通过放空阀排出气泡PPT幻灯片课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,研发、制造、使用,HPLC仪器,的一些有关的关键问题,李昌厚,（中国科学院上海生物工程研究中心 上海,200233,）,高效液相色谱,（以下简称,HPLC,）,是科研、工农业生产工作中使用非常广泛的分析仪器,之一,。我国目前有近,20,多,家企业生产,HPLC,仪器，但是，在,HPLC,的研发、,制造,、使用和维修方面,目前,存在很多问题，严重影响我国的,HPLC,仪器,研发、,制造,、,使用,的,质量。,这里将,根据仪器学理论和,本人,的实践，,重点讨论,HPLC,仪器,研发、制造和,使用中,影响分析误差,的一些关键技术问题,；对研发者、制造者和使用者、维修者都有参考作用。,1,1,、泵、柱、检测器三者的关系和目前,普遍,存在的问题,目前很多,HPLC,的,研发,者、,使用,者,，没有搞清楚或没有完全搞清楚,HPLC,中的,泵、柱、检测器三者的,内在,关系,；,所以制造者,和使用者之间矛盾很多；导致,广大使用者,不能将,HPLC,用到最佳水平,。积,本人,长期的研发和使用,HPLC,的实践经验，感到,研发、制造,、使用,HPLC,时，以下问题特别值得注重：,2,1),正确认识、处理,HPLC,的,泵、柱、检测器,三者的关系：,(1)HPLC,是一个,系统,；必须将泵、柱、检测器三者（三个部件）结合起来才能叫,HPLC,仪器,；,泵、柱、检测器,三者都合格，联机后的整机系统才有可能合格，但不能肯定系统就会合格。,只有泵、柱、检测器三者质量都合格，并且联机后检测结果也合格，才能说明这台,HPLC,是合格的。,3,(2),三个部件都重要，不能偏重哪一方面。三者谁是核心？谁最重要？目前，,光谱、色谱工作者对此看法都各不相同、各有表述。,我们不必去追究这些；,本人,认为应该说三者,是一个整体，,缺一不可，都很重要。,(3),本人,长期使用过,HPLC,，也研发过,多种,HPLC,仪器,1,，实践使,我,深深认识到：必须将三个部件联接起来检验测试，并能达到,整机,质量指标要求，才能说这台,HPLC,达到了质量要求,（合格）,。,否则，只,能说,是部件合格，,4,整机不一 定能合格。为什么？,因为：,泵会因为柱子问题产生压力不稳、流量不稳定，会影响,HPLC,系统的质量；,柱对泵影响很大；柱堵塞、柱沾污、柱接头漏液等，都会影响泵的压力波动使流速不稳定；会影响系统不稳，使,RSD,变坏、峰拖尾、灵敏度降低；,柱对检测器影响很大：柱效降低（柱塔板数降低）、柱堵塞、柱的新旧程度、接头、管道漏液等，都会影响检测器的检测限、分辨率、噪声、和灵敏度。,5,所以，,泵,、柱、检测器各个部分单独都合格，但是联接在一起时，可能会因为柱外效应（卡套、接头、气泡、干扰、进样器等）会影响系统的各项指标，导致整机不合格。,2,）目前,制造,和使用中,普遍存在的问题和解决,方法,（,1,）过去我国很多公司,在,生产和检验,HPLC,中,普遍存在的问题,：,一般都是将,泵、检测器单独生产,、,单独自检,、,单独送质检部门检测；经质检部门检,测,后和未经检测的外购柱一起出厂,，,对使用者来说，,等于买了三个部 件,，自己组装后使用,。,。,6,在用户那里，因为条件所限，三者联机后会经常出现很多“问题”；其实这些“问题”都是应该在制造、检,测,过程中得到合理解决的问题，,但是，这些问题,移植到了用户那里,。