流动相脱气是液相色谱仪提高检测性能和保护色谱柱的有效措施。
一、液相色谱仪液相色谱仪流动相脱气的目的:
1、使色谱泵输液均匀准确,减小脉动。
2、提高保留时间和色谱峰面积的重现性。
3、防止气泡引起尖峰。
4、使基线稳定,提高信噪比。
5、降低溶剂的紫外吸收本底。
6、减少死体积。
7、防止填料氧化。
二、液相色谱仪流动相常用的脱气方法:
1、吹氦脱气法:
利用液体中氦气的溶解度比空气低的特性,连续吹氦脱气,效果较好,适合所有溶剂。但成本高,使用较少。
2、加热回留法:
脱气效果比较好,但操作复杂。
3、超声波脱气法:
操作简单,但脱气效果不理想。
4、抽真空脱气法:
利用真空泵降压至0.05~0.07MPa,可除去溶剂中的气体。但抽真空会引起混合溶剂组分的变化,从而影响实验的重现性,多用于单一溶剂体系。
5、在线真空脱气法:
利用膜渗透技术,在线真空脱气,智能控制,成本低,脱气效果明显优于以上几种方法,并适用于多元溶剂体系。
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1、液相色谱中峰出现拖尾或出现双峰的原因是什么? ①筛板堵塞或柱失效,解决办法是反向冲洗柱子,替换筛板或更换柱子。 ②存在干扰峰,解决办法为使用较长的柱子,改换流动相或更换选择性好的柱子 ③可能柱超载,减少进样量。 2、HPLC灵敏度不够的主要原因及解决办法是什么? ①样品量不足,解决办法为增加样品量 ②样品未从柱子中流出。可根据样品的化学性质改变流动相或柱子 ③样品与检测器不匹配。根据样品化学性质调整波长或改换检测器 ④检测器衰减太多。调整衰减即可。 ⑤检测器时间常数太大。解决办法为降低时间参数 ⑥检测器池窗污染。解决办法为清洗池窗。 ⑦检测池中有气泡。解决办法为排气。 ⑧记录仪测压范围不当。调整电压范围即可。 ⑨流动相流量不合适。调整流速即可。 ⑩检测器与记录仪超出校正曲线。解决办法为检查记录仪与检测器,重作校正曲线。 3、做HPLC分析时,柱压不稳定,原因何在?如何解决? ①泵内有空气,解决的办法是清除泵内空气,对溶剂进行脱气处理; ②比例阀失效,更换比例阀即可; ③泵密封垫损坏,更换密封垫即可; ④溶剂中的气泡,解决的办法是对溶剂脱气,必要时改变脱气方法; ⑤系统检漏,找出漏点,密封即可; ⑥梯度洗脱,这时压力波动是正常的。 4、我购买的HPLC柱验收测试时柱压过高,请问为什么? 柱压过高是HPLC柱用户经常碰到的问题。其原因有多方面,而且常常并不是柱子本身的问题,您可按下面步骤检查问题的起因。 ①拆去保护预柱,看柱压是否还高,否则是保护柱的问题,若柱压仍高,再检查; ②把色谱柱从仪器上取下,看压力是否下降,否则是管路堵塞,需清洗,若压力下降,再检查; ③将柱子的进出口反过来接在仪器上,用10倍柱体积的流动相冲洗柱子,(此时不要连接检测器,以防固体颗粒进入流动池)。这时,如果柱压仍不下降,再检查;只用于使用过的柱子。 ④更换柱子入口筛板,若柱压下降,说明您的溶剂或样品含有颗粒杂质,正是这些杂质将筛板堵塞引起压力上升。若柱压还高,请与厂商联系。一般情况下,在进样器与保护柱之间接一个在线过滤器便可避免柱压过高的问题。 5、色谱柱中的流动相会排干吗? 不少做色谱分离试验的人遇到过这样的情形:不慎未及时补充流动相,泵将溶剂瓶中的流动相吸干了,HPLC系统由此而停止工作了。如此情况是否会损坏色谱柱?泵是否已将色谱柱中所有流动相都排干了?色谱柱还能使用吗?事实上,如果泵将溶剂瓶中的流动相吸干,并不会造成色谱柱的损坏。即使泵中充满了空气,泵也不会将空气排入色谱柱。