高效液相色譜 ( HPLC)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、環(huán)境化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。在使用過(guò)程中難免會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,從而影響正常工作,如何快速發(fā)現(xiàn)故障、排除故障,并做好預(yù)防維護(hù)措施及其重要,本文列舉了常見(jiàn)故障的排除及解決方法,僅供大家參考。
故障排除原則
在儀器序列運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)按發(fā)現(xiàn)故障、停止儀器序列運(yùn)行、故障信息登記、確認(rèn)故障來(lái)源、解除故障、故障維修登記、做好預(yù)防維護(hù)措施等步驟進(jìn)行故障排查及解除故障,在故障排除過(guò)程中可遵循以下原則:
原則一:從簡(jiǎn)單因素入手;
原則二:一次只變化一個(gè)因素,利于確認(rèn)因素與問(wèn)題之間的關(guān)系;
原則三:記錄儀器正常狀態(tài)的參數(shù)及異常狀態(tài)信息,完整的記錄是故障排除的關(guān)鍵步驟;
原則四:做好預(yù)防措施,加強(qiáng)儀器操作培訓(xùn),正確的、良好的操作習(xí)慣是降低儀器故障率的首要條件。
常見(jiàn)故障排除
1、壓力高
壓力偏高或超過(guò)壓力上限一般是由方法問(wèn)題、誤操作、系統(tǒng)堵塞、壓力傳感器故障等問(wèn)題引起。
方法問(wèn)題:在方法建立時(shí)柱溫、流速等參數(shù)建立不當(dāng),當(dāng)使用小粒徑色譜柱或背壓大的色譜柱時(shí),可降低流速或升高柱溫(如35~40℃),以降低系統(tǒng)壓力,該問(wèn)題多發(fā)生在建立方法時(shí)。
誤操作:當(dāng)壓力高于平時(shí)壓力時(shí)首先檢查柱溫是否設(shè)置錯(cuò)誤、流動(dòng)相溶劑是否使用錯(cuò)誤(如錯(cuò)將甲醇用成了粘度高的乙腈)、色譜柱是否拿錯(cuò)等誤操作。
系統(tǒng)堵塞:排除方法問(wèn)題及誤操作后,排查是否系統(tǒng)堵塞,進(jìn)行分段排查,可依次松開(kāi)管路接頭,從HPLC出口端開(kāi)始,向上游泵逐個(gè)檢查,這是發(fā)現(xiàn)堵塞部位簡(jiǎn)單的方法,確定堵塞部位后可進(jìn)行直接更換、或超聲清洗、或反沖(如六通閥、進(jìn)樣針、針座、管路等部位),如超聲清洗或反沖無(wú)效則需更換,經(jīng)排查是保護(hù)柱或色譜柱堵塞時(shí)按相關(guān)方法沖洗。
壓力傳感器故障:上述排查后未發(fā)現(xiàn)壓力高原因,則需要更換壓力傳感器,聯(lián)系儀器客服咨詢。
2、壓力低
壓力偏低或無(wú)壓力一般是由誤操作、漏夜、泵不輸液等問(wèn)題引起。
誤操作:泵關(guān)閉、打開(kāi)了排空閥等誤操作引起無(wú)壓力、柱溫設(shè)置錯(cuò)誤、用錯(cuò)溶劑、用錯(cuò)色譜柱等誤操作可能導(dǎo)致壓力偏低或偏高。
漏夜:壓力偏低或無(wú)壓力很多時(shí)候是由漏夜引起,配有漏夜感應(yīng)器先確認(rèn)哪個(gè)模塊漏夜報(bào)錯(cuò)(此時(shí)已經(jīng)嚴(yán)重漏夜),清除錯(cuò)誤后重新啟動(dòng)泵排查該模塊漏夜位置(用濾紙或紙巾逐個(gè)接口試漏),未配有漏夜感應(yīng)器或輕微漏夜時(shí)由泵至檢測(cè)器逐個(gè)接口排查(漏夜多發(fā)生在色譜柱接口及泵各接口)。確定漏夜位置根據(jù)漏夜原因進(jìn)行處理,如接口松動(dòng)重新擰緊、如密封圈磨損更換密封圈等。