由于用户那里没有条件解决这些问题，于是就将这些“问题”都怪罪于仪器的质量，这很不科学、很不公平。这可能是我国,HPLC,经常在用户那里“出问题”、影响国产,HPLC,声誉的主要原因之一。,解决办法就是制造厂将,泵,、柱、检测器三者联合在一起测试，保证联机测试合格才算合格、才能出厂。,7,(2),目前,国内外,某些企业，生产、检验,HPLC,时,还未解决的问题,：,生产车间将检测器和泵两个部件分开自检后送质检部门检验。但质检部门将泵、检测器和,“,工装柱,”,三者联机检验。然后,将,泵、检测器,和,未经检测的外购柱,，,三者成套出厂。,本人,认为：我们这样做，存在很大的问题，不符合仪器学理论,2,的要求。我们,不能用,通用,“,工装柱,”,检验,HPLC,系统，原因见上述,“,、,”,所述。,8,请注意：色谱柱是易损件，用户会经常在色谱柱长时间使用后换新柱，此时,HPLC,系统的泵和检测器基本进入“电子元件失效理论的盆底,1,、,2,”，比较稳定了。所以，不会因为换新柱而产生仪器不能使用的问题,。,但是,特别应该指出的是：用户换新柱后一般,不检测系统的综合指标,；如果检测指标，可能,仪器,就不能达到原出厂指标（因为泵和检测器经过较长期使用后，质量会有所下降，旧泵、新柱、旧检测器三者不能达到最佳配备）。,9,用户换新柱不会影响使用的问题，可以从计量认证标准规范（,JJG,）得到佐证,；,JJG,检验的仪器，很多是在用仪器，它明确规定被检仪器的指标可以比新出厂的仪器指标低，甚至,有些指标因为达不到要求而免检。,但我们的制造企业，在仪器出厂前，必须检测指标，,只有,系统,指标达到设计要求时，才算合格，才能出厂,。至于用户换新检测器、换新泵，同样都是允许的。,10,但是，如果要求检测换新泵或新检测器后整,机,系统的指标，,则仍然必须要配换新柱；必须是,合格的,新柱、新检测器、新泵，三者联机检测指标。否则，会由于系统的泵、柱、检测器因使用时间长而指标下降，会使,HPLC,系统的检测结果达不到出厂要求或不合格,。此时用户会怪罪,制造,公司，认为是仪器不合格，这实在太不公平。,11,解决上述问题的方法,：,HPLC,生产者应该采取的正确做法：,泵、柱、检测器三者联起来检验，三者同时入库（编号），三者成套出售。这样才能保证仪器在用户那里的质量。,12,2,、使用者应该对,色谱柱及柱外,的有关,问题引起高度重视,（制造者在制造过程中也应该重视）,1,）色谱峰拖尾：与柱、流动相的流速、试样等有关，发现拖尾一定要从这些方面查找原因2,）如何,延长色谱柱寿命,：保养很重要，长期不用时用甲醇浸泡着；严格控制洗柱时间或溶剂体积；,一般经常使用的柱，下班时应该洗,45,分钟或,洗,20,倍床体积,的溶剂,；,3,）必须注意对“柱外效应”的控制：,13,所谓“柱外效应”,就是指,HPLC,系统中，除柱系统外，管路、连接件、进样器和流动池的死体积等引起的色谱峰增宽效应。,4),进样：,自动进样时，应该经常检测自动进样器；对仪器,的,进样器要求,稳定可靠,；手动进样时，应该特别注意取样时的细节；进样时的手感（轻、重、缓、急）等。,14,3,、,HPLC,的研发,制造,者和使用者应该,特别注重对,色谱柱质量的判断,1,）色谱柱的,柱效：,塔板数高者好；特别要,注意影响柱效的因素；塔板数降到一,定程度该柱就报废了。,2,）,重复性,：一根柱子反复使用时，最好,RSD,能够保持小于,0.1%,。