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高效液相色谱仪的故障分析及处理
浏览量:1146 | 2024/5/14 16:42:08
高效液相色谱法作为一种分离分析技术,应用范围非常广,优点众多,包括高压、高效、高速、高灵敏度和高选择性。由于高效液相色谱仪的完善程度不断提高,更是被应用到了多个领域,包括环境分析、食品分析、生命科学和医药等。但在具体使用时常会有柱压过高、过低以及流量不稳定又或是峰形等故障问题发生,对分析结果产生影响,需将故障排除措施和维持措施及时引入。针对故障产生原因予以充分掌握,同时明确怎样把这部分故障排除,既有助于获得更加准确的分析结果,也可将仪器的使用年限增长。

1、高效液相色谱仪的工作原理

液相色谱的基本原理是依靠混合物所包含的不同组分在两相中溶解、分配以及吸附等存在的差异,如果两相处于相对运动状态,让各组分在两相内持续进行上述反应之后实现有效分离,根据既定顺序通过固定相流出,按照相应的柱后检测方式确保混合物内不同组分实现有效分离,如图1。在实践工作中,两相中必然存在一相处于固定状态,通常称之为固定相,即色谱柱,而另一相处于流动状态,即流动柱,一般也能够称其为溶剂。液相色谱仪往往包含了高压色谱泵、进样器、色谱柱、柱温箱以及检测系统构成。

2、高效液相色谱仪的故障分析

2.1 高压输液系统

(1)常见故障

高压输液系统一般来说包含了贮液器以及高压泵等,这里的贮液器主要发挥出存储流动相的功能,输液管顶部位置配备了过滤器。贮液器以及流动相如果受到污染可能会导致过滤器出现堵塞问题,对流速稳定性带来影响,导致基线出现变化,同时在色谱图中形成多余的峰。基线底值必然会提升,导致样品内低浓度组分难以有效检测。高压泵属于HPLC系统持续稳定运行的关键动力源,若其无法持续稳定运行导致系统压力出现较大范围的波动,抽取流动量产生变化,很容易影响最终检测结果。高压泵常见故障表现为泵头气泡或者密封圈渗漏等。

(2)应对措施

一是应当确保贮液器定期进行清洗,可选择酸、水等,再使用超纯水复洗。如果贮液器属于溶剂瓶,在实际应用90天之后需要更换,防止微生物对检测结果造成影响。二是应当对流动相过滤器做到每月定期实施超声波清洗,每年定期予以更换。三是配置流动相需要选择HPLC级的试剂,如果使用其他级别的试剂要经由0.45μm的过滤设备实施过滤。四是流动相正式使用之前需要通过超声波脱气15分钟,同时在其中配备在线脱气设备,能够有效避免气泡对检测结果带来的影响。仪器设备长期使用是导致密封圈渗漏的关键性因素,所以应当在各次作业结束后选择相应的容积将泵内的缓冲液进行全面清理,防止盐析出后导致柱塞杆发生磨损。

2.2 进样系统

(1)常见故障

进样系统一般包括手动与自动两个类型,目前来说较为普遍运用的六通阀属于手动进样器,不管二者属于何种类型,在实际应用中普遍发生的故障是进样阀堵塞,从而导致系统压力增加,接头渗漏对进样量的准确性带来影响。

(2)应对措施

对进样离心系统故障予以解决时,应当对滤膜的相关样品部件实施科学处理,对离心系统进行处理时应当对高速滤膜离心机闸阀实施有效过滤,在确保这一作业有效完成后,再实施通过滤膜的操作,要确保这一过程的持续稳定进行,应当对0.45um的高速滤膜闸阀予以全面过滤,让这一闸阀的滤膜在实际应用的过程中可以获得准确的增加速度。除此之外,为避免进样色谱系统流动状态下形成较多缓冲性含盐,在日常使用液相色谱仪之后应当第一时间通过有效策略对其中各个部件实施反复清洗,洗针也能够有效避免出现样品残留。

2.3 检测系统

(1)常见故障

检测器一般来说可以把样品浓度转变为电信号,在实际作业中较为普遍的一种便是紫外检测器,但其可能存在的故障集中在基线噪声、飘移以及灯故障上。

(2)应对措施

针对基线噪声问题来说,首先需要对电压情况进行全面检测,确保工作站和检测器信号输出有效接触;其次确保采用HPLC级容器;最后要对检测池进行全方位检测,确保不存在气泡,保持高压泵的持续可靠运行。针对基线飘移问题来说,首先要仔细察看贮液瓶的情况;其次应当避免检测器温度不存在较大程度的变化;最后要观察检测器与色谱柱是否受到污染。而对于灯故障来说,通常所选择的处理方式是直接进行更换。

2.4 分离系统

(1)常见故障

分离系统属于高效液相色谱仪的关键部件之一,柱压以及柱效参数会在很大程度上决定其运行寿命,如果色谱柱的柱压超过或低于标准值,在实际使用过程中很容易导致检测结果出现偏差,该色谱柱应当及时报废处理。

