食品檢測實驗室提高液相色譜儀器使用率的探討

⊙文 王欣欣 山東省臨沂市郯城縣檢驗檢測中心

液相色譜儀器是一種利用混合物在液-固或不互溶的兩種液體之間分配比的差異，對混合物進行先分離、后分析鑒定的儀器，可以按照吸附柱色譜法、分配柱色譜法、離子交換柱色譜法、凝膠柱色譜法等不同的作用原理進行分類。液相色譜儀器主要由進樣系統(tǒng)、輸液系統(tǒng)和分離系統(tǒng)所組成，能夠?qū)岵环€(wěn)定和非揮發(fā)性的、離解的和非離解的以及各種分子量范圍的物質(zhì)進行檢測。

一、液相色譜儀器在食品檢測實驗室中的應(yīng)用

1.食品添加劑檢測。食品檢測實驗室可以使用液相色譜儀器對食品添加劑進行檢測，比如，針對防腐劑的檢測多應(yīng)用高效液相色譜技術(shù)，檢測對象為丙酯、脫氫乙酸等；針對甜味劑的檢測多應(yīng)用離子對色譜法或陰離子交換色譜法，檢測對象為糖精鈉、甜蜜素等；針對發(fā)色劑的檢測一般是圍繞硝酸鹽、亞硝酸鹽等展開，通常15min左右就能完成檢測。

2.食品污染物檢測。食品污染物是食品安全檢測的重要部分，使用液相色譜儀器對食品污染物進行檢測，主要是針對農(nóng)藥殘留物質(zhì)、獸藥殘留物質(zhì)等。

3.食品微生物和微生物代謝物檢測。使用液相色譜儀器對食品微生物與微生物代謝物進行檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)對食品中病原微生物等的有效檢測，判斷是否存在微生物、微生物代謝物超標(biāo)的情況，從而為相應(yīng)的食品質(zhì)量安全監(jiān)測提供依據(jù)。

二、食品檢測實驗室使用液相色譜儀器的常見問題

1.儀器檢測方法的分析效率偏低。液相色譜儀器在食品檢測方面存在檢測效率偏低的問題，主要是因為檢測方法整合度不高以及單個檢測分析時間偏長。另外，液相色譜儀器的檢測分析效率與檢測項目的色譜條件直接掛鉤，如果色譜條件較差，檢測效率也會有所下降。

2.泵壓故障。一是無泵壓。導(dǎo)致泵壓為零的原因比較多，比如流動相粘度過高或被污染、流動相內(nèi)的緩沖鹽使得單向閥堵塞、泵內(nèi)有氣體、高壓密封墊變形等。二是泵壓不穩(wěn)定。液相色譜儀的單向閥如果被污染，球座密封性就會受到影響；高壓密封墊長期接觸流動相會被腐蝕并加速老化，也會影響密封效果。如果儀器的密封性受到影響后，相應(yīng)的泵壓會失穩(wěn)，進而影響儀器使用以及食品檢測質(zhì)效。另外，諸如濾芯堵塞、泵內(nèi)或溶劑內(nèi)有氣體、比例閥損壞、系統(tǒng)漏液等原因，也可能導(dǎo)致液相色譜儀出現(xiàn)泵壓不穩(wěn)的情況。三是壓力過低。液相色譜儀的泵內(nèi)如果存在氣泡，就會使泵壓受到影響而降低。在泵頭漏液或者系統(tǒng)漏液的情況下，液相色譜儀也會出現(xiàn)泵壓過低的情況。四是泵壓過高。如果液相色譜儀的溶劑過濾頭、濾芯、進樣器、管路等堵塞，均可能導(dǎo)致泵壓過高。在線過濾器、色譜柱、保護柱、混合器等污染，也可能導(dǎo)致泵壓過高。另外，如果液相色譜儀的流動相配比錯誤，就會由于溶液粘度、密度等使得泵壓升高。

3.基線故障?；€作為液相色譜儀在僅有流動相通過檢測系統(tǒng)時的響應(yīng)信號曲線，在食品檢測實驗中很容易出現(xiàn)基線漂移、噪聲偏大等故障。導(dǎo)致基線漂移的原因主要包括系統(tǒng)漏液并進入氣體、流動相被污染、流動相混合比例不合理、色譜不平衡、色譜柱被污染、樣品內(nèi)有強保留物質(zhì)、柱溫變化、檢測池被污染、電壓不穩(wěn)、紫外燈性能極限或出現(xiàn)故障等；導(dǎo)致噪聲偏大的原因主要包括系統(tǒng)漏液、系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)氣泡、流動相不相溶、流動相混合不均勻、色譜柱堵塞、檢測池堵塞、紫外燈性能極限或出現(xiàn)故障、進樣量過大、設(shè)備靈敏度過高、柱溫變化等。

