實(shí)驗(yàn)室高效液相色譜儀的管理與使用維護(hù)探討

摘 要：高效液相色譜儀的使用與管理能力是保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，并延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的有力措施。本文從高效液相色譜儀主要部件的分析入手，重點(diǎn)探討了該設(shè)備在使用時(shí)的注意事項(xiàng)及日常維護(hù)措施，對(duì)于從事高效液相色譜儀使用與維護(hù)管理的工作人員具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室;高效液相色譜儀;管理;維護(hù)

開展實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的高效液相色譜儀管理與維護(hù)工作，目的在于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，穩(wěn)定設(shè)備檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)取得較好的色譜分離效果。現(xiàn)階段常用的液相色譜儀種類較多，但其原理大致相同，管理和使用方法也有類似之處，本文結(jié)合筆者所在實(shí)驗(yàn)室液相色譜儀的管理和使用經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹了在該儀器使用及維護(hù)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，對(duì)于提升該種設(shè)備的管理維護(hù)能力具有積極意義。

1 高效液相色譜儀主要部件分析

1.1 輸液系統(tǒng)

通常情況下，實(shí)驗(yàn)室配備的高效液相色譜儀所用的輸液系統(tǒng)包括三個(gè)主要部分，分別是高壓輸液泵、在線脫氣裝置和梯度洗脫裝置。具體來(lái)看，高壓輸液泵依據(jù)壓力控制方式的不同可分為恒流泵和恒壓泵，依據(jù)內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同可分為螺旋注射泵、液壓隔膜泵、往復(fù)柱塞泵、氣動(dòng)放大泵四類。在線脫氣裝置能夠在流動(dòng)相進(jìn)入柱體之前將其中的氣泡排除。實(shí)驗(yàn)室配置的高效液相色譜儀使用的色譜柱填料，通常顆粒尺寸較小，流動(dòng)相在小顆粒組成的色譜柱中流動(dòng)，受到很大的流動(dòng)阻力，需要使用高壓輸液泵才能將流動(dòng)相輸送至色譜柱中。

1.2 進(jìn)樣器

進(jìn)樣器在高效液相色譜儀中的主要作用是將需要分析的樣品送至色譜柱一端，通常可分為自動(dòng)進(jìn)樣和手工進(jìn)樣兩種工作方式，如使用手動(dòng)進(jìn)樣方式，通常需結(jié)合20～16μL的定量杯使用。

1.3 色譜柱

使用高效液相色譜儀開展檢測(cè)活動(dòng)，其中的流動(dòng)相大部分為液體，流動(dòng)相的檢測(cè)和分離工作需要借助于固定相實(shí)現(xiàn)。通常使用的正相色譜柱和反相色譜柱是依據(jù)分離模式的不同劃分的。

1.4 檢測(cè)器

檢測(cè)器在高效液相色譜儀中的主要作用是將檢測(cè)樣品的化學(xué)、物理特征轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，借由可以測(cè)量和表征的電信號(hào)，反映樣品的特征參數(shù)。最終得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)為色譜圖，分析人員通過(guò)對(duì)色譜圖的分析，確定峰形和特征峰數(shù)值，判斷和標(biāo)識(shí)檢測(cè)物質(zhì)，完成定性分析和定量分析。

2 實(shí)驗(yàn)室高效液相色譜儀使用的注意事項(xiàng)