泵不輸液:流動(dòng)相走空、管路中有空氣、未充分排空、溶劑入口過(guò)濾頭堵塞、單向閥污染均可能引起泵不輸液。首先檢查溶劑瓶?jī)?nèi)是否有溶劑、管路中是否充滿氣體,進(jìn)行排空(如排空廢液口無(wú)液體流出使用注射器手動(dòng)抽,至有連續(xù)液體流出);排空后依然無(wú)壓力、壓力偏低或壓力波動(dòng),且廢液口無(wú)廢液流出,超聲清洗單向閥或更換單向閥,無(wú)改善將溶劑入口過(guò)濾頭取下,查看壓力是否正常,如濾頭堵塞超聲清洗或更換(注:安捷倫溶劑入口過(guò)濾頭為陶瓷材質(zhì),不可以超聲,使用1%~10%硝酸浸泡過(guò)夜)。
3、壓力波動(dòng)
排氣不充分或未排氣、脫氣機(jī)未開(kāi)或故障、流動(dòng)相中溶劑不互溶或易揮發(fā)、溶劑入口過(guò)濾頭部分堵塞、單向閥污染、漏夜等均可導(dǎo)致壓力波動(dòng)。
排空不充分或未排空:發(fā)現(xiàn)壓力波動(dòng)首先進(jìn)行流動(dòng)相排空,一般排空后壓力正常。
脫氣機(jī)未開(kāi)或故障:外置脫氣機(jī)檢查電源是否打開(kāi)或報(bào)錯(cuò)(如安捷倫1100、1200,島津20AT、20AD為外置脫氣機(jī));內(nèi)置脫氣機(jī)檢查泵是否有報(bào)錯(cuò)信息(如安捷倫1260等為內(nèi)置脫氣機(jī));waters e2695為內(nèi)置脫氣機(jī)在控制面板可以控制脫氣機(jī)開(kāi)關(guān),需檢查開(kāi)關(guān)是否打開(kāi),壓力是否小于1psi。
流動(dòng)相中溶劑不互溶或易揮發(fā):檢查緩沖鹽稱量是否正確、是否混合均勻,檢查溶劑是否互溶。
溶劑入口過(guò)濾頭部分堵塞:查看溶劑入口過(guò)濾頭周圍是否有大量氣泡,如果有大量氣泡可能過(guò)濾頭較臟,超聲清洗,安捷倫陶瓷濾頭用久了會(huì)變黑,取下1%~10%硝酸浸泡過(guò)夜。
單向閥污染:如排空后壓力波動(dòng)依然較大,取下單向閥超聲清洗,多數(shù)情況可以解決。
漏夜:多數(shù)為柱塞桿密封圈磨損導(dǎo)致漏液,配有在線清洗時(shí)檢查在線清洗液是否有明顯增加(清洗液循環(huán)使用的),查看在線清洗管路出口端,在未清洗時(shí)是否有液體緩慢流出,如有液體流出說(shuō)明,柱塞桿密封圈磨損導(dǎo)致漏液,更換密封圈或柱塞桿及密封圈。
4、保留時(shí)間變動(dòng)
如果所有峰(色譜峰)的保留時(shí)間均發(fā)生了變化,其原因很可能是流動(dòng)相的組成、色譜柱的化學(xué)性質(zhì)、色譜柱的溫度或流速、在線混合時(shí)比例閥故障等。
流動(dòng)相的組成:如果操作人員操作不當(dāng),則會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)相組成的意外變化,例如使用在線式混合系統(tǒng)時(shí),流動(dòng)相混合物(系統(tǒng))設(shè)置不正確;或替換新批次流動(dòng)相時(shí),未妥善制備新的流動(dòng)相(新流動(dòng)相配制不正確)。在極少數(shù)情況下,會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)相組分選擇性損失的情況,例如蒸發(fā)。
當(dāng)流動(dòng)相發(fā)生變化時(shí),峰形(色譜峰)通常會(huì)向相同的方向移動(dòng),以縮短或延長(zhǎng)保留時(shí)間(保留時(shí)間變長(zhǎng)或變短);而相對(duì)保留通常會(huì)發(fā)生變化。檢查流動(dòng)相組成錯(cuò)誤的較佳方法是仔細(xì)檢查(復(fù)查)系統(tǒng)設(shè)置;如有必要,應(yīng)制備新的流動(dòng)相。
