液相色谱仪计量检定中的技术问题与对策探讨

2024-07-02 18:39胡锦灵蔡玉剑
大众科学 2024年1期
关键词:计量检定技术问题液相色谱仪

胡锦灵 蔡玉剑

摘 要: 随着我国工业、农业、化工、医药、科技等行业的快速发展,实验室对液相色谱仪的需求量不断增加。此仪器在使用较长时间后,会出现各种问题,影响所测数据的准确性,需要定期对其进行计量检定。在检定的过程中存在一些技术问题,影响检定的正常进行。探讨液相色谱仪计量检定中的技术问题与对策,以供同行参考借鉴。

关键词: 液相色谱仪 计量检定 技术问题 对策

中图分类号: TH833文献标识码: A文章编号: 1679-3567(2024)01-0024-03

液相色谱仪(HPLC)是分析实验室常用的测试仪器之一,随着我国工业、农业、化工、医药、食品、环保科技等行业的快速发展,其应用的领域也越来越广泛,实验室对液相色谱仪的需求量也不断增加。此仪器在使用较长的时间后,会出现各种问题,影响所测数据的准确性[1] 。因此,需要定期对其进行计量检定。在检定的过程中,会遇到一些常见的技术问题,影响了检定的正常进行。对此,笔者对这些技术问题及其对策进行归纳汇总,以供同行参考,确保检定的顺利开展。

1 液相色谱仪概述

液相色谱法是一种新型分析、分离技术,拥有高分析效率、高灵敏度的特点,在食品检测、生物制药、化妆品检测等领域得到了广泛应用。液相色谱法需要在液相色谱仪上进行,由于液相色谱仪采用的检测器属于非破坏性的,样品在被液相色谱仪分析之后,通常情况下,可以除去流动相,可以回收珍贵的样品。同时,液相色谱仪不但检测灵敏度好,分离效能高,而且选择性好,分析速度快,因此它的应用领域不断扩大,在工业、农业、化工、医药、食品、石油、生物、化学、环保、科研等行业和领域广泛应用。

液相色谱仪使用前,为了确保检测结果的精密度高,准确可靠,做好液相色谱仪的计量检定至关重要,其目的是保证仪器处于正常运行的状态。检定合格后,可以放心使用。液相色谱仪一般由计量部门检定,这种大型仪器国家规定两年检定一次,按液相检定规程操作,采萘标准溶液,先要调节检测器的灵敏度。流速的检定,在《液相色谱仪检定规程》(JJG 705—2014)中规定,使用容量瓶收集后,再用电子天平称重进行计量;波长准确度的检定,根据现在使用版本的检定规程,紫外检测器使用紫外分光光度计溶液进行检定。如果当地计量部门不能检定,应联系外地计量部门进行检定,否则一旦上级主管部门发现问题,会作为不符合项要求整改。对于大型的仪器设备,一般检测人员要做维护、保养和期间的核查工作,对于不能检定的,要进行校验,一年或半年校验一次。

实验室内部仪器校准中,液相色谱仪的准确度试验,又叫做回收率试验,含量和杂质试验都需要做。操作方法是低浓度3个、中浓度3个、高浓度3个。如含量测定,就是80%浓度样品3个、100%浓度样品3个、120%浓度样品3个。如果是外标的话,另外再做对照品。结果是回收率,也就是测得量/加入量×100%。

精密度试验包括重复性、中间精密度和重现性试验。重复性就是100%浓度的样品,直接是样品平行配置6个。中间精密度试验,需要换时间、换实验员、换仪器,结果是6个结果之间的RSD%。准确度试验考察的是一个浓度范围内,样品测定结果的准确度,而精密度试验考察的是同一个浓度的数据平行性。

液相色谱仪是一种极高精度的测量分析仪器,在实际进行检定工作的过程中,检定人员应依照具体的操作规范和要求,正确开展检定工作,避免因为操作不规范引起仪器损坏或检定结果失准的现象。同时,还应根据检定目标的差异,使用最为适合的检定方法及手段,还要注意检定的细节,对相关的注意事项进行全面分析,实现对检定环节的深入控制,使检定结果客观、真实地反映出液相色谱仪的实际情况。检定工作完成后,检定人员要对相应的数据信息,进行细致、准确的收集,并按照公式进行计算,并特别注意数据的单位换算问题,以避免计算错误,确保检定结果的准确性和可靠性。

