高效液相色譜儀的故障分析及處理措施

張營(yíng)利(中海殼牌石油化工有限公司，廣東 惠州 516083)

0 引言

高效液相色譜是將氣相色譜與經(jīng)典液相色譜相結(jié)合發(fā)展起來的新型的分離、分析技術(shù)。具有分離技術(shù)效能高、檢測(cè)靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。它在醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石化等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。高效液相色譜儀在我們?nèi)粘５幕?yàn)分析過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些直接影響我們分析工作結(jié)果的常見問題，在我們的技術(shù)人員在遇到這些問題時(shí)，一定要及時(shí)找到產(chǎn)生問題的原因并提出行之有效的解決辦法，才能使我們分析后的結(jié)果始終保持較高的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

1 高效液相色譜儀的工作原理

液相色譜工作原理是利用混合物中各組份在不同的兩相中溶解，分配，吸附等作用性能的差異，當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使各組分在兩相中反復(fù)多次受到上述各作用力而達(dá)到相互分離，從而按一定次序由固定相中先后流出。與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測(cè)。兩相中有一相是固定的，叫做固定相(Stationary Phase)，即色譜柱；另一相是流動(dòng)的，稱為流動(dòng)相 (Mobile Phase)，流動(dòng)相也被稱作洗脫劑或溶劑。如圖1所示，液相色譜儀由五大部分組成：高壓色譜泵、進(jìn)樣器、色譜柱、柱溫箱、檢測(cè)記錄系統(tǒng)。

圖1 液相色譜儀組成示意圖

2 高效液相色譜儀工作中出現(xiàn)的故障

2.1 高壓輸液系統(tǒng)發(fā)生的故障

該系統(tǒng)主要設(shè)備包括輸液高壓泵和輸液貯存器等，在兩種流動(dòng)輸液過濾管的頂部分別進(jìn)行了輸液過濾器的自動(dòng)安裝，而這種貯液器主要的作用也就是用來裝輸液流動(dòng)，當(dāng)盛裝貯液器頂部受到了交互相應(yīng)的氣體污染情況時(shí)，通常這種情況下都會(huì)直接使得輸液過濾器發(fā)生堵塞，導(dǎo)致基本沿線濃度波動(dòng)，流速過高而起不到有效的合理控制，進(jìn)一步就會(huì)導(dǎo)致樣品基線濃度提高，不能對(duì)被測(cè)樣品的組分含量進(jìn)行準(zhǔn)確的質(zhì)量檢測(cè)。高壓泵的正常工作狀態(tài)穩(wěn)定度雖然很高，卻起不到有效的運(yùn)行保證。在這種情況下，也就會(huì)容易出現(xiàn)高效液相色譜儀由于檢測(cè)分析結(jié)果的工作準(zhǔn)確性過高，不能起到有效運(yùn)行的情況。

2.2 對(duì)進(jìn)樣系統(tǒng)故障進(jìn)行相應(yīng)的闡述

此系統(tǒng)主要有兩種分類，分別是自動(dòng)進(jìn)樣器和手動(dòng)進(jìn)樣器。通常情況下，手動(dòng)進(jìn)樣器是六通閥，對(duì)于這兩種進(jìn)樣器來說，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行具體應(yīng)用的時(shí)候，都是非常容易發(fā)生進(jìn)樣閥堵塞故障的，從而導(dǎo)致進(jìn)樣系統(tǒng)的壓力不斷提升等狀況，進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性得不到有效的保障。

2.3 分離系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的故障

在高效液相色譜儀中，分離系統(tǒng)占據(jù)著至關(guān)重要的位置，是其關(guān)鍵和核心，發(fā)揮著重要的作用并會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生重大影響。同時(shí)，對(duì)于色譜柱的使用時(shí)間來說，對(duì)其產(chǎn)生直接影響的因素主要包括兩個(gè)方面，分別是柱壓和柱效兩個(gè)指標(biāo)，一般情況下，當(dāng)色譜柱的柱壓不在穩(wěn)定的狀態(tài)下時(shí)，需要對(duì)其采取相應(yīng)的措施和手段，對(duì)其進(jìn)行報(bào)廢處理，這種情況的出現(xiàn)也是有著相應(yīng)原因的，主要是因?yàn)樯V柱堵塞所造成的。

