HPLC液相色谱仪器的故障维修与日常养护_李劲松.pdf

设备管理与维修2023 5（下）0引言HPLC（High Performance Liquid Chromatography，高效液相色谱法）液相色谱仪器的分析流程是，由泵将储液瓶中的溶剂吸入色谱系统，然后输出，经过流量与压力测量后导入进样器；被测物由进样器注入，并借助流动通过色谱柱，在柱上进行分离后进入检测器；检测信号由数据处理设备进行采集和记录，并制成色谱图。经过分析流程后，废液要流入废液瓶。与其他色谱检验流程相比，HPLC 液相色谱仪器的检测过程也是溶质在固定相和流动相之间进行的、连续多次的交换过程。其借助溶质在检测过程中的亲和力、分子大小不同引起的排阻作用，使不同溶质之间得以分离。与气象色谱法相比，液相色谱法使用的检测范围更广，适用于检测低、中、高沸点有机化合物、离子型无机化合物等1。1HPLC 液相色谱仪器的常见故障与维修措施1.1流路中出现气泡如果 HPLC 液相色谱仪器流路中有气泡，就会在色谱图上出现尖锐的噪声峰，导致色谱仪的检测灵敏度下降，引起基线起伏。流路中出现气泡的原因主要有两个，一是因为流动相超声准备的不够充分，实验人员配置的流动相在没有恢复到室温的情况下就进入仪器，导致过滤头堵塞，引起流路中产生气泡；二是在样品注入过程中有空气混入2。实验人员采取的解决措施有两个：（1）针对第一种故障原因，应从流动相的配置和过滤环节入手。采取 CH3CN（乙腈）和水配置流动相溶液，配置比例为28，并使用 0.45 m 的过滤膜过滤，待其冷却到室温后再注入仪器中。（2）针对第二种故障原因，可以采用超声波脱气法去除样品中混入的空气。目前超声波脱气法已经是实验室操作中最常用的脱气方法，其操作流程是：将配置好的流动相与仪器相连，放入超声波水槽中脱气 15 min 左右，待空气完全排除后再进行后续实验流程。超声波脱气法因具有实效性高、操作简便的特点，受到实验人员的广泛使用3。1.2单向阀输液泵堵塞单向阀输液泵堵塞是 HPLC 液相色谱仪器最常见的故障之一，故障原因主要是由于经常使用含酸、碱、盐成分较高的流动相，如果实验人员未对仪器进行充分清洗则会有酸、碱、盐等成分的残留，经多次操作后就会造成单向阀输液泵的堵塞。针对此类故障，实验人员应针对性地清理酸、碱、盐的遗留物质。（1）遗留的酸性物质通常为磷酸，对其的清洗首先要用甲醇彻底清洗整个仪器系统，以等比例的方式通过输液泵中的所有管路，待甲醇清洗完毕后再用清水彻底清洗系统，完成酸性物质的清理。（2）碱性物质残留可以采用铬酸洗液的方法。量取 5 g 重铬酸钾（或钠）粉末放入 250 mL 烧杯中，加 5 mL 水，使其充分溶解，在搅拌过程中缓慢加入 20 mL 的浓 H2SO4，待溶液充分冷却后，清洗仪器中碱性物质的残留部分，保障输液泵畅通。（3）针对盐性物质的处理方法为，采取 40 左右的温水清洗整个系统，待温水冲洗完毕后用异丙醇再次清洗，以此确保充分去除盐性残留物质。1.3接头处漏液HPLC 液相色谱仪器的检测过程属于密封模式，从开始的流动相储液瓶到结束的废液瓶期间，所有的管道全部封闭。正常情况下检测过程中不会出现接头处漏液的现象，一旦出现漏液则会导致仪器发出故障信号，无法进行检测作业。漏液经常出现在色谱柱的接头处，这是由于液体在流动过程中积累在色谱柱头处，由于液体积累过多内部的压力值发生变化，最终导致接头处漏液现象的发生4。此类故障的解决方法一般为拧紧或更换管路接头。在操作过程中，实验人员要注意拧紧的力度，力度过大，则会造成金属接头和塑料接头之间的磨损；力度过小，则难以解决漏液的问题。因此，在实际操作过程中要取下接头，检查接头是否有磨损（如卡套损坏、密封表面有杂质等），发现接头损坏时则要更换接头，从根源上解决接头漏液的故障问题，提高仪器的检测效率。2HPLC 液相色谱仪器的日常养护2.1脱气方法除了超声波脱气法，实验室常用的脱气方法如表 1 所示。摘要：HPLC 液相色谱仪器是一种用于化学、生物学等领域的分析仪器，主要用于对小分子物质进行定性定量的精准检测，是基于精准仪器的高效能分离手段。为提高检测效率和数据准确性，从常用的脱气方法、过滤方法、冲洗方法出发，总结 HPLC 液相色谱仪器的常见故障、维修措施、养护步骤等。关键词：HPLC 液相色谱仪器；单向阀输液泵；密封垫；手动进样中图分类号：R197.39；TH833文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.26HPLC 液相色谱仪器的故障维修与日常养护李劲松，何飞飞（南通市计量检定测试所，江苏南通226000）58设备管理与维修2023 5（下）2.2过滤方法日常操作过程中，任何颗粒物在进入 HPLC 系统之后会被柱子入口端的筛板挡住，当颗粒累积量过多时则会造成柱子堵塞，影响测量数据的准确性。因此，在仪器的日常养护过程中，应通过对流动相过滤、被测样品过滤，以延长仪器的使用寿命，提高检验数据的可靠性。（1）针对流动相的过滤。如果流动相均由高效液相色谱级溶剂组成，则无需对其进行过滤措施。