探析高效液相色譜儀的典型故障及維護(hù)保養(yǎng)

于基廣，徐洪偉，孫黎明

（山東省煙臺(tái)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 煙臺(tái) 264001）

引言

高效液相色譜儀因其分辨率高、分析速度快、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到分析工作者的青睞，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)藥、食品檢測(cè)等領(lǐng)域[1]，成為實(shí)驗(yàn)室普遍配備、使用頻繁的分析儀器。

液相色譜儀屬于易學(xué)難用的儀器，學(xué)會(huì)操作不難，難在用得好、用得久。實(shí)踐證明，維護(hù)保養(yǎng)是使儀器長(zhǎng)期處于良好技術(shù)狀態(tài)的前提和基礎(chǔ)，作為精密進(jìn)口儀器，其維護(hù)保養(yǎng)要求較高，已不再拘囿于傳統(tǒng)的擦拭除塵、通電自檢，而應(yīng)從故障源頭入手，開(kāi)展全面有效的維護(hù)保養(yǎng)，切實(shí)減少儀器故障和損耗，才能充分發(fā)揮儀器效能，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。結(jié)合十余年的安捷倫液相色譜儀使用經(jīng)驗(yàn),對(duì)儀器的典型故障及維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行了分析和探討。

1 儀器主要部件及功用

高效液相色譜儀主要由高壓泵、進(jìn)樣器、色譜柱、檢測(cè)器和記錄器組成。其中高壓泵、色譜柱和檢測(cè)器是儀器的關(guān)鍵部件，也是故障多發(fā)部位。高壓恒流泵是儀器的“心臟”，能夠克服儀器內(nèi)部阻力變化和外界影響，確保輸出的流動(dòng)相流速恒定不變；色譜柱是整個(gè)色譜系統(tǒng)的核心，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響到樣品組分的分離效果；檢測(cè)器是色譜儀的“眼睛”[2]，它將色譜柱分離出的樣品組分轉(zhuǎn)變成易于測(cè)量的電信號(hào)，得出樣品分離色譜圖。儀器工作時(shí)，待檢測(cè)物隨流動(dòng)相高壓注入色譜柱，由于被測(cè)物中不同組分與固定相的相互作用有差異，各組分順序離開(kāi)色譜柱，通過(guò)檢測(cè)器得到不同的峰信號(hào)，最后通過(guò)分析比對(duì)判斷出待測(cè)物的各種組分。

2 典型故障及分析

2.1 典型故障

2.1.1 高壓泵墊圈損壞

泵墊圈與運(yùn)動(dòng)的柱塞桿緊密接觸，可使柱塞在泵頭自由運(yùn)動(dòng)而流動(dòng)相不漏出來(lái)。一旦墊圈受損，易出現(xiàn)滲漏和泵體污染，表現(xiàn)為泵頭漏液和泵壓力不穩(wěn)。故障主要原因有以下三個(gè)方面：一是固體雜質(zhì)磨損，固體雜質(zhì)來(lái)自不潔凈的流動(dòng)相以及未及時(shí)沖洗析出的緩沖鹽；二是流動(dòng)相含強(qiáng)酸強(qiáng)堿，對(duì)密封墊造成腐蝕損壞；三是溶劑瓶?jī)?nèi)流動(dòng)相用完，空轉(zhuǎn)造成柱塞和密墊圈磨損[3]。

2.1.2 柱壓不穩(wěn)

柱壓的穩(wěn)定與色譜圖峰形的好壞、柱效、分離效果及保留時(shí)間等密切相關(guān)。壓力過(guò)高、過(guò)低都屬于柱壓?jiǎn)栴}。壓力過(guò)高是最常見(jiàn)的問(wèn)題，一般是由于流路中有堵塞。應(yīng)該分段進(jìn)行檢查，依次判斷是溶劑過(guò)濾頭、過(guò)濾白頭堵塞還是色譜柱堵塞，分別用相應(yīng)的溶劑和方法處理并清洗，即可恢復(fù)正常。