2 液相色谱仪计量检定中的技术问题与对策

2.1 存在气泡

2.1.1 出现气泡的原因

对液相色谱仪进行计量检定时,如果其中存在气泡,会导致仪器的灵敏度降低。出现气泡的原因主要有以下3种:

(1)在流动相溶液中,进入了空气;

(2)液相色谱仪流路中残存一些空气,没有被排干净;

(3)注入样品时操作不规范,导致空气进入。

2.1.2 对策

为了避免气泡的出现,检定人员对液相色谱仪进行计量检定时,首先对流动相要严格进行脱气处理;其次,在液相色谱仪开始工作前,利用注射器,对流路中存在的空气,彻底排除干净;最后,在注入样品时,要严格按照规范操作,避免混进去空气。

2.2 基线噪声大

2.2.1 引发基线噪声大的原因

引发基线噪声大的原因主要有以下4种:

(1)使用了低纯度溶剂,或者流动相受污染;

(2)检测器流通池,流动相内有气泡;

(3)通过检测池的能量不足;

(4)波长设定过短。

2.2.2 对策

对此,检定人员应当取用纯度更高的溶剂,并检查样品池中的情况,一旦发现污染,应及时清洗样品池。如果样品池污染严重,检定人员可拆开样品池,将透镜进行超声清洗。

此外,空气中漂浮的灰尘等,也会导致基线噪声大,因此,在对液相色谱仪进行计量检定的过程中,要注意保持室内清洁。

2.3 进样后没有出现色谱峰

进样后,如果液相色谱仪没有色谱峰,首先,要对检测器、色谱仪泵进行检查,如果检测器、色谱仪泵已经打开,检查废液管是否有废液流出,如果有废液流出,检查流速快慢,是否正常。如果废液管中流出的废液流量非常小,甚至没有废液流出,那么,导致进样后没有出现色谱峰的原因,一般有两种:一是流路内有气泡;二是过滤器堵塞。对于流路内有气泡的情况,检定人员要断开色谱柱,并以5 mL/min的流量,对管路进行冲洗,以将气泡冲洗出来。对于过滤器堵塞的情况,可将过滤器放入5%硝酸溶液中浸泡,采用超声清洗5 min左右即可[2]。

2.4 压力和流量不稳

压力和流量不稳的原因有以下3种:

(1)存在气泡,检定人员要进行排除;

(2)单向阀内存在杂物,对此,检定人员可以卸下单向阀,将其浸入丙酮内,进行超声清洗;

(3)砂滤棒内存在气泡,或存在微生物,造成砂滤棒堵塞。对此,可卸下砂滤棒,将其浸入到流动相内,进行超声除气泡,或将砂滤棒浸入稀酸内,除去里面的微生物,然后,再进行清洗。

为避免压力过高,检定人员可采用流动相过滤、样品过滤等方法,滤掉溶剂和样品中的微小颗粒与细菌,以避免色谱柱、流路的堵塞[3]。而压力波动,则是由宝石球沾在球座上、宝石球或球座受污染,所导致的密封差。此时,检定人员可选择合适的器械,将连接入口的单向阀顶开,并进行清洗。

2.5 色谱峰分叉

色谱峰分叉的原因主要有以下几方面。

2.5.1 色谱柱的问题

溶解样品的溶剂太强、色谱柱柱头污染或部分堵塞、分离效果差、柱填料老化塌陷等现象,都有可能导致色谱柱出现问题。

解决方法如下:找一点标准品萘溶液,走一针比对柱子的说明书看峰位峰形,如果和说明书上的图差异很大,则需要更换色谱柱;如果色谱峰分叉是由于色谱柱柱头污染引起的,需要对色谱柱进行冲洗,使用比流动相更强的溶剂,来冲洗色谱柱。