2.1 注重使用的環(huán)境

在高效液相色譜儀檢測(cè)過(guò)程中，為了有效避免光線直射，給檢測(cè)造成的影響，顯示裝置應(yīng)側(cè)向光線，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)需加掛窗簾，以便快速地調(diào)節(jié)室內(nèi)的光照強(qiáng)度。在液相色譜儀使用過(guò)程中應(yīng)保持良好的通風(fēng)，排出室內(nèi)的有害氣體，保證空氣清新，通常可使用強(qiáng)制通風(fēng)和自然通風(fēng)兩種方式，自然通風(fēng)主要是利用內(nèi)外氣壓和門窗開展通風(fēng)作業(yè)，強(qiáng)制通風(fēng)則是利用排風(fēng)扇和排風(fēng)柜完成通風(fēng)。此外，良好的室內(nèi)環(huán)境和適宜的溫度可為高效液相色譜儀的工作提供支撐，有利于高效液相色譜儀穩(wěn)定性能，保持正常運(yùn)行，通常情況下高效液相色譜儀適宜的工作溫度為20～30℃，溫度變化幅度最好應(yīng)控制在2～3℃以內(nèi)，避免出現(xiàn)溫度的劇烈波動(dòng)。尤其應(yīng)注意的是在夏季和冬季，應(yīng)做好保溫工作。高效液相色譜儀在使用過(guò)程中，環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)控制在60%以內(nèi)。

2.2 色譜柱的保護(hù)柱和柱效

在更換高效液相色譜儀色譜柱之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀色譜柱的使用說(shuō)明和注意事項(xiàng)，并開展柱效的相應(yīng)測(cè)試工作。另一方面，為保證高效液相色譜儀的測(cè)試精度，應(yīng)定期對(duì)柱效進(jìn)行檢測(cè)，并保存更換的新色譜柱的色譜圖，注明新色譜柱使用注意事項(xiàng)和使用條件。工作人員應(yīng)定期檢測(cè)色譜帶。針對(duì)對(duì)外提供在線檢測(cè)服務(wù)的高效液相色譜儀，應(yīng)對(duì)檢測(cè)設(shè)備提供足夠的物理保護(hù)和化學(xué)保護(hù)，通常采用安裝在線過(guò)濾器和保護(hù)柱的方式。高效液相色譜儀柱體的保住主要是通過(guò)保護(hù)柱完成的，在避免化學(xué)污染方面作用顯著，但是也存在明顯的不足，突出表現(xiàn)在保護(hù)柱在起作用的過(guò)程中，會(huì)影響柱效，該問(wèn)題在微柱使用時(shí)更為突出，普通的自動(dòng)填料保護(hù)柱常會(huì)產(chǎn)生較大的檢測(cè)偏差。

2.3 紫外檢測(cè)器使用注意事項(xiàng)

紫外檢測(cè)器的使用壽命與使用次數(shù)相關(guān)，為有效延長(zhǎng)紫外檢測(cè)器的使用時(shí)間，平時(shí)應(yīng)盡可能降低氖燈的使用次數(shù)，在柱平衡進(jìn)行50%以上后，打開檢測(cè)光源，也可在流通池中溶液連續(xù)流動(dòng)5～7分鐘后，打開光源。同時(shí)應(yīng)在檢測(cè)分析完成之后立刻關(guān)閉檢測(cè)光源。在日常管理和清潔工作中，應(yīng)做好地面的洗塵工作和檢測(cè)器周圍環(huán)境的清潔工作，防止檢測(cè)器因吸附大量的灰塵導(dǎo)致性能下降。如果發(fā)現(xiàn)檢測(cè)器由于內(nèi)部氣泡的出現(xiàn)而產(chǎn)生了檢測(cè)干擾，則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的定量分析，同時(shí)確保流動(dòng)相脫氣充分。現(xiàn)階段的高效液相色譜儀通常帶有自動(dòng)檢測(cè)氣泡的功能，如發(fā)現(xiàn)流動(dòng)相中含有氣泡，會(huì)進(jìn)行自檢和校正，并發(fā)出提醒。

2.4 樣品處理

需測(cè)定的樣品應(yīng)在流動(dòng)相中容易溶解，難以溶解的樣品，可能會(huì)在檢測(cè)過(guò)程中結(jié)晶析出，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確或者造成色譜柱的堵塞。除此之外，應(yīng)注意樣品中避免強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和鹽類物質(zhì)的存在，可使用預(yù)處理柱除去其中的極性較強(qiáng)物質(zhì)和不可逆吸附雜質(zhì)。

