HPLC以它定量分析结果准确、分析周期短、分析范围广及分析检测限低等优势,在食品添加剂、药物成分分析等多领域得到了广泛的应用。本文就液相色谱仪在实际操作时应注意的事项及维护做了简单介绍。
主要部件介绍
输液系统
输液系统主要包括在线脱气装置、高压输液泵、梯度洗脱装置。在线脱气装置主要功能是流动相在进入柱子前排除气泡。液相色谱柱的填料颗粒小,通过 2~5 mm 的色谱柱受到的流动阻力很大,因此需要通过高压输液泵抽取流动相输送至色谱柱。
高压泵按输液性能可分为恒压、恒流泵。按机械结构可分为:液压隔膜泵、气动放大泵、螺旋注射泵和往复柱塞泵。
进样器
进样器是将分析样品送入色谱柱的装置,分为手动、自动进样器两种。手动进样器一般配有20~100μL的定量环。
色谱柱
色谱柱以液体为流动相,以广义的固相为固定相来进行分析样品的分离工作。
色谱柱按照分离模式大致可以分为正相色谱柱和反相色谱柱。
检测器
检测器是将色谱柱分离出样品的物理或化学特性转换为可以测量的电信号,通过色谱图记录下来,由色谱图中的峰形状判断分离效果,依据标物、分析样色谱图的出峰时间、峰面积分别对样品进行定性定量分析。
维护及使用注意事项
1.开关机操作注意
分析准备工作做好后,依次打开稳压电源、高压输液泵、柱温箱、检测器,待各部件自检结束,打开连接仪器的电脑,启动工作软件。分析工作结束后,关闭工作软件,再依次关闭检测器、柱温箱和高压输液泵。
2.对流动相的要求
为保证液相色谱仪器的正常使用,所有流动相必须是色谱级的,且经过过滤杂质、排除气泡后装入干净的流动相贮存瓶中待用。
(1)流动相的物理化学性能要求
对分析物要有足够的溶解能力,以利于提高检验的灵敏度;流动相的黏度要小,以保证合适的柱降压;流动相的沸点要低,以利于制备分离时样品的回收;流动相的 PH 值一般应在 2~7.5;使用期限不得超过 2 天,否则产生细菌污染管路。
(2)流动相的过滤
流动相在使用前都必须经过滤,以除去杂质微粒。同时要定期清洗吸滤头,以防杂质通过其进入流动相。应依据其是否是水溶性选择水膜或有机膜(0.45 μm 或 0.22 μm),使用溶剂过滤装置,通过真空泵抽气过滤。
(3)流动相的脱气
流动相必须预先脱气,否则易产生气泡,影响泵的工作。此外,溶解在流动相中的氧能与某些有机溶剂形成有紫外吸收的络合物,提高背景吸收,会在梯度洗脱时造成基线漂移或形成鬼峰。常有的脱气方法有在线真空脱气法、超声波脱气法、抽真空脱气法三种。
3.色谱柱的维护及使用注意事项
所有分析样品把pH值调节到适合色谱柱的pH值范围内。进样要避免超负荷,这是保持色谱柱性能持久良好的重要方法之一。手动进样器进样的话,进样时动作要快速准确。分析物成分复杂时,要在色谱柱前加色谱保护柱以保护色谱柱。每次分析工作开始时,要对色谱柱进行平衡,用含10%流动相中的有机溶剂的水溶液进行排气和冲洗色谱柱和管路,冲洗30分钟左右,将色谱柱中的纯有机溶剂替换掉,然后再用至少10倍柱体积的流动相平衡色谱柱,直至基线平衡后方可进样。
每次分析工作结束后,一定要立即用一定量的水溶液彻底冲洗色谱柱中的缓冲盐液,再用对被测物洗脱能力强的溶剂来冲洗色谱柱,冲洗时间不能小于1小时,洗脱溶剂的用量至少为柱体积的20倍。若不及时冲洗色谱柱,杂质长时间积累在其中,易堵塞色谱柱,降低柱效性能。长期这样,会加速减少色谱柱使用寿命。色谱柱4天以上不使用,应从仪器上取下,用封头螺帽把两头紧紧密封。色谱柱保存时注意不要强烈震动、碰撞。
4.高压输液泵的维护及使用注意事项
每次分析工作结束后,都应及时清洗泵。当有缓冲盐做流动相时,缓冲盐与有机溶剂互相交换前一定要用5%的甲醇水溶液清洗泵,防止盐在有机相中结晶损坏泵中各组件。缓冲盐溶液的浓度不要过高,要控制在5%以下,否则高浓度的缓冲盐会磨损密封垫和活塞,降低其使用寿命。长时间使用高浓度的缓冲盐,必须用10%的异丙醇色谱级溶液清洗泵,从而保护柱塞和密封垫。
输液泵工作前要设置工作压力范围,正常工作压力一般不要超过 30 Mpa,否则经常高压会使密封环变形,产生漏液。平时分析工作要养成记录压力的好习惯,这样如果工作压力超过平时正常压力的10%~15%,就应及时查找原因。
5.紫外检测器的维护及使用注意事项
紫外检测器有一定的使用寿命,所以平时应尽量减少氘灯的使用时间,在柱平衡进行一大半之后,在走基线之前,打开检测器光源;分析结束后即可关闭检测器光源。要保持检测器四周环境清洁,实验室尽量少开窗户,定期地面进行吸尘工作,防止检测器工作时由于静电吸附灰尘颗粒覆盖在光学元件上。检测器池内存在气泡就会产生噪音,噪音会干扰定量分析,所以流动相须充分脱气后再使用。