因为泵只能输送液体,而不能输送空气。 相比之下,另一个更可能发生的情况是忘记盖上色谱柱两端的密封盖或盖子太松而使色谱柱变干。同样,整个色谱柱干涸的情况不太容易发生,多半可能只是色谱柱两端的几个毫米变干了,因挥发掉所有溶剂是色谱柱变干需要相当长的时间。即使色谱柱真的变干了,也不一定就不可救药了。可以尝试用一种完全脱气的、表面张力低的溶剂(如经氦气脱气的甲醇)冲洗色谱柱以除去气体。较低的表面张力有助于浸润填料表面;已脱气的溶剂应该能够溶解并去除滞留在填料中的气体。色谱柱大约需要(以1mL/min的流速)冲一个小时或更多的时间被彻底浸润,恢复到正常状态。 6、为何出现峰展宽? ①样品体积过大--用流动相配样,总的样品体积小于第一峰的15% ②在进样阀中造成峰扩展--进样前后排出气泡以降低扩散 ③数据系统采样速率太慢--设定速率应是每峰大于10点 ④检测器时间常数过大--设定时间常数为感兴趣第一峰半宽的10% ⑤流动相粘度过高--增加柱温,采用低粘度流动相 ⑥检测池体积过大--用小体积池,卸下热交换器 ⑦保留时间过长--等度洗脱时增加强溶剂含量,也可用梯度洗脱 ⑧柱外体积过大--将连接管径和连接管长度降至最小 ⑨样品过载--进小浓度小体积样品 7、除了在线脱气,常用的实验室脱气方式还有哪些? 加热回流脱气,脱气效果较佳,但无法保持;氦脱气,此方法脱气效果佳,能除去百分之九十以上的空气,但氦气价格太贵,所以用的不多;真空脱气,效果仅次于氦脱气,但脱气过程中容易造成样品溶液挥发损失;超声脱气,只能脱去约百分之三十的空气,但在实验室中常用。目前还是尽量争取用在线脱气,方便且效果好。 8、如何简单判断比例阀是否内漏? 设定泵使用一个单独通路(A),打开Purge阀,流速5ml/min,提起其他溶剂瓶内的溶剂过滤头直至离开液面,观察这些通路(B、C、D)内的溶剂是否随着流动,正常时均不应流动。
任何颗粒物进进高效液相色谱仪后都会在柱子进口端被筛板挡住,最后的结果是将柱子堵塞,表现出的特征是系统压力增加并使色谱峰变形。因此,要采取各种预防措施,包括操纵步骤和商品仪器自身的各种过滤设计,努力防止或减少颗粒物进进高效液相色谱仪中,从而延长仪器和色谱柱的使用寿命,并进步数据的可靠性。在高效液相色谱仪中,颗粒物的主要来源有三个途径:活动相、被测样品和仪器系统部件的磨损物。
1、被测样品 液相系统中的第二个颗粒物来源是被测样品。一些实验室在将他们的样品放置在自动进样器盘(或手动进样)以前,所有样品都先通过一个0.45μm针筒式过滤器过滤。这是一个有效除往被测样品中颗粒物的方法。但是这个过程也有一点需要关注:你使用了针筒式过滤器就不可能100%得到通过过滤器的被测样品,总会有或多或少的丢失。丢失来自这样几方面:过滤器滤膜的吸附、过滤器滤出的颗粒物上的吸附、针筒式滤膜过滤器与针筒连接处的渗漏等。假如有丢失,过滤后液体中被测物的含量或浓度与原基本样液的含量或浓度还相同吗?这个题目一般需要通过实验确认。确认这步是要增加工作量和用度的。过滤器的使用是一种消耗,每个过滤器的价格从几元到十几元。但在做食品中残留物分析时,由于基质大多比较复杂,所以过滤这步已成为不可或缺的一步。在实际分析工作中,一般检测每一组样品会带一个外标、一个添加回收或是质控样品,所以,只要终极检测时得到的信噪比能满足检出限要求,可将这步视为系统误差而忽略。 2、活动相 假如活动相均由高效液相色谱级溶剂组成,活动相没有必要过滤。这是由于高效液相色谱级的有机溶剂,例如乙腈、甲醇等,在制造的工艺过程中都已经过了0.2μm微孔滤膜过滤。