離子色譜檢測中常見的問題及對策

王 芳

(河北省水文工程地質勘查院 石家莊 050021)

我國是從20世紀80年代開始引進離子色譜儀，由于其簡單、快速、結果精準以及一次進樣可同時分析多種不同離子的特點，使得越來越廣泛應用在各領域。

與此同時，在分析檢測中常會由于某個操作或設置不當，導致分析結果受到影響。現以皖儀IC6000離子色譜儀為例，討論離子色譜儀在分析過程中常見問題，并提出解決的對策。

1 常見問題及產生原因

1.1 壓力異常

離子色譜壓力出現異常現象，主要有以下三種情況。

無壓力：出現無壓力的現象，主要的產生原因有漏液、泵頭內有空氣或流動相不足、單向閥損壞或單向閥上粘附固體顆粒、柱塞桿折斷、保險絲斷或電源問題；當流動相流動正常但無壓力時，有可能是壓力傳感器損壞。

壓力持續偏高或不斷上升：出現壓力持續偏高或不斷上升的現象，主要在于流速設定過高、保護柱或色譜柱篩板堵塞、流動相使用不當或有緩沖鹽析出、色譜柱選擇不當、進樣閥損壞或堵塞、線路過濾器堵塞以及管路擰得過緊堵塞導致。為了防止壓力過高，柱材要求用耐高壓材料，并保證所使用的水質是符合要求的，以使色譜柱的使用壽命得以延長。

壓力持續偏低或不穩定：在先排除系統漏液的可能性之后，打開排氣閥對系統進行排氣泡后，一般壓力會逐漸上升并恢復正常。出現壓力持續偏低或不穩定的現象，常見原因在于泵頭進氣、單向閥污染、流速設定過低、色譜柱選擇不當、柱溫過高、系統漏液以及柱塞密封圈損壞。