2.5 做好使用后的清潔工作

高效液相色譜儀在使用之后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的清潔工作，具體包括以下幾方面：（1）色譜柱的清洗。在使用高效液相色譜儀之前，應(yīng)對(duì)需檢測(cè)的樣品進(jìn)行充分的了解，并使用針對(duì)該樣品洗脫能力較強(qiáng)的流動(dòng)相來(lái)完成清洗工作。每一種特定的色譜柱，對(duì)應(yīng)的清洗方法略有不同，應(yīng)在清洗之前認(rèn)真閱讀清洗說(shuō)明。如使用硅膠柱進(jìn)行檢測(cè)和分析，則應(yīng)先使用甲醇清洗附著在柱體上的極性雜質(zhì)，在此基礎(chǔ)上使用正庚烷和二氯甲烷進(jìn)行活化，最后應(yīng)使用甲醇、氯仿、甲醇、水依次完成最終的清洗。（2）重視密封圈的清洗工作。高效液相色譜儀使用之后，應(yīng)對(duì)輸液泵密封圈進(jìn)行清洗，密封圈處是非揮發(fā)性緩沖劑殘留較多的地方。在設(shè)備關(guān)機(jī)之后，殘留在此處的溶劑仍有繼續(xù)揮發(fā)的可能，并在泵體內(nèi)表面形成沉積物和附著物，導(dǎo)致密封圈處的磨損，影響后續(xù)的使用。通常情況下，對(duì)于泵密封圈處的清洗，可在泵體后端的清洗口注入純水，直至液體清澈，無(wú)固相產(chǎn)生，則清洗工作完成。

3 高效液相色譜儀日常維護(hù)注意事項(xiàng)分析

3.1 高效液相色譜儀開機(jī)與關(guān)機(jī)

檢測(cè)人員在確定檢測(cè)環(huán)境滿足儀器要求后，應(yīng)首先打開穩(wěn)壓器，然后依次開啟高壓輸液泵、柱溫箱和檢測(cè)器，最后，上述設(shè)備開始自檢過(guò)程。自檢過(guò)程無(wú)異常情況，才能打開連接設(shè)備的電腦，啟動(dòng)檢測(cè)軟件開始測(cè)試工作。檢測(cè)工作完成后，上述設(shè)備的關(guān)閉順序與開啟順序正好相反。