,3,）,耐用性,(,寿命,),：因为柱效很容易降低，,所以需要重视对柱的保护。,15,4,）色谱柱使用后一定要进行清洗，以免,造成腐蚀、阻塞、降低塔板数。,一般应该用,20,倍床体积,的溶剂,冲洗；隔几天再用的,HPLC,，最好用,20%,甲醇：,80%,水冲洗,30,分钟左右后，再用纯甲醇冲洗,20,分钟 后保存,2,。,4,、,HPLC,的,研发、,制造、使用者应该,特别重视流动相问题,16,1,）,PH,值特别重要：一般,的C18,柱,在,PH,值,小于,3,时，容易损坏色谱柱。但是抗酸,性的柱可以使用小的,PH,值。,2,）注意选择试剂的,截止波长,2,：如乙腈,215,截止波长,215nm,、丙酮截止波长,330nm,、正丁烷,210nm,等。,3,）,流速,：流速要适当，否则影响峰形、浪,费溶剂；一般常规分析工作大多选择,1ml/min,。,17,5,、使用者应该注重溶剂前处理,最好使用,HPLC,级的优质溶剂；使用前必须过滤和脱气。注意以下几点：,1,）过滤目的：,溶剂进泵前和样品注射前应该过滤除去溶剂中的微小颗粒、微生物，保证泵和色谱柱不会堵塞或损坏，保证分析数据可靠。,18,2,）对过滤器的要求和,最佳孔径,选择方法：,对过滤器总的要求：速度快、溶出度小、死体积小、精确的孔径、体积适当、化学兼容性好等。,最佳孔径选择方法：,如果色谱柱填料直径小于,3m,或除菌过滤，一般选择,0.2m,孔径；如果色谱柱填料直径大于,5m,，则选,0.45m,；如果是预过滤或过滤难过滤的样品，一般选,1m,孔径。,特别是对使用无机盐配制的缓冲液，更要注意选择合适的过滤器！否则，不可能得到可靠的分析测试数据！,19,3,）,脱气,：,主要目的是：除去流动相中溶解或因混合而产生的气泡；液相色谱流动相脱气使用较多的是,离线超声波振荡脱气,、,在线惰性气体鼓泡吹扫脱气,和,在线真空脱气,。流动相的气泡进入液相泵会引起压力的上下波动，危害很大。必须除之；可以打开排空阀，大流速冲洗。,20,6,、使用者应该注重,缓冲液问题,1,）,缓冲液使用前必须,过滤,2,）,溶剂、样品易受到细菌和霉菌的影响，,要注意,清洁,。,3,）一般不能直接用,有机溶剂,做清洗冲洗。,4,）梯度洗脱时，选,低吸收值的缓冲液,：,21,例如：梯度洗脱时，缓冲液与有机相应预混，以防止,析盐,；在保证峰不拖尾的情况下，尽可能选用,低浓度的缓冲盐，,防止析盐；缓冲盐浓度，,一般用,20,30mM,基本上就可以了，,如果流动相中有机相含量高的话，流动相中的盐类缓冲液浓度就不能过高，盐的浓度起码要保证在流动相条件下不会析出。,离子对缓冲液浓度要高一点，一般,50,100mM,。,22,7,、检测器问题,1,）最常用的检测器,主要,有,四,种,（紫外、荧光、光,蒸发散射,和质谱,）,;,紫外检测器覆盖面约,70%,；荧光检测器覆盖面约,12%,；蒸发光检测器（包括示差折光检测器）覆盖面约,8%,左右,；质谱,8%,左右；其它,2%,）,。