因为高效液相色谱级溶剂由有机溶剂组成，如乙腈、甲醇、乙酯等，其在制造过程中已用 0.2 m 的微孔过滤膜过滤过，所以不需要进行再次过滤。如果该流动相为普通液相色谱级溶剂组成，则要将溶剂放置一段时间（时间长短随温度的变化而确定），夏季时一般不超过 48 h，在溶剂静置后再通过 0.2 m 的微孔过滤膜进行过滤。（2）针对被测样品的过滤。实验人员在将实验样品自动进样仪器（或手动进样）之前，所有被测样品应通过 0.45 m 针筒式真空式过滤器过滤，以去除去被测样品中的颗粒物。并且，由于操作过程中被测样品会经过真空式过滤器，所以样品在过滤器滤膜或针孔连接处会出现渗漏现象，导致被测样品的质量减少。因此，为保证被测样品在过滤后的质量不影响数据检测结果，降低实验误差，实验人员应增加被测样品的质量，以此提高测量数据的可靠性6。2.3冲洗方法日常养护工作离不开对系统的整体清洁，实验人员应通过对流动相储液瓶、输液泵、自动进样器、色谱柱等部件的冲洗，提高实验数据的准确性和可靠性7。（1）流动相储液瓶清洗。在每做一次新样品时，都要清洗一次储液瓶。如果实验人员超过两周未清洗流动相储液瓶，那在进行样品检测时，则会导致新的流动相溶液受到污染，影响实验效果。因此，仪器公司的设计师建议，流动相储液瓶中所储存的水要每天更换，每周对瓶子内壁用异丙醇清洗一次，并在清洗后在瓶内加入 0.11.0 mmol 的甲酸，以抑制流动相储液瓶中微生物的生长，降低微生物对实验数据的影响。（2）输液泵清洗。应注意输液泵的使用方式。当 HPLC 液相色谱仪器没有连续使用时，流动相溶液难以蒸发，导致输液泵中遗留流动相溶液，造成固态物质的沉淀。因此，应用较为缓慢的冲液流动清洗输液泵，冲洗时间不少于 30 min，如果是较难挥发的缓冲盐则可酌情延长冲洗时间。（3）自动进样器清洗。实验人员要注意及时补充冲洗液。自动进样器的冲洗原理和流动相储液瓶的清洗原理相同，在每次冲洗液冲洗完毕后，加入 12 种有机溶剂（如甲醇、乙腈等），以提高冲洗效果。（4）色谱柱清洗。在每一批样品分析完毕后，要利用“甲醇+乙腈+水”的混合溶液（配置比例为 90101）冲洗柱子，做好HPLC液相色谱仪器的日常养护工作。3结束语综上所述，HPLC 液相色谱仪器在使用技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器等先进技术，具有分离和分析的双向功能，实现了快速分析、快速分离和操作自动化。但HPLC 液相色谱仪器的造价也相对昂贵，所以在 HPLC 液相色谱仪器的日常使用过程中，为顺利得到可靠数据，保障实验室经济成本，实验人员应保证 HPLC 液相色谱仪器处于良好的待机状态，针对故障的发生要及时处理，选择相对应的故障处理方法，规范 HPLC 液相色谱仪器的故障处理步骤，制定阶段性养护方案，以延长仪器的使用寿命，为实验结果数据检验提供技术支撑。参考文献1杨婧，胡迪，范清，等.水产品中无机汞和甲基汞的液相色谱原子荧光联用测定法 J.职业与健康，2022，38（12）：1634-1636，1641.2彭絮，邹迎曙，李胜民，等.医用液相色谱质谱联用仪性能评价技术研究 J.中国医学装备，2022，19（5）：7-12.3陈宇堃，刘丛丛，梁蔚阳.柱前衍生液相色谱法与柱后衍生液相色谱法测定疫苗中游离甲醛残留量的对比研究 J.中国药品标准，2022，23（2）：169-180.4王忠合，李晓婷，胡文梅，等.超高效液相色谱高分辨质谱法定量测定肉类特征肽的质谱采集模式对比 J.食品与发酵工业，2022（23）：264-273.5刘进玺，周晓华，王铁良，等.高效液相色谱氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中的 4 种硒形态 J.农产品质量与安全，2022（2）：52-55.6冯婷，杨涛.基于多孔金属有机框架功能材料的液相色谱应用研究进展 J.材料研究与应用，2022，16（1）：87-96.7杨志敏，李四中.超高效液相色谱/四极杆飞行时间质谱仪实验教学改革和实践 J.实验科学与技术，2021，19（6）：118-122.编辑吴建卿表 1实验室常用的脱气方法脱气方法操作原理操作特点及注意事项出氦脱气法通过利用氦气在液体中溶解度比空气低的特性，在给定 0.1 MPa的压力下将氦气以 60 mL/min 的流动速率通过流动相的储存容器，时间控制在 15 min 左右，可有效排除流动相溶液中的空气5等体积的氦气容量能排除等体积的空气容量，但我国氦气成本价格较高，导致此方法的使用范围不大加热回流法在上方连接冷凝管并对其加热，保证冷凝管中的流动相溶液沸腾，并在冷凝管中冷凝滴回容器中，以达到去除空气的目的操作过程中要注意冷凝管的冷却效率，否则会导致流动相中 CH3CN 和水的配置比例发生变化真空脱气法需借助真空泵将仪器中的压强降低至 0.050.07 MPa，从而达到去除流动相中溶解空气的目的操作过程中混合溶剂的组成会发生变化，所以常用于单溶剂检测的脱气操作在线脱气法 利用 HPLC 仪器利用自带的在线脱气机，实现排出空气的最终目的此方法有使用简单、故障发生率低、有效性高等特点，建议购买 HPLC 仪器时将其作为选购件59