2.4 檢測(cè)系統(tǒng)故障

在高效液相色譜儀中，檢測(cè)系統(tǒng)占據(jù)著非常重要的位置，是其重要的組成部分，需要對(duì)其有足夠的重視。它可以對(duì)相應(yīng)的樣品濃度進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)等。它在平常的檢驗(yàn)中得到了充分的應(yīng)用，其應(yīng)用的范圍也是越來越廣泛，不過，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的過程中也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障，產(chǎn)生的故障主要包括基線漂移等。

2.5 峰拖尾故障

當(dāng)對(duì)高效液相色譜儀進(jìn)行具體應(yīng)用的過程中，有些時(shí)候，在色譜圖上會(huì)出現(xiàn)峰拖尾的問題，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是的原因主要包括柱效下降或者是峰干擾等，這對(duì)于高效液相色譜儀檢測(cè)的準(zhǔn)確性有著非常大的影響，使色譜儀的穩(wěn)定運(yùn)行得不到可靠的保障。

3 高效液相色譜儀故障處理

3.1 對(duì)高壓輸液系統(tǒng)故障進(jìn)行有效的處理

在對(duì)原料進(jìn)行沖洗處理的過程中，對(duì)一個(gè)貯液器需要進(jìn)行充分的沖洗處理，需要在規(guī)定的處理時(shí)間內(nèi)，用超純水和檸檬酸對(duì)貯液器進(jìn)行清洗，在該處理步驟完成之后，再用大量超純水對(duì)其原料進(jìn)行清水沖洗。當(dāng)一個(gè)貯液器需要采用各種溶劑試液瓶處理的時(shí)候，在對(duì)原料進(jìn)行合理應(yīng)用之后，必須要對(duì)瓶?jī)?nèi)廢棄物進(jìn)行處理，通過采取強(qiáng)有效的措施后，可以避免瓶?jī)?nèi)微生物的生長(zhǎng)。同時(shí)，還要對(duì)各種超聲波試劑進(jìn)行合理的應(yīng)用，首先清洗試液過濾器，然后對(duì)高效率的液相色譜儀的使用專用溶劑試液及其他試劑原料進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)試液流動(dòng)的合理配置。在進(jìn)行綜合應(yīng)用之前，首先需要對(duì)各種超聲波技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，完成各種脫氣裝置操作，然后在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行各種脫氣裝置的設(shè)計(jì)安裝，進(jìn)而有效防止輸液氣泡對(duì)高效高壓液相色譜儀的應(yīng)用產(chǎn)生不良影響。

3.2 對(duì)進(jìn)樣系統(tǒng)故障進(jìn)行有效的處理

在對(duì)進(jìn)樣離心系統(tǒng)處理應(yīng)用的過程中，需要對(duì)濾膜相關(guān)的各個(gè)樣品部件進(jìn)行有效的處理，在對(duì)離心系統(tǒng)處理的過程中，需要對(duì)高速濾膜離心機(jī)閘閥進(jìn)行充分的過濾，在安全完成此項(xiàng)過濾操作之后，再執(zhí)行通過濾膜的操作，要安全完成此過濾操作，需要對(duì)0.45μm的高速濾膜閘閥進(jìn)行充分的過濾，使得該閥的濾膜使用較長(zhǎng)時(shí)間也可以得到一個(gè)相應(yīng)的增加速度。與此同時(shí)，為有效防止進(jìn)樣色譜系統(tǒng)在流動(dòng)過程中內(nèi)部出現(xiàn)大量緩沖性含鹽，在平常對(duì)高效率的液相色譜儀內(nèi)部進(jìn)行一些相應(yīng)的應(yīng)用之后，需要及時(shí)采取一些相應(yīng)的措施，對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行多次清洗，使其中的清潔度更高。洗針也可以減少樣品殘留(洗針只是清洗外側(cè)，內(nèi)側(cè)不需要單獨(dú)清洗)。

3.3 分離系統(tǒng)故障處理

對(duì)于液體分離色譜系統(tǒng)發(fā)生故障，主要可以采取四種有效的故障處理方法和預(yù)防措施：

(1)控制色譜柱pH值，允許的數(shù)值適用范圍中合理設(shè)置控制色譜流動(dòng)柱的pH數(shù)值。

(2)我們?cè)诜治龆喾N色譜純水性試劑與超純水實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并對(duì)樣品進(jìn)行過濾，利用0.45μm厚的濾膜過濾進(jìn)行操作，流動(dòng)柱存在的問題會(huì)造成色譜柱溫度升高，會(huì)造成樣品色譜峰的波形變寬。