如果您懷疑設(shè)備出現(xiàn)故障,請(qǐng)將色譜柱和流動(dòng)相移至另一個(gè)HPLC系統(tǒng),然后再次運(yùn)行。如果問(wèn)題依然存在,則問(wèn)題在于流動(dòng)相或色譜柱;如果問(wèn)題不再出現(xiàn),則可能與儀器硬件故障或參數(shù)相關(guān)。
色譜柱化學(xué)(化學(xué)性質(zhì))變化:一般會(huì)在色譜柱使用數(shù)周或數(shù)月內(nèi)逐漸變化。柱老化一般伴隨著柱背壓的上升、保留時(shí)間的逐漸變化(漂移)(更長(zhǎng)或更短)以及更多的峰拖尾。更換新柱以確定是否是柱老化導(dǎo)致的保留時(shí)間變動(dòng)。
色譜柱溫度變化:柱溫變化會(huì)導(dǎo)致保留時(shí)間的變化,每1℃的溫度變化會(huì)引起1-3%的保留時(shí)間變化。如果不使用柱溫箱(即“室溫”條件),實(shí)驗(yàn)室溫度通常會(huì)變化。尤其是當(dāng)供暖或空調(diào)通風(fēng)口直接吹向系統(tǒng)時(shí),溫度變化極為明顯。使用柱溫箱可以避免色譜柱出現(xiàn)這樣的溫度問(wèn)題,且HPLC系統(tǒng)應(yīng)遠(yuǎn)離通風(fēng)口放置。
流速變化:可能是因存在氣泡、泄漏或泵問(wèn)題(故障)導(dǎo)致流速與設(shè)定值發(fā)生變化,導(dǎo)致保留時(shí)間變化。
氣泡問(wèn)題:可能伴有柱壓過(guò)低或柱壓波動(dòng),且保留時(shí)間延長(zhǎng)。對(duì)于雙頭泵,如果只有一個(gè)泵頭存在氣泡,則流量和壓力可能會(huì)發(fā)生脈動(dòng)。
泄漏也會(huì)延長(zhǎng)保留時(shí)間。查看接頭如有液滴或結(jié)晶析出,可證明有泄露。請(qǐng)?zhí)貏e注意色譜柱之前的接頭。如果使用不銹鋼配件,通常將接頭螺母手動(dòng)擰緊,再扳手?jǐn)Q緊1/4圈,便可以阻止泄漏。使用PEEK接頭時(shí),應(yīng)停止泵,松開(kāi)接頭,將管路推到接口端口的底部,再擰緊接頭。擰緊PEEK接頭時(shí)如果存在流動(dòng)的液體,會(huì)導(dǎo)致管道在配件中滑動(dòng),產(chǎn)生柱外死體積,進(jìn)而影響分離效果。
單向閥污染或泵密圈磨損會(huì)導(dǎo)致流量偏低或波動(dòng),從而導(dǎo)致保留時(shí)間變化。單向閥污染可以進(jìn)行超聲清洗,隨著使用時(shí)間的增加,泵密封圈會(huì)出現(xiàn)磨損,而且使用高濃度緩沖鹽為流動(dòng)相,會(huì)縮短泵密圈的使用壽命,可以根據(jù)使用情況及密封圈故障率定期更換密封圈,通常一年更換一次即可。
比例閥和在線混合發(fā)生故障會(huì)降低梯度洗脫的效果,從而導(dǎo)致保留時(shí)間變化,下面介紹了一種檢查流動(dòng)相配比精度的簡(jiǎn)單方法:將色譜柱柱更換為0.005英寸直徑約1米長(zhǎng)(0.12mm)的管道,流動(dòng)相A為水,流動(dòng)相B為0.1%丙酮的水,檢測(cè)器波長(zhǎng)設(shè)置為265nm,并使用足夠高的流速使單向閥能夠有效工作(例如2mL/min)。以10%為增量進(jìn)行梯度變化(如流動(dòng)相B由10%、20%、30%……90%至100%)。其結(jié)果應(yīng)是平滑的階梯狀。
5、峰形問(wèn)題
峰形常見(jiàn)問(wèn)題有拖尾峰、伸舌峰、分叉峰、鬼峰等。
拖尾峰:
(1)堿性化合物與硅膠顆粒表面上的酸性或離子化硅烷醇基團(tuán)之間相互作用而導(dǎo)致拖尾,選擇經(jīng)封端處理的色譜柱、添加掃尾劑如三乙胺,可以改善拖尾。