壓力過(guò)低一般是由于系統(tǒng)泄漏造成，處理方法是檢查各個(gè)接口處，特別是色譜柱兩端的接口，把泄漏的地方旋緊即可。還有一個(gè)原因就是泵里進(jìn)了空氣，表現(xiàn)為壓力不穩(wěn)，忽高忽低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致泵無(wú)法吸上液體。究其原因是流動(dòng)相在使用前未脫氣或脫氣不充分，溶解在流動(dòng)相中的氣體產(chǎn)生氣泡。

2.1.3 基線(xiàn)噪音增大

基線(xiàn)噪音增大是檢測(cè)器的常見(jiàn)故障。以紫外檢測(cè)器為例，原因主要有兩方面：一是氘燈光源老化，氘燈用的過(guò)久，接近使用壽命期時(shí)（約2 000 h），強(qiáng)度急劇降低，噪音隨之增大。為避免氘燈老化，應(yīng)隨用隨開(kāi)，用后及時(shí)關(guān)燈。據(jù)研究一次開(kāi)關(guān)大約會(huì)降低30 h 使用壽命[4]，當(dāng)短時(shí)間內(nèi)還有分析樣品時(shí)，可考慮開(kāi)燈等待，避免頻繁開(kāi)關(guān)；二是源自流動(dòng)相中的氣泡，應(yīng)設(shè)法排氣。

2.1.4 色譜峰分叉

如果有雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱，會(huì)造成色譜柱污染，長(zhǎng)期使用，雜質(zhì)不斷進(jìn)入，會(huì)使色譜柱入口處的固定相“板結(jié)”并在流動(dòng)相的高壓作用下，形成柱頭的塌陷。分析樣品組分的正常色譜峰就變成了雙峰分叉。修復(fù)方法如下，首先要清洗色譜柱，先用純水反向沖洗柱子，然后換成甲醇沖洗，接著用甲醇+異丙醇沖洗（沖洗時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)污染的情況確定），再換成甲醇沖洗，然后用純水沖洗，最后甲醇正向沖洗柱子30 min以上。如沖洗后依然出峰不佳，則考慮柱頭塌陷。先將柱頭的緊固螺母旋下，用針尖將流動(dòng)相表層板結(jié)變黃的部分摳掉，并以相同的固定相將此塌陷區(qū)填平、壓實(shí)，再將色譜柱的緊固螺絲上緊[5]，即可修復(fù)。

2.2 故障分析

2.2.1 流動(dòng)相問(wèn)題是故障的最大源頭

色譜儀的故障現(xiàn)象盡管五花八門(mén)，其源頭大都可歸咎于流動(dòng)相中的雜質(zhì)或氣泡，雜質(zhì)既造成高壓泵的磨損故障，也會(huì)污染色譜柱和檢測(cè)器的檢測(cè)池。氣泡同樣會(huì)影響三大關(guān)鍵部件的正常工作?？梢?jiàn)，流動(dòng)相問(wèn)題是故障的最大源頭，解決好流動(dòng)相就抓住了儀器正確使用的“牛鼻子”。

2.2.2 人為因素是故障發(fā)生的主要原因

色譜儀作為造價(jià)高昂的進(jìn)口儀器，其維修通常價(jià)格不菲，似乎給人以“嬌貴”的印象，然而行業(yè)內(nèi)有個(gè)共識(shí)：“儀器本身固有零部件很少出問(wèn)題，絕大部分故障源自人為操作”，據(jù)統(tǒng)計(jì)一半以上的故障源于濫操作、誤操作和異常操作。墊圈、燈管等零件的磨損和老化固然也會(huì)導(dǎo)致儀器故障，可是這些問(wèn)題都能夠在定期檢查中發(fā)現(xiàn)并提前更換，歸根結(jié)底還是人的原因，與精密的儀器相比，人為因素被放大成為故障發(fā)生的主要原因。