3.2 高效液相色譜儀流動(dòng)相使用要求

在高效液相色譜儀檢測(cè)中，通常使用低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑或者緩沖溶液作為流動(dòng)相，為了保證高效液相色譜儀的檢測(cè)精度和使用壽命，檢測(cè)過(guò)程中使用的流動(dòng)相應(yīng)是色譜純級(jí)以上等級(jí)的，并在完成雜質(zhì)過(guò)濾、氣泡排除工作之后，封存于潔凈的流動(dòng)相貯存瓶中。在此基礎(chǔ)上分析流動(dòng)相的物理性能，（1）流動(dòng)相應(yīng)具備足夠的溶解能力，高溶解能力有助于提升檢測(cè)精密度。（2）同時(shí)要求流動(dòng)相黏度較小，具備較為適宜的柱壓降范圍。（3）流動(dòng)相沸點(diǎn)足夠低，能夠滿足樣品制備和分離的要求。（4）在進(jìn)行流動(dòng)相過(guò)濾工作時(shí)，建議使用045μm的水溶性濾膜完成過(guò)濾工作，有效去除其中的雜質(zhì)和微粒。（5）流動(dòng)項(xiàng)的脫氣要求。只有完成脫氣作業(yè)后才可將流動(dòng)相用于高效液相色譜儀的檢測(cè)中，含有氣泡的流相容易在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)基線穩(wěn)定性和泵的工作造成不利影響。（6）在使用堿液或酸性溶劑調(diào)節(jié)流動(dòng)相的酸堿值時(shí)，應(yīng)保持ph值范圍在2～7.5之間，同時(shí)調(diào)節(jié)用的水需為去離子水，配制時(shí)間不得超過(guò)兩天。（7）裝載流動(dòng)相使用的容器不得封死，避免內(nèi)外壓差不同導(dǎo)致流動(dòng)性體系內(nèi)部發(fā)生變化，同時(shí)應(yīng)注意流動(dòng)項(xiàng)的裝載流動(dòng)速度應(yīng)保持在3.0ml/min以內(nèi)。（8）為有效保護(hù)液相色譜儀，嚴(yán)禁使用氯仿、亞甲基氯和甲苯等溶劑;另一方面，為避免對(duì)于密封塞造成損壞，在使用乙醚、甲基環(huán)乙胺等物質(zhì)時(shí)，應(yīng)格外慎重。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為，以下的脫氣方法具有較好的使用效果，首先是在線真空脫氣法，該方法將真空脫氣裝置連接到儲(chǔ)液系統(tǒng)上，并結(jié)合膜過(guò)濾器在流動(dòng)相進(jìn)入輸液泵之前完成脫氣。在多元溶劑體系中使用該種方法，能取得最佳的使用效果。其次，使用超聲脫氣法。超聲脫氣法的原理在于將待檢測(cè)的流動(dòng)相置于水浴中，并通過(guò)超聲波作用，達(dá)到脫氣的效果。最后，抽真空脫氣法是在微型真空泵的作用下，去除流動(dòng)相中的氣體。通常情況下壓降需要接近0.05～008MPa，去除流動(dòng)相中的所有可溶氣。但是應(yīng)該注意到抽真空的過(guò)程會(huì)造成混合溶劑體系發(fā)生變化，這就要求使用多元溶劑體系的流動(dòng)相應(yīng)在完成脫氣，之后進(jìn)行混合，保證混合之后的體系不發(fā)生明顯變化。

3.3 泵的維護(hù)

如果檢測(cè)的流動(dòng)相中含有緩沖鹽，則應(yīng)在檢測(cè)工作完成后進(jìn)行清洗，避免含有緩沖鹽的流動(dòng)相長(zhǎng)時(shí)間在泵內(nèi)停留。清洗的方法分析如下：高效液相色譜儀完成分析工作后，首先使用純水沖洗泵，然后使用混合溶劑進(jìn)行清洗，常用的混合溶劑為水域甲醇的混合溶劑。對(duì)于緩沖鹽濃度較高的流動(dòng)相，在混合溶劑清洗之前，應(yīng)使用低濃度甲醇進(jìn)行沖洗，避免在后續(xù)操作中有機(jī)相體系中的鹽析出導(dǎo)致管道堵塞。當(dāng)泵內(nèi)壓力上限大于6000psi時(shí)，應(yīng)檢查泵體的過(guò)濾裝置并更換保護(hù)柱芯。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的分析，可以看到在液相色譜儀的管理和維護(hù)中，應(yīng)加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)，提升設(shè)備使用維護(hù)管理能力，應(yīng)配置專業(yè)化的管理人員和維護(hù)人員做好設(shè)備的登記使用。只有正確地使用并加強(qiáng)后期的維護(hù)，才能提升該設(shè)備的使用壽命，并保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后實(shí)驗(yàn)室主管部門應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)儀器設(shè)備的管理制度建立和完善，通過(guò)體系化規(guī)章化的管理制度，提升管理的科學(xué)性和有效性。

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作者簡(jiǎn)介：蘇亮（1990— ），男，漢族，江蘇連云港人，本科，初級(jí)工程師，助理工程師，研究方向：實(shí)驗(yàn)室儀器采購(gòu)、維修、維護(hù)、計(jì)量管理。