(2)应对措施

在处理分离系统故障问题的过程中应选择如下措施:

首先,在色谱柱pH规定值之内科学调控流动相的pH值;其次,选择色谱纯试剂以及超纯水,进行样品分析之前经由针筒实施过滤,选择0.45um滤膜,流动相以及样品内所包含的固体颗粒网常常会导致色谱柱出现堵塞问题,导致柱压增加;再次,借助在线过滤器以及保护柱,因为流动相以及样品过滤后不能够确保固体颗粒物百分百清除,如果进入色谱柱之后很容易导致柱压增加,因此需要予以充分重视;最后,应当选择强溶剂对色谱柱实施全方位清洗,在实际使用之后可以选择缓冲盐对流动相进行清理,再选择乙腈或者甲醇实施清洗。

2.5 峰拖尾

(1)常见故障

在高效色相色谱仪的实际使用时,色谱图可能产生峰拖尾的现象,该问题产生的原因一般是受到柱效降低或峰干扰的问题,在很大程度上降低了最终检测结果的准确性,导致色谱仪难以持续稳定运行。

(2)应对措施

针对上述问题,可以选择如下解决策略:一是对柱进行更换,尽可能避免让其处于低腐蚀环境下。二是应当适当降低连接点,对连接点予以优化调整。三是在弱腐环境下对色谱柱实施更换。四是安装在线过滤器,对烧结不锈钢予以更换。五是减少流动相pH值,通过增加碱或三乙胺纯化柱的方式提高缓冲液浓度。六是提高柱直径,减少样品数量,选择高容量固定相。

3、对高效液相色谱仪的日常维护

3.1 高效液相色谱仪开机以及关机时的注意事项

在做好分析准备工作后,需依次将稳压电源、高压输液泵、柱温箱、检测器等打开,而在完成以上各部件的自检后,再把和仪器相连的电脑打开,让相应的工作软件处于运行状态。结束分析后,需先将工作软件关闭,再按照打开时相反的顺序关闭各部件。

3.2 对于流动相的要求

一般情况下,高效液相色谱仪所采用的流动相均为有机溶剂与水,且沸点也比较低,当然也可能是缓冲溶液的混合物。为了能够正常使用此仪器,要求全部的流动相一定要是色谱纯级的,且在过滤了杂质和将气泡排除后,方可以干净地贮存瓶中对其予以储存。

(1)针对流动相的物理性能要求。

对分析物的溶解能力要强,如此可将检验精密度提高;且还需有较小的黏度,保证柱降压在合理范围内;同时沸点也不能高,以便在制备分离过程中更好地回收样品。

(2)流动相的过滤。

在使用前,应借助0.45 μm(或0.22 μm)的水溶性滤膜来过滤全部的流动相,以将其中的杂质微粒去掉。

(3)对流动相进行脱气。

流动相使用之前一定要做脱气处理,不然便极易导致气泡出现在系统内,破坏泵的工作和基线的稳定性。

常用脱气方法包括:

第一,在线真空脱气法。

该法即在储液系统中串联真空脱气装置,并联系起膜过滤器,让流动相在脱气后再进入输液泵。此种方法具有理想效果,且对于多元溶剂体系较为适用。

第二,超声脱气法。

此法多用于实验室中,即在超声波水浴中同时放入完成配置的 流动相和容器,接受15~30min超声。

第三,抽真空脱气法。

利用微型真空泵降压至0.05~0.07 MPa,并把所溶解的气体B1除去。因为抽真空会改变混合溶剂组成,所以在对多元溶剂混合之前,需先对其进行脱气,确保不会改变混合后的组分。

3.3 泵的维护

坚决不允许在泵内留存含有缓冲盐的流动相,特别是在停泵过夜或时间更长的情况下。在完成分析检测后,应以纯水冲洗泵,再采用相应溶剂予以清洗。一般可通过甲醇或甲醇与水的混合溶液来清洗反相键合固定相。如果有流动相做缓冲盐,则在缓冲盐和有机溶剂交换前,需以2%甲醇水溶液清洗泵,防止结晶形成于有机相的盐中,损坏泵的各个组件。

4、结语

不论是在工业生产,还是科研学习中,高效液相色谱仪均发挥了重要作用,而要想让仪器得到有效利用,必须在高效利用的同时,将经验与历史数据联系起来对其展开良好维护。借助分析、排除故障,可知晓使用前的检测与使用后的冲洗流路环节是不可缺少的,确保仪器能够长时间使用的关键就是保持仪器部件干净,未被灰尘污染。对此,要求使用者在使用时养成正确习惯,在操作过程中严格遵循相关规程,第一时间对一些关键部件予以检查维护,包括泵、色谱柱、检测池等,如此方可在试验过程中将故障及时排除和解决,让仪器能够被更长久的使用,促进数据准确性、稳定性的显著提升。

上篇: 缓冲盐使用不当对色谱柱的影响及解决办法
下篇: 高效液相色谱中的气泡的排除方法及原因
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