2.2.3 預(yù)防為主，防患于未然

色譜柱的污染是不可逆的，清洗工作只能除掉大顆粒污染雜質(zhì)，而無(wú)法清除細(xì)顆粒雜質(zhì)，是治標(biāo)不治本的權(quán)宜手段；從源頭做起，保持流動(dòng)相的清潔才是防治色譜柱污染的根本大計(jì)。不僅是色譜柱，色譜儀整體也要貫徹“預(yù)防為主，防患于未然”的方針，提前做好維護(hù)保養(yǎng)，這遠(yuǎn)比發(fā)生故障再去維修處理要容易的多；同時(shí)也大大降低故障率和儀器損耗，節(jié)約價(jià)格不菲的維修費(fèi)用。

3 維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

3.1 流動(dòng)相

1）高效液相色譜儀常用的流動(dòng)相是甲醇和乙腈，應(yīng)選用高純度的專(zhuān)用試劑，從降低紫外檢測(cè)器基線(xiàn)噪音和提高分析靈敏度上考慮，最好使用紫外吸收小且雜質(zhì)含量少的色譜純?cè)噭?/p>

2）流動(dòng)相在使用前要先用0.45 μm 孔徑的濾膜過(guò)濾，以濾除溶液中的微小顆粒，避免發(fā)生堵塞過(guò)濾器、色譜柱的情況。

3）流動(dòng)相在使用前必須脫氣，盡可能除去溶解在流動(dòng)相中的氣體。脫氣有多種方法，如超聲脫氣、真空在線(xiàn)脫氣、氮?dú)饷摎獾取Ｕ婵彰摎夥ê偷獨(dú)饷摎夥ㄊ悄壳白畛Ｓ玫拿摎夥╗3]。

3.2 高壓恒流泵的維護(hù)和保養(yǎng)

1）做好流動(dòng)相的清潔過(guò)濾，經(jīng)常清洗輸液泵過(guò)濾器，防止固體微粒進(jìn)入泵體，避免磨損柱塞、墊圈及泵體。

2）確保溶劑瓶?jī)?nèi)的流動(dòng)相不被用完，避免發(fā)生泵空轉(zhuǎn)，磨損柱塞、墊圈及泵體，產(chǎn)生漏液。

3）在升高流速的時(shí)候應(yīng)梯度勢(shì)升高，最好每次升高0.2 mL/min，當(dāng)壓力穩(wěn)定時(shí)再升高，如此反復(fù)直至達(dá)到所需流速。

4）使用結(jié)束后要及時(shí)清洗，以清除泵內(nèi)腐蝕液體及緩沖液，保證泵的正常使用壽命。

3.3 色譜柱的維護(hù)和保養(yǎng)

1）裝卸時(shí)，動(dòng)作要輕，適度擰緊接頭，避免較大的機(jī)械振動(dòng)，以免柱床產(chǎn)生空隙。

2）使用預(yù)柱和保護(hù)柱。預(yù)柱防止對(duì)柱填料有破壞作用的組分或污染物進(jìn)入色譜柱。保護(hù)柱可以阻擋能夠牢固地吸附于色譜柱上的組分進(jìn)入色譜柱，延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命[6]。

3）保存色譜柱時(shí)應(yīng)將柱內(nèi)充滿(mǎn)乙腈或甲醇，柱接頭要擰緊，防止溶劑揮發(fā)干燥。絕對(duì)禁止將緩沖溶液留在柱內(nèi)靜置過(guò)夜。

4）在完成分離分析工作之后，不應(yīng)立即停機(jī)，需及時(shí)對(duì)色譜分析系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，以除去色譜柱內(nèi)的雜質(zhì)，防止氣體進(jìn)入色譜柱。。

5）為了不使被測(cè)物質(zhì)和雜質(zhì)停留在色譜柱中，在每次的樣品分析工作完成之后，都應(yīng)及時(shí)地清洗色譜柱。

3.4 檢測(cè)器的維護(hù)和保養(yǎng)