应定期清洗流通池。如观察到流通池内部无气泡或脏物,应清洗流通池。通过注射器用异丙醇等有机溶剂冲洗池内,以清洗透镜。如是含有缓冲盐的溶剂作流动相,应在使用异丙醇冲洗前用水替换池中原先有的溶剂。
高效液相色谱仪分析样品的种类繁多、物理形态广泛、组成及其浓度复杂多变,对分析结果的干扰因素很多,为达到分析目的,样品要进行有效的制备。高效液相色谱仪分析样品的制备包括预处理、提取、净化和浓缩等过程。 一、预处理: 1、固体样品:含水较低,粉碎过筛。含水量较高,取使用部分烘干后,粉碎过筛。 2、液体样品:搅拌混合均匀。 3、特殊样品:根据实验要求进行特殊处理。 二、提取: 1、浸提法(固-液萃取法):将样品浸泡在溶剂中,把固体样品中的某些组分浸出。 2、萃取法(液-液萃取法):利用被提取组分在互不相溶的两种溶剂中分配系数的不同实现分离。 三、净化: 1、萃取法:适用于液体样品,少量多次。 2、化学法:通过使杂质或待测物发生化学反应而改变其溶解性,使其与原体系分离。 3、层析法:利用混合物中各组分理化性质的不同,使各组分在支持物上的移动速度不同,而将各组分分离。 四、浓缩: 1、常压浓缩:通过升高温度,将溶剂由液态转化成气态被抽走,从而达到浓缩目的。适用于挥发性和沸点相对较低的样品。 2、减压浓缩:通过抽真空,使容器内产生负压,在不改变样品化学性质的前提下降低样品的沸点,使一些高温下化学性质不稳定或沸点高的溶剂在低温下由液态转化成气态被抽走,从而达到浓缩目的。 3、冷冻干燥:冷冻的同时抽真空减压,使溶剂升华。适用于生物活性样品。 4、氮吹仪浓缩:采用氮气对加热样品进行吹扫,使样品迅速浓缩,达到快速分离纯化的效果。适用于农残检测和制药行业等样品的批量处理。
液相色谱仪结构复杂,且不同型号的色谱仪,出故障时产生的现象有可能不同,以下几项液相色谱仪常见故障排除方法仅供参考:
1、检测器开机时屏幕显示不正常,出现缺字、坐标图形异样、光标无法移动等象
原因:工作电源不正常或仪器附件有强干扰源存在;
排除方法:检查工作电源电压,采取稳压措施;关机后重新开机;检测器微机系统故障;
2、柱前压力逐渐升高
原因:
(1)流动相中存在大颗粒的物质;
(2)样品未经过过滤处理;
(3)柱子输入端滤片,污染;
对应排除方法:
(1)流动相经<5μ的真空抽滤瓶过滤后再使用;
(2)样品须经滤膜过滤;
(3)拆下柱的滤片用超声波清洗,同时刮去柱口表面被污染的固定相;
3、输液泵压力指示为零(或<0.5MPa)且柱后无液体流出
原因:
(1)柱前导管接头漏液;
(2)泵柱室内有大量气泡存在;
(3)贮液瓶内试剂用完;
(4)输液泵未工作;
对应排除方法:
(1)检查各接口是否有漏液;
(2)放开泵出口接头;用“清洗”键冲洗泵体;
(3)添加流动相;
(4)按输液泵操作方法,检查其工作状态;
4、组分峰极小或不出峰
原因:
(1)波长选择不正确;
(2)检测器输出衰减太大;
(3)进样口漏液;
(4)进样阀样品废液管堵塞,样品未进入定量管;
(5)进样后未按启动键;
(6)定量管容积过小;
(7)样品浓度过稀;
(8)检测器灯源老化或失效;
(9)流动相不纯;
对应排除方法:
(1)按标准重新选择波长;
(2)重新选择输出量程范围;
(3)修理进样阀;
(4)拆下六通阀上废液管(5#,6#)重新安装;
(5)进样后立即按启动键;
(6)更换大容量定量管;
(7)浓缩样品后再进样;
(8)更换灯源;
(9)选择高纯度的流动相;
5、输液泵压力指示超过规定的范围,且柱后无液体流出
原因:
(1)分离柱阻力过大(陈旧柱子);
(2)柱前导管堵塞;
(3)泵柱塞内有少量气泡存在;
(4)柱子进口处过滤膜堵塞;
(5)进样阀手柄未旋到底(处于中间状态);
(6)导管中有颗粒状固体堵塞;
对应排除方法:
(1)更换柱子;
(2)从柱后开始逐级向上拆开接头检查;
(3)拆开泵接头,用“清洗”档赶尽气泡。;
(4)拆开柱前接头、更换或清洗过滤膜;
(5)左右旋动六通阀至极限位置;
(6)逐级检查,并更换导管;
6、基线大幅度波动(即紫外检测器的输出电平值极不稳定)
原因:流通池内留有大量的气泡;流通池漏液;紫外检测器有故障
对应排除方法:排除气泡;检修流通池;停止恒流泵工作,检查紫外检测器
7、温度指示波动>±1℃
原因:
(1)设置温度值过低;
(2)柱箱密封盖未盖好;
(3)温度控制器未启动;
(4)柱箱升过高温后,再设置低温;
(5)温控部件有故障;
(6)控温铂电阻接触不良;
对应排除方法:
(1)设置最低温度应室温以上10℃;
(2)检查柱安装过程;
(3)按起始键(指示灯亮);
(4)开机后会逐渐稳定(正常现象);
(5)修理温度控制器;
(6)拧紧固定铂电阻引线的螺钉;