色譜儀是利用混合物在液-固或互不相溶的兩種液體之間分配比的差異,對混合物進行先分離而后分析鑒定的儀器,應用極其廣泛。作為一種高精密儀器,其維護保養(yǎng)工作具有舉足輕重的地位,文章依照流動相流經(jīng)的順序詳細探討了儀器各組成部分的日常維護保養(yǎng)。
做好液相色譜儀的日常維護保養(yǎng),養(yǎng)成良好的使用習慣,能極大地降低故障率,減少停機和降低維修成本。從液相色譜儀的硬件結(jié)構(gòu)來看,按照流動相經(jīng)過的順序有以下組成部分:流動相溶劑瓶→高壓泵→進樣器→色譜柱→檢測器→廢液。下面就依照此順序來探討液相色譜儀各部件、各環(huán)節(jié)在日常使用中需要注意的事項。
一、流動相溶劑瓶的保養(yǎng)
溶劑瓶是流動相的起點,通常是盛放水相溶液或是有機相溶液。
1. 水相溶液
對于水相溶液來說,首要的問題是防止污染。雖然液相用的水大都經(jīng)過殺菌處理,但是細菌的生命力很頑強,在適當?shù)臏囟群凸庹涨闆r下,它們就會活躍起來,如果在流動相里加入磷酸鹽一類的添加劑,它們更是如虎添翼。所以,對于溶劑瓶我們要做的非常重要的工作就是勤換流動相,常換常新。
2. 有機相溶液
對于有機相溶液,可以不用擔心細菌繁殖的問題。但是有機相容易發(fā)生聚合,特別是乙腈在適宜的光照條件下極易發(fā)生聚合,瓶子里就會出現(xiàn)一些絮狀的聚合沉淀物。為了防止聚合過程的發(fā)生,裝乙腈時要用棕色的溶劑瓶,避免陽光直射,更換乙腈時應當棄去瓶底剩余的溶液。
3. 清洗過濾
溶劑瓶里的過濾頭,其作用是為了防止溶液瓶中的顆粒雜質(zhì)進入到儀器的流路系統(tǒng)中,它的材質(zhì)通常分為玻璃燒結(jié)石英和不銹鋼,如果不慎堵塞會造成流動相吸液不暢,因此必須進行清洗,玻璃材質(zhì)的通常是用稀硝酸泡,而不銹鋼材質(zhì)的可以直接進行超聲清洗。
4. 流動相的脫氣
脫氣的目的是為了除去流動相中溶解的氣體,使色譜泵的輸液準確,保留時間和色譜峰面積再現(xiàn)性提高;使基線穩(wěn)定,信噪比增加,防止氣泡引起尖峰,從而提高檢測器性能;減少死體積,防止填料氧化,從而保護色譜柱。目前常用的脫氣方法有以下4種。
(1) 氦氣脫氣法:利用液體中氦氣的溶解度比空氣低,連續(xù)吹氦脫氣,效果較好,但成本高;
(2) 加熱回流法:效果較好,但操作復雜,且有毒性揮發(fā)污染;
(3) 真空脫氣法:易抽走有機相;
(4) 超聲脫氣法:流動相放在超聲波容器中,用超聲波振蕩10~15min,此方法效果較差,但操作簡單。實際工作中,超聲脫氣法操作簡單,仍被廣泛應用,雖然此方法有時會引起氣體溶解度的增加,但基本上能滿足日常分析操作的要求。
泵是液相色譜的核心,泵將流動相從溶劑瓶輸送到液相流路系統(tǒng)中,并要在高壓下保持流量和壓力的穩(wěn)定。狀態(tài)正常的高壓泵是液相色譜準確分析的基礎(chǔ),所以平日一定要重視對泵的維護。
1. 泵壓力波動
很多情況下,泵的問題反映在壓力上,壓力波動又是最常見的一類問題。泵正常的壓力波動通常會在2%以內(nèi),且平穩(wěn)規(guī)律;不正常的波動通常由氣泡和鹽造成。如果流動相中的氣泡沒有被脫氣機除掉而到了泵以后,就會造成壓力波動,通常我們可以通過重新清洗(purge)流路和再次脫氣流動相加以解決。
由鹽造成的波動主要是因為流動相中加入了濃度較高的緩沖鹽,在含鹽流動相與有機相混合的時候,鹽會有微小的析出,從而導致壓力異常波動,解決這類問題可以考慮適當降低鹽的濃度,或者使用甲醇取代乙腈有機相。如果一定要用到此類流動相,可以考慮在有機相中加入一定比例的水,然后適當提高梯度結(jié)束的終點。
2. 過濾白頭保養(yǎng)
在泵的維護里還有一項常做的工作就是更換清洗閥上的過濾白頭,通常判斷的標準是純水以5mL/min流速清洗的時候,如果壓力超過1MPa則考慮更換。根據(jù)更換下來的過濾白頭,可以大致判斷儀器的使用狀況。如果白頭是白色的且不臟,但是堵,那有可能是流動相中有鹽析出造成的;如果白頭是灰黑色的,這是最常見的狀況,是由于泵頭密封墊磨損造成的;如果白頭是黃色、綠色等怪異的顏色,儀器污染較嚴重,可能是流動相里的微生物造成的。