,紫外检测器的,波长,问题,：,一般,固定,254nm,或可变波长被常用；,但是,可变波长较好；,2,）,噪声,：直接影响分析误差；应该经常检测之；,3,）,漂移,：它是影响稳定性的主要内容内容之一；,4,）,灵敏度（或检测限）,：应该经常自己检测，保,证,HPLC,系统的检测限；,23,24,现象原因判断,排除方法,（,1,）,压力过高,色谱柱柱头被堵塞；色谱柱性能下降,或柱有一定,堵塞；,加保护柱,；或换柱或冲洗柱,在线式过滤器堵塞；,用,30%,的稀硝酸，放在超声波仪器上清洗,10,分钟；再用纯水超声,10,分钟即可,链接管路阻塞,冲洗，必要时更换,进样阀阻塞,用进样体积,10,倍,的流动相冲洗进样阀；,30,分钟以上,流动相使用不恰当,改用恰当的流动相,柱温太低,升高温度,8,、特别需要重视使用中的,12,个常见技术问题,（分为：,“,现象,”,、,“,原因判断,”,、,”,排除方法,”,；都是我的经验教训的总结，时间关,系，,今天我这里,只是简单提一下，准备放到分析测试百科网上；供大家参考,。）,24,25,现象,原因判断,排除方法,（,2,）,压力过低,管道系统或柱接头部位,漏液,检查漏液位置并,拧紧,泵中存在气泡,排气,单向阀脏污,清洗单向阀,泵流速,设定太低,提高移动相流速,柱温过高,降低柱温,25,26,现象,原因判断,排除方法,（,3,）,压力不稳定或压力,波动大,泵头内有,气泡,A,、通过放空阀排出,气泡；,b,、用针筒通过放空阀抽出气泡,单向阀不正常,清洗或更换单向阀,管路堵塞,清洗或更换管路,管路漏液,A,、拧紧漏液处的螺丝；,B,、更换失效部分,气泡存在于溶剂过滤头的管路中,A,、振动过滤头排除气泡；,B,、流动相脱气,26,现象,原因判断,排除方法,（,4,）,泵能正常运行，但无溶剂流出,气泡,从输液入口,进入,泵头,拧紧泵头入口压帽,泵头中存在空气,在泵头中灌注流动相，打开放空阀，在最大流量下开泵，直到没有气泡出现,单向阀方向颠倒,按正确方向安装单向阀,单向阀已坏,更换单向阀,溶剂储液瓶已空,灌满储液瓶,27,现象,原因判断,排除方法,（,5,）,泵流速变小,泵内有气泡,打开放空阀，让泵在高流速下运行，排除气泡,溶剂过滤器堵塞,打开泵头入口压帽，如果溶剂不能很快流出输入管，说明过滤器堵塞，需要清洗或更换,泵中有两种溶液不互溶,用一种介于两种溶剂之间的过渡溶剂，来溶解两互不溶解的溶剂,柱塞密封泄露,更换柱塞密封,压缩补赏调节失灵,检查或更换（参考说明书）,28,现象,原因判断,排除方法,（,6,）,泵不吸液,泵内有气泡,排放气泡,入口单向阀堵塞,检查、更换,出口单向阀堵塞,检查、更换,单向阀方向颠倒,调换单向阀方向,泵头损坏,按说明书维修,29,现象,原因判断,排除方法,（,7,）,流速过高,流速补赏失灵,检查或更换（按说明书）,PC,板失灵,维修或更换,PC,板（按说明书）,压缩补赏调节失灵,检查或更换（按说明书）,（,8,）,泵有嗡嗡响声，不能正常启动,电机失灵,停泵检查,线电压过低,提高线电压（或用稳压器）,30,现象,原因判断,排除方法,（,9,）,流量不稳，时高时低,泵头内有气泡,打开放空阀，让泵在高流速下运行排除气泡,泵中溶剂分层,使用过渡溶剂，来使两者互溶,泵头松动,拧紧泵头，固定螺丝,输液管路漏液或部分堵塞,分断检查管路进行排除,31,现象,原因判断,排除方法,（,10,）,开机后有柱压，但没有流动相从检测器流出,系统中严重漏液,修理进样阀或泵与检测器之间的管路和固紧件,流路堵死,消除进样器口、进样阀或柱与检测器之间连接毛细管或检测池的微粒,柱入口端被微粒堵塞,清洗或更换柱入口过滤片；或换色谱柱；过滤所有样品和溶剂,（,11,）,柱压升高，流量减小,色谱柱、保护柱堵塞,清洗或更换柱入口过滤片或更换色谱柱,检测器或检测器的入口管部分堵塞,拆卸并清洗检测池和管路,32,33,（,12,）保留时间变化问题,（分析数据重复性差）,:,现象、原因及其解决方法,液相系统分析样品时未达到平衡,使保留时间变化,。