(2)緩沖液或離子對(duì)試劑濃度低也會(huì)導(dǎo)致峰拖尾,緩沖液主要用來(lái)使樣品保持恒定的離子化狀態(tài),從而穩(wěn)定保留時(shí)間,并在較大程度上減少因離子相互作用而導(dǎo)致的峰拖尾現(xiàn)象。緩沖液和離子對(duì)試劑的一個(gè)共同特征是作用效果(例如峰拖尾的減少、保留時(shí)間的穩(wěn)定)會(huì)從低濃度開(kāi)始顯現(xiàn),并隨著濃度的增加而繼續(xù)作用增加,但會(huì)逐漸維持在一個(gè)穩(wěn)定水平。穩(wěn)定水平之下的緩沖鹽或離子對(duì)濃度,可以保持穩(wěn)定的運(yùn)行;濃度過(guò)高可能導(dǎo)致溶解性問(wèn)題,新藥特別注意。
(3)柱篩板堵塞引起峰拖尾或變形:柱篩板堵塞會(huì)影響樣品在色譜柱入口端的分流,使得部分樣品通過(guò)不同的流動(dòng)路徑到達(dá)色譜柱,因此會(huì)晚于另一部分樣品。由于此時(shí)未發(fā)生分離,因此所有分析物會(huì)以相同的方式變形(被擾亂),進(jìn)而色譜圖顯示所有峰均具有相似(類似)的峰拖尾或變形。
(4)死體積過(guò)大:當(dāng)相同方法轉(zhuǎn)移至其它儀器時(shí)出現(xiàn)色譜圖中所有峰拖尾或變形可以排查是否死體積增大導(dǎo)致,管路長(zhǎng)度、內(nèi)徑、接口處是否擰緊均可改變死體積。
伸舌峰(前拖峰):
伸舌峰一般是由柱過(guò)載、柱結(jié)構(gòu)塌陷、接口處死體積渦流、樣品溶劑與流動(dòng)相不兼容、柱溫低等因素導(dǎo)致的。柱過(guò)窄、樣品溶劑與流動(dòng)相不兼容、柱溫低等因素產(chǎn)生的伸舌峰一般發(fā)生在方法開(kāi)發(fā)期間,需要篩選適合的柱溫、稀釋劑及進(jìn)樣濃度;穩(wěn)定的方法忽然出現(xiàn)伸舌峰需要排查色譜柱是否塌陷及管路接口處是否對(duì)接緊密,特別注意色譜柱接口處,接口處的死體積容易產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致伸舌峰。
分叉峰:
(1)色譜柱或保護(hù)柱入口端污染:如安裝保護(hù)柱可不接保護(hù)柱或更換新的保護(hù)柱來(lái)排除,再更換新的色譜柱進(jìn)行排除,確認(rèn)是色譜柱污染,進(jìn)行沖洗,沖洗無(wú)效,對(duì)色譜柱進(jìn)行再生或更換色譜柱。
(2)篩板堵塞:關(guān)注色譜柱壓力,如高于之前的壓力,可能篩板堵塞,反沖色譜柱或更換色譜柱排查。
(3)樣品稀釋劑與流動(dòng)相不兼容:在方法開(kāi)發(fā)其間出現(xiàn)分叉峰時(shí)需要排查稀釋劑與流動(dòng)相的兼容性,建議選擇流動(dòng)相作為稀釋劑,在日常檢測(cè)中需要排查是否用錯(cuò)稀釋劑。
(4)干擾峰:可能是樣品中純?cè)诘奈镔|(zhì)與目標(biāo)物為分離,需要調(diào)節(jié)方法(調(diào)節(jié)流動(dòng)相或更換色譜柱)改變選擇性,可能是系統(tǒng)中引入的污染物,通過(guò)空白溶液可以排查。
(5)色譜柱過(guò)載:選擇高容量的色譜柱或降低進(jìn)樣濃度。
鬼峰:主要來(lái)源于溶劑污染(包括流動(dòng)相、稀釋劑等)、色譜柱污染、進(jìn)樣器污染、氣泡、配樣污染(移液、定容等過(guò)程)、上針殘留等,如鬼峰出現(xiàn)在空白溶液,且多針重現(xiàn),可通過(guò)進(jìn)空針、更換洗針液、更換色譜柱、更換儀器、重配流動(dòng)相等篩選引起鬼峰位置;如鬼峰出現(xiàn)在樣品溶液中,可能是上針殘留、氣泡、及配樣污染。
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