入裝置后支撐環(huán)的一個(gè)孔中將裝置吊人一個(gè)500mL量筒中，加入純甲醇超聲清洗30min，取出后晾干或氮?dú)獯蹈稍龠M(jìn)行安裝。
（4）質(zhì)量分析器
四極桿質(zhì)量分析器由四根平行的金屬桿組成，四極上加的直流電壓(DC)和射頻電壓(RF)比值通常是一個(gè)常數(shù)，代表了分辨率。工作時(shí)只要改變DC和RF電壓值而不改變其比值，就能實(shí)現(xiàn)不同m／z的離子檢測(cè)。長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的使用或者更換不同的分析化合物，常會(huì)引起質(zhì)量數(shù)出現(xiàn)偏差，造成儀器靈敏度下降，因此平時(shí)需定期對(duì)儀器進(jìn)行質(zhì)量校正。
和離子阱一樣，四極桿質(zhì)量分析器的靈敏度和分辨率也存在反比例關(guān)系，即提高分辨率的同時(shí)會(huì)降低其靈敏度。
TQMS質(zhì)量校正常采用NaICs、PEG等指定物質(zhì)進(jìn)行，一般都采用NaICs2進(jìn)行2000Da以內(nèi)的質(zhì)量校正。
另外，質(zhì)量校正時(shí)TQMS要求對(duì)MS1和MS2進(jìn)行3次校正，可以得出靜態(tài)、掃描和掃描速度補(bǔ)償最多共6條校正曲線。
（5）檢測(cè)器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
TQMS檢測(cè)器由光電倍增器代替了傳統(tǒng)的電子倍增器，可提供比電子倍增器高2—3個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)線性范圍，可同時(shí)檢測(cè)正、負(fù)離子，確保大量樣品長(zhǎng)期分析使用，并保證有10年的使用壽命，因此，檢測(cè)器一般不用太多的維護(hù)即可保證其正常工作。
另外，TQMS配有內(nèi)嵌式計(jì)算機(jī)采集通訊系統(tǒng)(EPCAS)進(jìn)行整體數(shù)據(jù)采集和動(dòng)態(tài)儀器控制，EPCAS技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)直接分析(DDA)功能，可非常靈活地對(duì)復(fù)雜混合物進(jìn)行自動(dòng)分析。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格的人員來(lái)操作，操作過(guò)程中如果出現(xiàn)死機(jī)等與質(zhì)譜通訊有關(guān)的問(wèn)題，可退出軟件，重新進(jìn)人工作站或用Peek管輕輕接觸質(zhì)譜儀面板右下角熱啟動(dòng)鍵，真空指示燈會(huì)閃一會(huì)，儀器自動(dòng)進(jìn)行重新通訊連接而無(wú)須關(guān)機(jī)。但Peek管輕輕接觸右下角熱啟動(dòng)鍵的時(shí)間不可太長(zhǎng)，否則真空會(huì)自動(dòng)卸掉。
（6）氮?dú)�、氬�?br />
離子源要實(shí)現(xiàn)大氣壓下電離要采用高純氮?dú)鈱?duì)樣品進(jìn)行霧化和脫溶劑，實(shí)現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)化，另外在采樣錐孔處裝有低氣速的氮?dú)夥创禋�，可以�?duì)采集離子起到凈化作用，并可降低源內(nèi)簇離子的形成幾率。實(shí)際工作中獲得高純度氮?dú)獾耐緩接惺褂么篌w積液氮罐(180L)儲(chǔ)存和氮?dú)庾詣?dòng)發(fā)生器兩種，目前大多都采用了液氮罐儲(chǔ)存的方式。
另外，從MS1得到的具有一定動(dòng)能的分子離子(母離子)，在碰撞室內(nèi)號(hào)隋性氣體發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程中離子部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為自身內(nèi)能，導(dǎo)致離子自身裂解產(chǎn)生碎片離子(子離子)，質(zhì)譜碰撞室內(nèi)一般都使用高純氬氣來(lái)滿足儀器需要。氮?dú)夂蜌鍤獾募兌确謩e要在99％和99.9％以上，而且都要用減壓閥控制，分壓分別控制在9o一100psi(0.6—0.7MPa)和l5—20psi(0.1—0.2MPa)為最佳，使用時(shí)不要反復(fù)開(kāi)關(guān)減壓閥，氣體的開(kāi)關(guān)可由軟件直接控制。
（7）供電系統(tǒng)
雖然質(zhì)譜儀的一些部件對(duì)突然斷電有一定的自我保護(hù)功能，但就整體而言，斷電對(duì)儀器的影響是相當(dāng)大的。
因此，為了防止意外斷電或反復(fù)的斷電來(lái)電對(duì)儀器造成損害，有條件的情況下可考慮配置不問(wèn)斷電源系統(tǒng)(UPS)，保證斷電后持續(xù)用電2h以上，在短時(shí)間停電時(shí)不會(huì)影響工作或提前關(guān)閉儀器，為儀器的穩(wěn)定運(yùn)作和正常使用提供保障。
04
結(jié)語(yǔ)
三重四極桿質(zhì)譜儀作為現(xiàn)代分析行業(yè)中的重要儀器，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。目前，中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所利用自己購(gòu)置的TQMS，發(fā)揮其優(yōu)良的定性定量分析性能，對(duì)于這種頻繁使用的大型重要儀器來(lái)說(shuō)，為保證其長(zhǎng)期處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，延長(zhǎng)儀器使用壽命，就必須制定科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃，加強(qiáng)其日常維護(hù)和管理。
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