,解决办法：平衡系统,室温波动大，,使保留时间变化。,解决办法：使用柱温箱,柱被污染,使保留时间变化,；,解决办法：清洗之,进样体积太大或样品浓度太高,使保留时间变化。,；,解决办法：减少或稀释,流动相组份变化,使保留时间变化。,解决办法：认真检查，解决之,气泡影响,流动相脱气不够充分使保留时间变化。,解决办法：，排气,(,脱气,),33,9,、,结论,影响,HPLC,仪器质量的因素、影响,HPLC,使用者的分析误差的因素都很多，远不止,今天,所,讲,。这就需要制造者、使用者,认真学习仪器学理论；因为仪器学理论像一把金钥匙，,一通百通；,它会使制造者、使用者知其然知其所以然，它可以保证制造者做出优质仪器，可以保证使用者将仪器用到最佳水平、得到最佳分析数据。,34,10,、几点体会,1,）必须打破误区！正确对待进口和国产,HPLC,仪器！,有人迷信进口仪器说：,“进口仪器总比国产仪器好”。,我说：,不对！这是一个误区！,过去,；都不行！,现在,；常规、基础、普及型仪器都不错；我国对各类,HPLC,需求量每年达,10000,台以上！虽说国产,HPLC,质量上各有千秋，但是基本上都能满足使用要求！我们要正确评价,HPLC,仪器！,（请参考我的专著）,有些高端仪器我国目前还不行，,但是高端仪器市场小，赚钱不多；我们要从民族高度看问题！要严防上当！既不要盲目媚外，也不要盲目排外！,35,2,）应该大胆使用,能满足要求,的国产,HPLC,仪器：,今天我国的,常规、基础,分析仪器不比同类进口仪器差！,已经完全可以与国外抗衡,（指标优于、相当、不够）,。特别是,HPLC,这类常规仪器，我们国家目前有,20,多家在生产！虽说仪器的水平、质量等各有千秋！但是，要看到,“,抗衡,”,这个问题！,我们千万不要迷信进口仪器！,今天，我,从仪器学理论和分析化学的实践相结合的角度、从使用的适用性角度、从仪器的可靠性和性价比角度等方面，全方位的、负责任的对大家说：目前,我国的,HPLC,这类常规仪器已经可以与国外抗衡了！,36,所以，我再次呼吁,：我们要,正确评价,国产仪器和进口仪器！,正确认识,国产仪器和进口仪器！,正确处理,国产仪器和进口仪器的关系！特别是对待,HPLC,仪器，我们,既不要盲目迷信进口！又不要盲目排外！,国外好的仪器、我国还不能生产的高端,HPLC,仪器，,我们要引进、要消化、要吸收、要为我所用！国外搞虚假指标欺骗我们的各种仪器，我们要大胆批评！,同时我们在打破误区后，还必须要看到差距,！中国常规仪器（包括,HPLC,）与国外的主要差距是：工艺,-,安捷伦,、软件,-Waters,、附件,-DJ,）,！这样才有赶超的动力！,大家应该团结起来，打破误区！努力赶超,HPLC,仪器和应用的国际先进水平！,37,11,、主要参考文献：,（,1,）李昌厚著，,高效液相色谱仪器及其应用,，北京：科学出版社，,2014,38,（,2,）李昌厚,著,，,仪器学理论与实践,，北京：科学出版社,2008,39,今天就讲这些，都是本人的经验教训之谈。本人认为，我们要保证,HPLC,仪器的质量、要保证使用的质量、要保证分析测试数据的可靠性、要消除制造者、使用者之间的误会和矛盾！要尽快赶超,HPLC,仪器和使用的国际先进水平，必须要解决这些问题。,谢谢大家！,2018-05-15,40,