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    懂這些就能輕松解決高效液相色譜儀故障了!
    時間:2021-04-13 16:14:38 點擊次數:

    一、概述

    化工行業屬于基礎性行業,在國民經濟中的應用極其廣泛,化工實驗室研發人員更是遍布各行各業。化工實驗室研發人員職業有著廣闊的發展前景,因為我們的生活中充滿著各種化學產品,從橡膠的生產到塑料的發明,從化妝品到涂料。新的化學產品還在不斷涌現,化學工藝的發展不會就此停歇。作為化工實驗室研發人員,還有很多產品等著我們去創造與完善。作為化工實驗室研發人員,不僅要熟悉新產品的合成工藝,也要了解新產品的分析檢測手段以及檢測設備常見故障的排除,才能更高效地在實驗室從事研發工作。懂這些就能輕松解決高效液相色譜儀故障了!

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    二、高效液相色譜儀簡介

    高效液相色譜儀系統由貯液器、泵、進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀等幾部分組成。貯液器中的流動相被高壓泵打入系統,樣品溶液經進樣器進入流動相,被流動相載入色譜柱(固定相)內,由于樣品溶液中的各組分在兩相中具有不同的分配系數,在兩相中做相對運動時,經過反復多次的吸附-解吸的分配過程,各組分在移動速度上產生較大的差別,被分離成單個組分依次從柱內流出,通過檢測器時,樣品濃度被轉換成電信號傳送到記錄儀,數據以圖譜形式打印出來。

    三、高效液相色譜儀的“公敵”

    液相色譜在使用過程中難免會遇到各種問題,在此,我們把液相在使用過程中出現頻率高的問題稱為液相色譜的“公敵”。

    1、“公敵”簡介

    氣泡,在液相色譜的使用過程中,被提及多的一個名詞,它會帶來一系列的問題,例如壓力波動、基線噪音等問題,它絕對是早期液相色譜工作者的眼中釘、肉中刺—“頭號公敵”。

    2、“公敵”的產生

    1、眾所周知,液體對于氣體是有一定的溶解度的。液體的壓力越高,對氣體的溶解度越好。所以,當一瓶未開封靜置的可樂,你是看不到氣泡的,因為氣泡都溶解在里面了。當你開啟瓶蓋,直接的影響就是瓶子里面的壓力降低了,對氣體的溶解度變小,所以氣體就析出變成一個個的小氣泡。

    3、喝過啤酒或者碳酸飲料的人都有這樣的經歷,當你搖晃瓶子,然后瞬間把瓶蓋開啟,啤酒或碳酸飲料瓶中會噴出大量泡沫,搖晃的越劇烈,噴射的越猛,不難看出,溶解氣體的液體在振蕩和運動過程中,也容易讓氣泡析出。

    4、上學的時候,化學課上,我們曾經懷疑過一個問題:把一升甲醇倒進一生純水里面,它的體積是不是兩升?當我們親自試驗后,就排除了這個疑問,而且我們可以明顯看到,當兩種液體混合的時候,會有大量的氣泡冒出,體積也小于兩升。

    綜上所述,溶解在液體中的氣體,在遇到環境壓力變低、震蕩和運動以及兩種液體混合的時候,都有利于氣泡的析出。

    5、“公敵”的危害

    對于液相色譜,泵是必不可少的,液相色譜泵的功能,是將流動相以穩定的流速通過色譜柱,對想要分析的化合物進行洗脫。對于泵,穩定性是至關重要的。如果流動相在系統里面的混合和運動過程中,有氣泡出來,問題也就接踵而至。假設泵本來應該輸出1ml/min的流動相,里面出現一點氣泡,體積就會發生變化,而且氣泡的可壓縮性很強,體積還容易忽大忽小,流速也就不準確、也不再穩定。

    氣泡的存在還會對檢測器產生危害,檢測器位于色譜柱出口,流動相從色譜柱末端出來,會有一個壓力的驟降,如果之前液體的壓力有100bar,那么到了流通池內,壓力也只有10bar左右。而壓力的降低會使流動相中氣體的溶解度降低,從而導致氣泡的產生,導致檢測器基線不穩。

    氣泡的另一個影響與流動相中所溶解的氣體有關,假如流動相里面溶解的是空氣,主要含有氮氣和氧氣。一般來說,氮氣比較穩定,但是氧氣比較活潑,它極有可能會跟某些樣品發生反應,造成樣品的降解。特別是當你想要分析的樣品里面含有一些熒光基團,想要用熒光檢測器來檢測的話,流動相里溶解的氧氣會跟樣品的熒光基團反應,造成熒光淬滅,從而導致檢測器無法檢測到該化合物。