4.峰形故障。液相色譜儀在食品檢測中可能會出現(xiàn)各種峰形故障，如平頭峰、拖尾峰、伸舌峰、分叉峰等。一般來說，液相色譜儀的檢測池被污染、紫外燈性能極限或故障、進樣量過大、色譜柱污染、進樣閥污染、流動相配比不合理、色譜柱選擇不合理等因素，均可能導(dǎo)致峰形故障。

5.保留時間故障。液相色譜儀用于食品檢測時可能會出現(xiàn)保留時間漂移、延長以及縮短等故障。其中，進樣量相差偏大、系統(tǒng)不平衡、泵內(nèi)有氣體、流動相污染、色譜柱污染、室內(nèi)溫度不穩(wěn)定等因素，可能會導(dǎo)致保留時間漂移；管路泄露、硅膠柱活性點變化、流速下降、溫度降低等因素，可能會導(dǎo)致保留時間延長；流速增加、樣品超載、流動相變化、溫度上升等因素，可能會導(dǎo)致保留時間縮短。

6.操作與維護不規(guī)范。由于實驗人員自身原因，可能會出現(xiàn)操作與維護不規(guī)范的情況，進而影響液相色譜儀器使用率以及食品檢測分析質(zhì)效。比如樣品前處理不當(dāng)、樣品預(yù)處理時降解、樣品蒸發(fā)、儀器使用后沒有及時清洗、使用損壞的色譜柱、沒有定期維護與更換重要耗材等，均會影響基于儀器的食品檢測分析質(zhì)效。

三、食品檢測實驗室提高液相色譜儀器使用率的策略

1.優(yōu)化檢測方法并縮短單個樣品分析時間。為了縮短不同檢測項目間轉(zhuǎn)換所浪費的時間并提高液相色譜儀器使用率，食品檢測實驗室需要對檢測方法進行優(yōu)化，著重圍繞檢測項目色譜條件與分析方法進行優(yōu)化，增強多個項目連續(xù)分析的流暢性，盡量通過一次色譜條件設(shè)置操作來完成多頭項目的連續(xù)檢測分析。另外，食品檢測實驗室還要積極縮短單個樣品分析時間，進一步提高儀器使用效率和檢測分析效率，并根據(jù)具體的檢測分析需求，對相應(yīng)的液相色譜分析方法進行優(yōu)化，比如采取調(diào)整流動相梯度的方式來縮短食品檢測分析時間等。

2.加強泵壓故障處理。（1）無泵壓故障處理。如果故障是由流動相粘度偏高或被污染所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)對流動相進行重新選擇與配置，且有必要使用0.45μm濾膜進行過濾處理。如果故障是由流動相內(nèi)的緩沖鹽使得單向閥堵塞或者由泵內(nèi)包含氣體所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)將流速設(shè)置為5mL/min并將排氣閥擰開進行凈化。如果故障是由高壓密封墊變形所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)及時更換密封墊。

（2）壓力不穩(wěn)故障處理。如果故障是由單向閥被污染并影響球座密封性所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)將流速設(shè)置為5mL/min，將排氣閥擰松并進行凈化。如果故障是由泵內(nèi)或溶劑內(nèi)的氣體所導(dǎo)致，可以設(shè)置好流速后擰松排氣閥進行凈化處理，也可以采用溶劑進行超聲脫氣處理。如果故障是由高壓密封墊老化所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)及時更換密封墊。如果故障是由濾芯堵塞所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)先用10%異丙醇超聲處理30min，再用純凈水將濾芯清洗干凈。如果故障是由比例閥損壞所導(dǎo)致，就要及時更換比例閥。如果故障是由色譜柱堵塞所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)沖洗色譜柱并放置一段時間。如果故障是由系統(tǒng)漏液所導(dǎo)致，則應(yīng)將漏液位置的螺栓擰緊，或者對漏液處裝置進行更換。

（3）泵壓過低故障處理。如果故障是由泵內(nèi)氣泡所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)將排氣閥擰松后再用注射器將泵內(nèi)氣體抽出。如果故障是由泵頭漏液或系統(tǒng)漏液所導(dǎo)致，則需要采取擰緊螺栓、更換密封墊或其他裝置等方式進行處理。