同样的,无论你是买的高效液相色谱仪HPLC级的水还是在实验室使用超纯水净化系统制备的水,最后一步也是通过0.2μm微孔滤膜。然而,假如有任何一种缓冲液中加进了固体物,例如磷酸盐,活动相过滤将是必要的一个步骤。固然缓冲盐可能是可溶解的、高纯的,但它还是可能含有颗粒物质,例如在盖试剂瓶的塑料内盖时,塑料瓶盖子与瓶口边沿挤压就会产生塑料颗粒。在这种情况下,添加的一种固体物可能完全溶解了,但是少量杂质颗粒存在于活动相中成为残渣。 活动相通过0.45μm微孔滤膜过滤对于从活动相中除往所有颗粒物是一个有效方法。0.2μm微孔滤膜也可以用,但是它们就这个应用而言并不比0.45μm微孔滤膜更有效,而且它的过滤速度会更慢,特别是当实验室使用的试剂和水的质量不太好时。建议实验室在编写制定他们活动相制备标准操纵程序(SOPs)时规定,可以鉴戒国际上同类实验室的规定,即: 活动相制备仅采用HPLC级液体时不需要过滤,反之所有活动相组成在使用前必须过滤。 在连接储液瓶和泵的输液管的末端进口采用下沉式过滤器(常见材质有熔融玻璃砂芯滤板和微孔金属的两种)也是很重要的。这个过滤器的规格为≥10μm的微孔物质,所以它不能取代活动相过滤步骤,但是它能除往系统中的尘土并保证储液瓶、输液管使用的可靠性。 3、仪器系统部件的磨损物 最后,在高效液相色谱仪HPLC系统中颗粒物的另一个主要来源是输液泵密封垫和进样阀旋转轴的磨损。关于输液泵密封垫的磨损更换有两种不同建议。 第一种建议以为,在一般实验室中输液泵密封垫通常使用寿命为六个月到一年,因此建议半年或一年更换这些密封垫,实验室应基于上述观点制定定期预防性维护计划。该观点以为:与输液泵密封垫颗粒堵塞柱子而更换新柱子的用度相比,更换密封垫的用度低些。一些输液泵有玻璃砂芯或筛网,可在流路中滤掉从泵密封垫磨损下来的颗粒物,防止这些颗粒物随活动相流至柱头。若有这种装置应查阅输液泵操纵手册,查看推荐的这种过滤器清洗或更换的间隔。 另一种建议则以为,原装密封垫的密封效果可以,更换以后轻易引起活动相渗漏。所以,只要不漏液就不要轻易更换密封垫。 两种说法都有其道理,具体如何操纵,建议与仪器公司工程师沟通,各公司的仪器还是有些不同的。 自动进样器旋转轴的密封随着使用时间也会磨损,但是在我的经验中,即便是高负荷的运转旋转轴密封垫也可以使用几年。假如你的自动进样器系统有计数进样阀转动次数的功能,你可以设定一个警铃当预设阀转动次数已达到时提醒你。曾有一种说法,进样器较多转动20,000次,这仅仅是进样10000个;但这似乎不是实验室涉及的常规样品分析使用寿命,它们的实际使用寿命会更长。旋转轴密封磨损后会渗液,比较明显的特征是同一样品多次进样后,峰面积值差别比较大(RSD>?5%)。当然,输液泵的密封垫和旋转轴的密封垫磨损将增加更多研磨物在活动相中,加速对这些部件的损伤。此外,假如你日常运行的活动相有缓冲盐,如磷酸缓冲盐,密封垫的磨损会更快。 无论颗粒物源于何物,实验时都要将其除往。推荐在HPLC系统中采用一个0.45或0.5μm的在线多孔过滤器,接在自动进样器和柱子之间,即使已使用了保护柱。这个在线过滤器将成为挡板代替柱头的滤板,而且如采用一个玻璃砂芯滤板,既便宜,更换又方便(几分钟就可更换)。若采用在线过滤,高效液相色谱仪检测每批样品开始前记录下压力值,当压力上升一定值,例如25%或增加500psi,应该更换玻璃砂芯滤板了,更换以后冲洗几分钟系统将恢复到原来的压力值。
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