1）檢測(cè)器是儀器的數(shù)據(jù)收集部分，由很多的電子和光學(xué)元件組成。禁止拆卸儀器內(nèi)部元件，防止損壞或影響準(zhǔn)確度。

2）儀器內(nèi)部的流通池是流動(dòng)相流過(guò)的元件，雜質(zhì)和微生物都可能污染流通池，導(dǎo)致無(wú)法檢測(cè)或檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)，所以要定期對(duì)流通池和管路進(jìn)行沖洗。

3）當(dāng)儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯波動(dòng)、基線(xiàn)噪音變大時(shí)，要沖洗儀器管路。沖洗后如果還是沒(méi)有改善就應(yīng)該檢測(cè)氘燈能量，如果能量不足就更換新的氘燈[7]。

4）儀器每次使用完閉，都要用水和一定濃度的有機(jī)溶劑沖洗管路，保證管路和系統(tǒng)的清潔。

3.5 維護(hù)保養(yǎng)措施

1）維護(hù)保養(yǎng)是為了使高效液相色譜儀長(zhǎng)期處于良好技術(shù)狀態(tài)，而在使用前、使用中及使用后全過(guò)程所做的工作，主要可歸納為“一潔二勤”，即保持流動(dòng)相的潔凈和對(duì)系統(tǒng)的勤清洗以及損壞部件的勤更換，其它還包括實(shí)驗(yàn)室環(huán)境保持、操作使用的準(zhǔn)確無(wú)誤等一系列繁瑣細(xì)致的工作，微小的失誤可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

2）為減少疏漏，避免維護(hù)保養(yǎng)流于形式，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)以下措施：一是責(zé)任到人，一般指定儀器使用人作為維護(hù)保養(yǎng)責(zé)任人，防止出現(xiàn)管用分離、政出多門(mén)、推諉扯皮現(xiàn)象；二是建章立制，按照“要做的寫(xiě)下來(lái)，把寫(xiě)的做出來(lái)”的原則，制定使用操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程，明確日維護(hù)、周維護(hù)及月維護(hù)的各項(xiàng)工作，確保落實(shí)到位；三是隨機(jī)配發(fā)儀器履歷簿，登記儀器型號(hào)、制造廠(chǎng)家、購(gòu)入日期等信息，并隨時(shí)記錄使用、維護(hù)保養(yǎng)及維修情況，既督促維護(hù)保養(yǎng)工作的落實(shí)，也為后期維修和消耗品購(gòu)買(mǎi)提供重要依據(jù)[8]。

3）采取有效措施激發(fā)儀器使用人員積極性。一要嚴(yán)格持證上崗考核，選拔責(zé)任心強(qiáng)、工作嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的人員作為色譜儀使用人；二要提高儀器使用人員自我認(rèn)同感，支持參加廠(chǎng)家舉辦的新技術(shù)培訓(xùn)以及同行實(shí)驗(yàn)室的參觀(guān)學(xué)習(xí)；三要提高待遇，應(yīng)將繁雜的色譜儀維護(hù)保養(yǎng)納入工作量統(tǒng)計(jì)，在績(jī)效考核、年終獎(jiǎng)勵(lì)以及職稱(chēng)晉升上給予應(yīng)有支持[9]。

4 結(jié)語(yǔ)

維護(hù)保養(yǎng)是使高效液相色譜儀處于良好技術(shù)狀態(tài)的前提和基礎(chǔ)，做好維護(hù)保養(yǎng)，能大大降低儀器故障率和磨損，提高分析效率，節(jié)約維修費(fèi)用。同時(shí)維護(hù)保養(yǎng)是細(xì)致繁瑣的基礎(chǔ)工作，要扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)室普遍存在的“重購(gòu)買(mǎi)，輕維護(hù)，重使用，輕保養(yǎng)”的狀況，采取有效措施，確保維護(hù)保養(yǎng)工作落到實(shí)處，才能充分發(fā)揮儀器效能，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。