（4）泵壓過高故障處理。如果故障是由色譜柱污染或管路堵塞所導(dǎo)致，可以沖洗后放置一段時間。如果故障是由溶劑過濾頭堵塞或者混合器污染所導(dǎo)致，可以利用純凈水對其進行超聲清洗。如果故障是由濾芯堵塞導(dǎo)致，則要先使用10%異丙醇超聲清洗30min，再用純凈水進行沖洗。如果故障是由在線過濾器污染所導(dǎo)致，應(yīng)將篩板取出并用甲醇進行超聲清洗，或者直接更換新的篩板。如果故障是由流動相配比不合理所導(dǎo)致，則需要重新配置流動相。如果故障是由進樣器堵塞所導(dǎo)致，則需要使用注射器將純凈水注入進樣口，待廢液瓶中的水流出后再重復(fù)進行注射操作，一般需要進行5次重復(fù)操作。如果故障是由保護柱污染所導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)及時更換保護柱。

3.加強基線故障處理。（1）基線漂移故障處理。確定故障原因后可以采取以下措施進行處理：擰緊儀器各處裝置后設(shè)置流速為5mL/min后，擰松排氣閥并進行凈化；（超濾后）重新配置流動相；重新平衡色譜；清洗色譜柱后等待一段時間；選用極性更好的色譜柱；確保色譜柱處于恒溫環(huán)境；清洗檢測池；檢查電壓；更換性能更強的紫外燈。

（2）噪聲偏大故障處理。確定故障原因后可以采取以下措施進行處理：擰緊儀器各處裝置；設(shè)置流速為5mL/min后，將排氣閥擰松并進行凈化；（超濾后）重新配置流動相；清洗色譜柱后等待一段時間或更換色譜柱；清洗檢測池；更換性能更強的紫外燈；減少進樣量；將色譜柱置于恒溫環(huán)境；更換樣品分析設(shè)備。

4.加強峰形故障處理。（1）平頭峰故障處理。如果故障是由檢測池污染所導(dǎo)致，要及時清洗檢測池。如果故障是由紫外燈性能極限或損壞所導(dǎo)致，要更換性能更佳的紫外燈。如果故障是由進樣量過大所導(dǎo)致，則要合理減少進樣量。

（2）分叉峰故障處理。如果故障是由保護柱被污染所導(dǎo)致，應(yīng)及時更換新的裝置。如果故障是由色譜柱被污染所導(dǎo)致，應(yīng)將色譜柱清洗后放置一段時間。如果故障是由進樣閥污染所導(dǎo)致，應(yīng)利用注射器從進樣口注入純凈水，重復(fù)5次即可。如果故障是由進樣量過大所導(dǎo)致，應(yīng)適當(dāng)減少進樣量。如果故障是由溶劑選擇不合理所導(dǎo)致，則要重新選擇溶劑。

（3）拖尾峰故障處理。導(dǎo)致拖尾峰故障的原因與導(dǎo)致其他峰形故障的原因較為類似，解決措施主要包括更換色譜柱、減少進樣量、重新配置流動相、調(diào)節(jié)流動相流速、對樣品進行純化處理。

（4）伸舌峰故障處理。導(dǎo)致伸舌峰故障的原因與導(dǎo)致其他峰形故障的原因較為類似，解決措施主要包括調(diào)節(jié)柱溫、重新配制流動相、調(diào)節(jié)流動相流速。如果是由于溶劑并非流動相所導(dǎo)致的伸舌峰故障，則需用流動相溶解樣品。

5.加強保留時間故障處理。如果進樣量相差過大或者樣品超載，均要調(diào)整進樣量；如果流動相流速增加或減少，則要重新設(shè)置流速；如果室內(nèi)溫度不穩(wěn)定或者柱溫上升、下降，則要盡量構(gòu)建恒溫環(huán)境；如果色譜柱污染，要及時進行清洗；如果流動相污染，則要進行超濾處理后重新配置流動相；如果泵內(nèi)有氣體，則需設(shè)置流速為5mL/min，然后擰松排氣閥并進行凈化處理。

6.規(guī)范操作與維護。實驗人員在使用液相色譜儀器進行食品檢測時，一定要嚴格按照相關(guān)規(guī)范進行操作，以免人為操作失誤導(dǎo)致各種故障或問題，從而影響食品檢測分析質(zhì)量與效率。在制備樣品時，要對樣品濃度、溶劑過濾等進行嚴格檢查；在預(yù)處理樣品時，要驗證樣品的完整性，加強對樣品的保存管理，以免樣品蒸發(fā)。正確使用儀器，不得出現(xiàn)流動相走空、色譜柱接口未擰緊等情況。健全儀器專人保養(yǎng)管理制度，定期對儀器進行檢查和保養(yǎng)維護，尤其要對色譜柱分離性能進行記錄，以免色譜柱本身存在問題而影響液相色譜儀器的使用。