1.2 電導值異常

電導值異常，主要是離子色譜儀較長時間停機未用，當再次開機時發現電導值過高，儀器長時間不能平衡。

淋洗液中含有高電導物質：若水處理不純或者藥品不純都有可能導致淋洗液電導值升高，此時應重新對水進行處理或者更換淋洗液。

色譜柱內吸附高電導物質：當遇此情況時，一般先后用去離子水和淋洗液對色譜柱進行沖洗15分鐘，再反復用去離子水和淋洗液沖洗，可以使電導值下降。

電導池內有高電導物質：用30%硝酸溶液清洗電導池，再用去離子水沖洗干凈即可。

1.3 漏液問題

若離子色譜系統出現漏液問題，一般主要有以下四種情形。

接頭處漏液：接頭處漏液產生的原因有接頭處松動、接頭磨損或者部件不匹配。

泵漏液：泵漏液也有可能是接頭松動導致，但是不要擰得過緊；單向閥松動、泵密封以及排液閥損壞也都有可能導致泵產生漏液。

進樣閥漏液：進樣閥產生漏液的原因較多，比如轉子密封損壞、定量環堵塞、進樣口密封松動、進樣針尺寸不合適、廢液管堵塞或者產生虹吸。

檢測器漏液：手接頭處漏液以及廢液管、流通池堵塞是主要原因。

1.4 保留時間漂移

常見的保留時間漂移問題基本是是有以下情況導致：柱溫或室溫產生變化、流動相組分發生改變或者選擇不當、色譜柱未平衡、流速產生變化以及泵中存有氣泡。

1.5 基線問題

基線漂移：可能是因為流動相不均勻而導致；還有可能是溫度波動、電導池被污染或內有氣泡以及流速變化的原因。

基線噪聲：離子色譜系統內氣泡、漏液、淋洗液未達平衡狀態、過濾頭堵塞、環境溫度波動太大都有可能是基線噪聲的原因。

1.6 峰形異常

常見的峰形異常有以下情況。

前沿峰和拖尾峰：這兩種情況主要是由于柱塞板堵塞、色譜柱塌陷、柱外效應、干擾峰、平衡不足或不合適、重金屬污染、樣品溶劑選擇不當、樣品過載或柱溫過低。

分叉峰：分叉峰則是由于保護柱或分析柱被污染，被測樣品與流動相不相溶。

峰展寬：峰展寬的產生原因可能在于進樣體積過大、檢測池體積過大、保留時間過長或者樣品過載。

峰變形：峰變形的原因一般是樣品過載或被測樣品選擇不當。

鬼峰：鬼峰是指未想到會出現、多余的峰。鬼峰產生的原因有可能是進樣閥殘余峰、被測樣品中的含未知物和色譜柱未平衡。

2 問題解決

2.1 被測樣品前處理

樣品在被檢測前通過0.22 μm的濾膜進行過濾處理，同時在分析過程中，對未知濃度的樣品進行稀釋處理，以減少對色譜柱的污染和盡量避免柱壓的升高。

樣品通過合適的前處理，就能達到離子色譜分離目的。

2.2 系統內氣泡的影響

淋洗液在使用前要經過脫氣，若未經脫氣或者脫氣效果不好，就會含有大量空氣，淋洗過程中就會產生氣泡，對系統產生影響。

2.3 色譜柱的使用

使用保護柱：使用保護柱可以有效防止被測樣品和淋洗液中的固體顆粒、雜質進入色譜柱，起到了保護色譜柱的作用。根據保護柱的污染情況定期清洗和更換保護柱，可以使色譜柱有效得到保護、延長使用壽命。

對色譜柱進行清洗：清洗色譜柱上殘留的有機物，可使用高濃度丙酮進行清洗；對色譜柱進行低濃度淋洗液清洗，不能使用高濃度淋洗液是因為可能出現沉淀；去離子水不宜用來清洗色譜柱，若去離子水純度不夠，反而會使離子逐漸保留在色譜柱上。

淋洗液和被測樣品過濾處理：淋洗液和被測樣品在進樣前通過0.22 μm的濾膜過濾。

2.4 離子色譜儀部件的影響

柱塞密封圈：高壓密封圈磨損會導致密封不良，使得系統壓力波動大。應定期更換密封圈，并且注意拆卸泵頭前，防止將柱塞桿損壞。

手動進樣閥：主要由于進樣閥擰得過緊、樣品太臟、針頭損壞或者不使用離子專用針而導致的轉子密封圈損壞，使得產生漏液現象。應在使用時注意保養轉子密封圈，并且定期更換。手動進樣閥還容易產生載樣困難的問題，原因主要在于定量環被堵塞、進樣器被污染或者閥位置沒有扳到位。同樣也應定期更換定量環和注意清洗進樣器。

3 注意事項

3.1 色譜柱

色譜柱是離子色譜儀的核心，起著至關重要的作用。由于一些不當的操作造成色譜柱的損壞、失去分離能力，而很多時候這些損壞是不可逆、無法挽回的，所以色譜柱的保養和維護也就不得馬虎。而當色譜柱長時間不使用時，一定要進行清洗并將柱兩端密封，以防柱內填料干涸。

3.2 吸濾頭

吸濾頭發生堵塞，使得管路中產生氣泡，影響色譜柱的分析過程和譜圖的正常產生。應用5%～20%的稀硝酸溶液超聲波清洗，然后再用蒸餾水清洗。同時，注意拆下吸濾頭時不必將塑料管剪斷。

3.3 單向閥

單向閥是由寶石球、拋光面和塑料墊片構成，寶石球與墊片之間易發生以下兩種故障：寶石球粘附于塑料墊片，使得泵無法吸液或排液，流通不暢。應用針筒在單向閥出口抽氣，使寶石球與墊片分離，然后拆下單向閥，用水超聲清洗；寶石球或塑料墊片被污染導致密封性不良，使得系統壓力波動變大。應拆下單向閥，用水超聲清洗即可。

4 結論

通過在儀器穩定狀態下對標樣測量值是否在不確定度范圍內的判斷，可以認為對離子色譜常見問題的分析以及采取的措施是有效的，分析檢測結果是準確可靠的。

在離子色譜儀的使用過程中，對淋洗液和被測樣品的前處理、色譜柱的保養及維護、色譜系統的平衡穩定、各部件的清洗與更換以及吸濾頭和單向閥的維護等方面均要予以重視。

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