除此之外,在泵的使用過程中,常常會遇到更換流動相的情況,這種更換是指從反相溶劑更換到正相溶劑或者反過來的過程。這個過程要考慮流動相的兼容性,常用的正反相色譜溶劑是不互溶的,所以在更換期間,一定要用異丙醇沖洗系統(tǒng),保證管路里所有的原有溶劑都被異丙醇替換掉后再更換流動相。
進樣器分手動和自動兩大類,雖然兩者工作模式不同,但使用的要點是基本一致的。
1. 防止交叉污染
自動進樣器最常見的問題是交叉污染,交叉污染產(chǎn)生的原因很直接,樣品殘留在進樣針內(nèi)外表面,并隨下一次進樣進入色譜系統(tǒng)。要解決交叉污染,主要靠清洗。自動進樣器都會有洗針的功能,如果樣品濃度較高或者是吸附性比較強,一定要打開此功能;如果未打開洗針功能,污染可能已經(jīng)殘留在了針座或流通閥上,那么這兩個部件需及時超聲清洗。
出現(xiàn)在自動進樣器上的另外一個問題是峰面積重現(xiàn)性差,考慮可能與自動進樣器吸取樣品有關(guān)。首先觀察樣品的液面是不是足夠高,以保證進樣器可以吸到樣品。排除這個問題后,再察看自動進樣器的設置,對于一些粘度大的樣品,要降低自動進樣器的吸取速度。
2. 精細操作
手動進樣器的操作要點大致相同,應使用液相色譜儀專用平頭進樣針,進樣時插針應插到底,不使用時將針頭留在進樣器內(nèi),使用前后都要及時清洗。
色譜柱是化合物分離的關(guān)鍵。保養(yǎng)良好的色譜柱具有很高的塔板數(shù),且儀器基線平穩(wěn)。色譜柱一般比較昂貴,在平時的工作中要注意以下幾個事項:
(1) 色譜柱不能夠碰撞、彎曲或強烈振蕩。安裝時要保證閥件或管路的清潔;
(2) 流動相在使用前必須進行脫氣處理,盡量不使用或少使用高粘度的流動相;
(3) 在滿足靈敏度的情況下,盡可能使用小進樣量。如果樣品比較“臟”,要進行凈化或提純處理;
(4) 分析結(jié)束后,要清洗進樣閥中殘留的樣品,并用流動相或適當?shù)娜軇┣逑瓷V柱;
(5) 如色譜柱長期不用,應該用適當?shù)挠袡C溶劑保存并封閉或定期給柱子補充合適的流動相。對于反相柱可以儲存于純甲醇或乙腈中,正相柱可以存放于嚴格脫水后的純正己烷中,離子交換柱可以儲存于水中。
目前市場上檢測器的種類繁多,而且各有特性。以常用的紫外(VWD)/二極管陣列(DAD)檢測器來說,這兩類都是紫外類的檢測器,雖然光路設計不同,但是本質(zhì)原理都是相同的。
1. 光源部分
檢測器中非常重要的部件是光源,光源對發(fā)射能量有要求,一旦能量衰減到一定程度,就會出現(xiàn)基線噪聲變大,靈敏度降低等一系列影響使用的問題,因此光源是一個消耗品。通常紫外燈的壽命是2000h,當?shù)竭_這個時限的時候,我們就要特別關(guān)注燈的能量狀況,可以通過儀器維護軟件中自帶的“燈能量測試”功能來判斷,測試的結(jié)果會分別評估低、中、高三個波長段的能量,一旦某個波長段的測試結(jié)果顯示失敗,就表示需要更換燈。
2. 檢測池
檢測器中另一個重要部件是檢測池,也叫流通池。通常大家最關(guān)心的一個問題是檢測池被堵掉,因為檢測池通常不是很耐壓,所以一旦被堵就很可能造成損壞。事實上檢測池通常不太容易被堵,原因是幾乎所有的顆粒雜質(zhì)都會被色譜柱攔下了,所以堵塞檢測器的東西基本都不是來自樣品的,很可能是后來“產(chǎn)生”的,比如含鹽流動相殘留在檢測池中導致鹽析出。
液相色譜儀的廢液大部分含有有機溶劑,會對人體產(chǎn)生一定的危害,對環(huán)境也會產(chǎn)生污染,嚴禁隨意傾倒,應及時處理。目前,國內(nèi)大部分實驗室是將廢液送到專門的廢液處理站集中進行無害化處理。
液相色譜儀是測量儀器中的一種利用混合物在液-固或互不相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,應用于生物化學、生物醫(yī)學、環(huán)境化學、石油化工等部門。液相色譜儀是一種高精密儀器,在日常使用中的維護保養(yǎng)工作細致謹慎,需要每一位使用者在實踐中不斷地摸索。
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