    綜上所述,氣泡的危害主要是造成泵的流量不準、基線噪音和可能會與樣品反應而影響檢測。

    6、“公敵”的消除

    早期的氦吹脫氣是當時業界標準,但是其成本高,操作不便。后來又出現了抽真空脫氣和超聲脫氣,他們對很多應用來說,算是不錯的脫氣方法,但是這些仍不能阻擋氣泡時不時就冒出來,給我們制造各種小麻煩。直到在線真空脫氣機的出現,才使這一麻煩迎刃而解。

    在線脫氣的原理:流動相通過真空腔內的一段半透膜的管路,半透膜上面的小的孔道可以讓氣體分子透過而液體分子無法透過,這樣流動相里面溶解的氣體分子就被外面的真空泵從管道里面吸出來,經過脫氣的流動相繼續輸送到泵。

    四、高效液相色譜儀常見故障及解決方案

    液相色譜儀在使用的過程中,可能會出現的故障:

    1、流動相脫氣不充分;

    2、流動相供給不暢;

    3、流動相和貯液器被污染。

    五、解決方案:

    1、流動相脫氣不充分,對流動相進行再脫氣,采用更有效的脫氣方法(如通氮氣保護)或兩種方法配合使用,改變系統內混合為系統外低壓預混合。

    2、流動相供給不暢,可能的原因是流動相已接近用完,管路吸入氣體引起泵壓力不穩,應經常觀察貯液器中流動相的量,加足流動相的量保證所有的樣品分析完畢;輸液管路上安裝沉子沉至瓶底,貯液器蓋上留一小孔正好夾住進液管,使其不能上下移動;過濾器阻塞會引起管道和泵腔空化,也會使壓力不穩;當過濾器被微粒所阻塞或長霉時,去掉過濾器后系統會運轉正常,換上新過濾器即可;如果換上新過濾器仍然不暢,那就需要檢查流動相的制備過程,或者換大孔徑的過濾器,流動相都要重新過濾。流速過高、阻力大,造成空化現象,這是由于過濾器孔徑、管道內徑、流速和溶劑黏度等引起的。出現這種情況時,可嘗試用下列方法解決:

    1)改用低流速;

    2)換大孔徑的過濾器;

    3)增加進液管路內徑;

    4)抬高或加壓貯液器;

    5)臨時不用入口過濾器(流動相確保做好過濾);

    其它問題,包括滲漏或接頭松動、低壓混合器過濾器阻塞、泵部件損壞(密封墊等),都能引起流動相供液不正常,注意檢查排除。

    3、貯液器或流動相被污染,會出現一些問題:產生有規則的噪音增大、檢測器基線上升等現象。流動相中的污染物可能會被泵以穩定的濃度打入系統,而后再以穩定的濃度流出來,所以在色譜圖中不出多余的峰。

    不干凈的貯液器會污染清潔的流動相,每種流動相要備有專用的貯液器,或者定期報廢貯液器,都是良好的工作習慣。流動相污染源來自這幾個方面:試劑質量不高,玻璃器皿不合格,微生物的影響,配制流動相時操作不當等,因此要求用高純度化學試劑和HPLC級溶劑,一旦發現試劑有問題應堅決報廢掉。

    玻璃器皿應按規定清洗干凈,為防止生長微生物,每天要按前述的方法清洗系統;懷疑系統內生長了微生物時,可用稀硝酸沖洗(注意不要損壞柱和管路系統),在緩沖液內加生長抑制劑(0.04%疊氮鈉)或冷藏緩沖液;每天用0.2μm的過濾器過濾緩沖液,也會有效地防止微生物污染系統;真空脫氣時要防止泵油帶入流動相;應該用清潔的惰性塞子、攪捧、過濾器和玻璃器皿配制流動相;已經污染的色譜儀流動相一定要廢棄掉。

    六、總結

    懂這些就能輕松解決高效液相色譜儀故障了!儀器設備的良好運行離不開平時的規范操作和正確的維護保養,熟悉儀器設備的基本操作,了解儀器設備的維護保養方法,是每一個化工實驗室研發人員必須具備的基本實驗素養,具備了這些基本實驗素養后,才能保證化工實驗室研發項目順利、安全、高效地進行。

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