高效液相色譜儀的故障分析及解決辦法

仝 慧

(河南化工技師學院，河南 開封 475000)

高效液相色譜法是一種目前應用廣泛的分離分析技術，此方法的優(yōu)點是高壓、高效、高速、高靈敏度、高選擇性，隨著高效液相色譜儀的不斷完善與發(fā)展，其在環(huán)境分析、食品分析、生命科學、醫(yī)藥以及無機分析中廣為應用。

但在實際使用過程中常會出現一些影響分析結果的小問題，如柱壓過高、過低、流量不穩(wěn)定或峰形等方面的故障問題，需引入故障排除措施以及維護措施。掌握好故障產生的原因以及如何去排除這些故障，不僅會提高分析結果的準確性，而且還會延長儀器的使用壽命。

1 高效液相色譜儀工作流程及結構

其工作流程是高壓輸液泵將儲液器中的流動相以恒定的流速推送到色譜柱中，并用微量進樣器將樣品導入，樣品隨流動相依次進入保護柱、色譜柱，并按照分配系數大小進行分離，然后依次進入至檢測器進行檢測，檢測到的信號送至工作站記錄、處理和保存。

高效液相色譜儀由儲液器、高壓輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器和工作站組成(如圖1所示)，有些還配備有在線脫氣機、預柱、自動進樣系統(tǒng)。其核心部件是色譜柱，也是整個色譜儀的心臟。

圖1 高效液相色譜儀結構

2 常見故障及解決辦法

2.1 柱壓過高

柱壓過高也稱為“堵”，它是使用過程中經?？赡苡龅降膯栴}。其原因是多方面的，一般是由于流動相和組分在色譜柱運行時，造成阻塞或不通暢而使柱壓升高。

2.2.1 流動相使用不當或者緩沖鹽結晶沉淀

流動相是攜帶樣品進入色譜柱，如果流動相使用不當，和固定相發(fā)生了相互作用而產生了沉淀的話，則會使柱壓升高，因此每個色譜柱都需要合適的流動相，必須嚴格遵循儀器使用說明書，選擇正確的流動相溶液。或者流動相未過濾或者過濾不徹底，造成雜質滯留于濾板上。正確做法是必須采用高效液相專用的試劑作為流動相，或者必須正確進行過濾操作。高效液相色譜法應用最廣泛的當屬反向色譜法，此法常用緩沖鹽作為流動相，而緩沖鹽有容易產生結晶的性質，緩沖鹽流動相在流經色譜柱時，難免會在柱中析出結晶阻塞使壓力增大。如果操作結束后沒有及時清洗，這些緩沖鹽則會析出結晶凝結而沉積于柱內，造成柱壓升高。解決方法是先用40～50℃的純水，低速正向沖洗柱子，待柱壓逐漸下降后，相應提高流速沖洗，柱壓大幅度下降后，用常溫純水沖洗，之后用純甲醇沖洗柱子30分鐘。這一操作每次操作完成后必須進行，以防止無機鹽析出或沉積，延長儀器使用壽命。

2.2.2 流速設定過高

流動相在色譜中的流動速度稱為流速，流速越快色譜柱承受的壓力會越大，柱壓也會升高，嚴重時甚至會堵塞色譜柱。一般來講，高效液相色譜儀最佳流速為1mL/min，此時可以采用降低流速至正常范圍來改善。

2.2.3 保護柱阻塞

高效液相色譜儀由于色譜柱昂貴，若因各種操作原因導致色譜柱堵塞，更換色譜柱的話代價太高。因此在色譜柱之前常常設置預柱(也叫做保護柱)來降低這一風險，那么如果保護柱出現堵塞，柱壓也會升高。這時可以采用拆卸保護柱進行清洗，如果阻塞嚴重，清洗無效果的話可以考慮更換保護柱。