(3)使用在線色譜過濾器或者是在線保護(hù)柱即預(yù)柱，由于使用后無法將白色固體粒狀顆粒中的物質(zhì)全部進(jìn)行消除，且一旦將這些白色固體粒狀顆粒物質(zhì)帶入樣品到液相色譜柱，就會(huì)直接導(dǎo)致柱效的下降，或?qū)е轮У碾妷喊l(fā)生明顯的變化，并用分段法排查堵塞。

(4)應(yīng)該對(duì)液相色譜柱使用的溶劑要進(jìn)行多次沖洗工作，每次在使用高效率的液相色譜儀之后，要利用高度過渡的鹽流動(dòng)再次沖洗整個(gè)色譜柱，再次使用具有緩沖性的鹽沖洗，然后再次利用過度的鹽流，最后使用硫酸甲醇等物質(zhì)進(jìn)行溶劑清洗，有效的保存液相色譜柱，其中反向沖洗色譜柱流量不能過大，否則會(huì)沖走色譜柱的填料從而造成柱效降低。

3.4 檢測(cè)系統(tǒng)故障處理

對(duì)于通過檢測(cè)空氣系統(tǒng)的內(nèi)部基線漂移發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)真檢查空氣貯液器、色譜柱和燈光檢測(cè)器內(nèi)部是否受空氣污染影響，或者燈光的能量要求是否過低，檢測(cè)器內(nèi)部溫度值的變化，波動(dòng)幅度范圍是否太大，如果發(fā)生類似情況，應(yīng)采取針對(duì)性的處理措施和控制手段。若檢測(cè)基線會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲，首先就要檢查高壓泵，查看它是否具備穩(wěn)定性，檢測(cè)池裝的時(shí)候是否存在沒有氣泡或是否受到空氣污染，檢測(cè)高效液相色譜儀的各種專業(yè)檢測(cè)溶劑，檢查電壓檢測(cè)器和各個(gè)工作站信號(hào)輸出端的信號(hào)與電壓泵的穩(wěn)定性。

3.5 峰拖尾故障處理

對(duì)于處理高效液相色譜儀譜圖上的峰拖尾現(xiàn)象，要注意以下七個(gè)問題：

(1)及時(shí)拆除更換柱，盡量在低溫度低腐蝕性的環(huán)境下正常使用，并采取一定的保護(hù)措施。

(2)要合理的減少管型連接點(diǎn)，在運(yùn)行中要對(duì)管型連接點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并運(yùn)用細(xì)內(nèi)徑管型連接管進(jìn)行工作。

(3)在遇到弱酸堿腐蝕的情況時(shí)應(yīng)該適當(dāng)?shù)母鼡Q酸性色譜柱。

(4)在線凈化過濾器也是不可缺少的檢測(cè)環(huán)節(jié)，要及時(shí)對(duì)燒壞的不銹鋼材料進(jìn)行更換與過濾篩選。

(5)降低液體流動(dòng)的相對(duì)pH值，保證硝酸鹽在緩沖液中濃度和質(zhì)量。

(6)要調(diào)控好液體的流動(dòng)，并及時(shí)清潔固體樣品。

(7)在一定量的程度上可以增加應(yīng)用柱體的直徑，降低應(yīng)用樣品量，對(duì)各種高容量柱的固定相效應(yīng)進(jìn)行充分的綜合應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

文章針對(duì)一些高效液相色譜儀在實(shí)際使用中的常見故障問題進(jìn)行了較全面的解析。針對(duì)機(jī)器運(yùn)行時(shí)常見的故障，結(jié)合日常管理工作中的實(shí)際，基于個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)提出了一些實(shí)際應(yīng)用中解決問題的對(duì)策和方法?？梢宰龅疆?dāng)有新的問題產(chǎn)生時(shí)能夠及時(shí)的進(jìn)行解決，這樣既能最大限度的延長(zhǎng)檢測(cè)儀器的連續(xù)使用壽命，同時(shí)又能使檢測(cè)儀器的綜合性可以得到最大程度的發(fā)揮。既對(duì)如何提高液相色譜儀的應(yīng)用技術(shù)、使用性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了重要的技術(shù)保障，也對(duì)各種經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)故障和使用問題進(jìn)行全面的闡述與分析。