2.2.4 柱溫過低

高效液相色譜儀溫度一般是常溫條件，但當柱溫設置過低時，流動相容易凝固造成色譜柱堵塞而柱壓升高，解決辦法是升高柱溫至操作的合適范圍溫度。

2.2.5 樣品沉淀

當溶解樣品的溶劑與流動相不一致時，樣品進入色譜柱，有時可能因溶解度降低而沉淀出來，正確方法是盡量使用和流動相相同的溶劑來溶解樣品。

2.2.6 細菌或霉菌影響

色譜儀在長期運行過程中，管路中會滋生霉菌，這些霉菌也會迅速繁殖、生長而堵塞管路，從而造成柱壓升高。所以我們在使用緩沖溶液作為流動相時一定要現用現配。

2.2.7 柱前篩板堵塞

更換柱子入口篩板，若柱壓下降，說明你的溶劑或樣品含有顆粒雜質，正是這些雜質將篩板堵塞引起壓力上升，這時可以反沖色譜柱或者更換色譜柱來嘗試解決。

2.2 柱壓過低

和柱壓高恰恰相反，柱壓低又稱為“漏”，它也是使用過程中常遇到的問題，常見原因如下：

2.2.1 系統(tǒng)漏液

柱壓過低首先考慮系統(tǒng)可能不封閉，某些部件位置有泄漏。此時應從源頭逐一排查確定漏液位置并進行維修。

2.2.2 色譜柱選擇不當

高效液相色譜柱的選擇至關重要，色譜柱選擇不當也會造成柱壓過低，應根據實際分析的物質特點來選擇恰當的色譜柱。

2.2.3 柱溫過高

與柱溫過低相反，過高的柱溫可能會造成重要部件失靈而導致泄漏，此時要降低溫度至正常使用溫度范圍。

2.2.4 壓力傳感器或工作站失常

此時應更換壓力傳感器，重裝工作站或系統(tǒng)。

2.3 既無壓力指示，又無液體流過

2.3.1 泵密封墊圈磨損

高效液相色譜儀的高壓密封圈長時間使用會造成磨損，此時應更換密封墊圈以保證正常使用。

2.3.2 泵頭內有空氣

現在儀器一般自帶在線脫氣機來排除流動相中的氣泡，但如果有脫氣機時還有此現象出現，則可用一玻璃針筒在泵的出口處幫助抽出空氣。

2.3.3 柱塞桿和單向閥損壞

柱塞桿作用是持續(xù)保持液流進入色譜柱，一旦柱塞桿和單向閥損壞，高壓泵就無法正常運轉，此時可以更換柱塞桿和單向閥。

2.3.4 流動相不足

高效液相色譜儀是靠流動相溶液持續(xù)充滿高壓泵，然后流動相源源不斷流入色譜柱來推動樣品分離的，如果流動相在使用過程中沒有及時添加，泵將發(fā)生空轉，使泵出現磨損，這就要求色譜工作者在操作時，要實時注意流動相存量，并做到及時補加。

2.3.5 保險絲燒壞

如果以上問題都不存在，則要考慮是高壓泵的電源或者內部保險絲故障，可以更換保險絲來解決問題。

2.4 壓力波動

2.4.1 單向閥泄露

高壓泵中有一單向閥組織流動相倒流，單向閥一旦泄露不正常工作的話會導致系統(tǒng)不能密封。處理方法是更換單向閥。

2.4.2 微粒積聚

無論是樣品還是流動相不純均會造成壓力不穩(wěn)，此時可使用在線過濾器，或者采用手動方式過濾流動相或者樣品。

2.4.3 泵中有空氣

泵中存在氣體也會造成壓力不穩(wěn)波動，解決方法是進行溶劑脫氣和使用在線脫氣機脫去泵中氣體。

2.4.4 系統(tǒng)漏液

系統(tǒng)若不封閉漏液的話，壓力自然波動，此時應盡快確定漏液位置并維修。

2.5 出現分叉峰

2.5.1 色譜柱污染

樣品如果前處理不到位，會導致樣品的沉積。先對于反向色譜柱來說，依次用純水和甲醇沖洗，然后用甲醇+異丙醇混合物來沖洗柱子，若污染嚴重，可適當延長沖洗時間。最后再用甲醇、純水、甲醇正向沖洗柱子半小時以上。所有任何樣品在進樣前都要進行預處理，盡量減少對色譜柱的污染，以延長色譜柱的使用壽命。

2.5.2 柱頭填料塌陷

色譜儀長期使用，由于填料多次被流動相所沖刷，可能會存在流失甚至塌陷可能。此時應先檢查柱填料是否硬結或塌陷。先去除被污染過的填料，然后小心裝入新填料，滴一滴甲醇，填料下陷，依此上述方法反復填充直至裝滿填平。結束后用甲醇沖洗半小時以上。

2.6 峰面積重現性差

2.6.1 系統(tǒng)部件漏液

一旦系統(tǒng)不封閉，漏液，勢必會造成進入系統(tǒng)的樣品量不同，而造成峰面積不能重現。處理辦法是找到泄露位置。

2.6.2 進樣操作不一致

如果排除了系統(tǒng)漏液的可能，那么可能的原因就是進樣不平行。進樣不平行將會導致進入柱子中樣品量不一致而導致結果不能重現。我們要求在進樣時要把進樣器緩慢插入進樣口，避免泵中壓力將液體沖出。然后平穩(wěn)快速地把六通閥扳到注射狀態(tài)。

3 故障排除原則

高效液相色譜儀結構復雜，出現故障后排查較難，一般要遵守以下原則：

(1) 一次規(guī)則：由于高效液相色譜儀備件較多，參數設置也較復雜，所以在排查時不能同時改變幾個參數，我們可以一次可以改變一個參數，觀察改變后的運行情況來確定到底是哪個部件出問題。比如說有故障時，一般會有幾個可疑部件，這時我們會嘗試用好的部件替換可疑部件，但注意一定只能替換一個部件，不能同時替換多個部件。

(2) 換回規(guī)則：這個規(guī)則和一次規(guī)則一起運用，假如在替換掉一個部件后，故障仍然存在的話，則說明不是這個部件問題，應繼續(xù)排查下一部件。此時應重新換上原部件，避免資源浪費。

(3)記錄規(guī)則：每臺儀器都應配備有一套維修記錄本，詳細記錄故障部件名稱、故障描述、日期、維修過程和結果等，以便后期再發(fā)生故障時的查看和排除。并要求更換的部件要貼標簽加以標注。

總之，在使用高效液相色譜儀時一定要注意樣品的前處理與儀器的正確操作和保養(yǎng)。因為儀器一旦產生了故障，要耗費時間、人力、財力去維修，所以應盡可能的去保養(yǎng)好儀器，避免儀器產生故障。假如產生故障，要按照故障排查原則進行排查并解決。