2.5.2 样品进样量太浓、标品不纯、柱头塌陷等问题

样品进样量太大太浓,则需要稀释;标品不纯或样品分离效果不好,里边裹峰或者流动项被污染。柱头塌陷或柱内填料流失,导致了死体积和柱内空隙;或者连接柱子时选用的peek头不配套:色谱柱虽能固定住,但管线与柱头仍有一定空间,涡流导致峰前延或分叉。对此,换个配套的peek头后,重新接色谱柱即可。

2.5.3 流动相配制的问题

流动相配制可能会出现问题,例如:配制的时间比较久;用流动相当溶剂去溶解样品,单用有机溶剂溶样也会出现分岔峰。可以重配一次或配制不同比例的流动相即可。也可以换一下溶剂,换成流动相,或者调整一下流动相的比例,尽量让流动相中乙腈所占的比例与溶剂中所占的比例接近。之前的检定工作中也出现过色谱峰分叉问题,色谱柱也没换过,梯度用流动相(乙腈∶水∶60∶40)从0、0.1、0.3、0.5、0.7、1各隔5 min梯度上升走过一遍,即可解决问题。

2.6 泵漏液

液相色谱仪的泵漏液,有柱塞密封垫磨损漏液与清洗垫磨损漏液两种情况。手动进样器的漏液,通常是由转子密封垫出现磨损,而引起漏液;检测器的漏液,大多是由于流通池堵塞,引起漏液,而柱子接头处的漏液,通常是由于接头出现磨损,进而松动,出现不匹配等情况引起的漏液[4]。为预防、解决泵漏液的这一类问题,液相色谱仪的操作人员,应每两年便更换仪器相应的部件。

在液相色谱仪实际检定的过程中,特别是在检定色谱柱的柱箱温度时,基本都是应用恒温操作的方式完成,这就需完全依照规范和要求操作,控制好实验温度变化,避免影响恒温操作效果[5]。温度控制区域一般不能超过3℃,如果使用示差折光率检测器,更要严格控制好温度,使温度变化区域控制在2 ℃以内。此外,液相色谱仪检定的过程中,环境的湿度控制也是非常重要的方面,整体的空气湿度应控制在20%~85%之间,以避免由于环境因素影响过大,而使最终的检定结果出现较大的误差。

需要注意的是,液相色谱仪作为一种高精密度的仪器,要确保仪器的精准度,做好日常的维护、保养,就显得至关重要 。细节决定成败,要重视保养细节,例如:流动相的过滤、溶剂过滤头、泵密封垫、脱气、系统管路等,每次使用过后,都要坚持认真清洗,否则,易导致色谱柱堵塞、色谱峰异常等故障,影响液相色谱仪的正常使用[6]。在进行计量检定工作过程中,检定人员要注意检定的细节和知识的积累,及时记录检定工作中遇到的各种技术问题,并归纳整理,总结经验,有助于以后仪器检定工作的顺利开展。

3 结语

综上所述,液相色谱仪检定时会遇到很多技术问题,检定人员要采取相应的对策将其解决。随着液相色谱技术的不断进步,液相色谱仪朝着自动化、智能化的方向发展,技术更先进,灵敏度更高,分析时间更短,分类速度更快,对此,检定技术也要与时俱进,不断发展进步,以确保更先进仪器检定结果的准确性和可靠性。

参考文献

[1]杨莺.高效液相色谱仪检测的影响因素及解决方法[J].化学工程与装备,2022(1):206-207,222.

[2]黄宁,王婷.浅谈液相色谱仪计量检定中常见问题分析及仪器日常维护[J].中国检验检测,2022,30(2): 59-60,75.

[3]郁蕉竹,王韵,周长民,等.高效液相色谱仪的使用与故障分析[J].品牌与标准化,2022(3):72-74.

[4]仝慧.高效液相色谱仪的故障分析及解决办法[J].山东化工,2020,49(12):88-89,91.

[5]周婕,邱旸,罗明.液相色谱仪检定中的问题及建议[J].上海计量测试,2023(4):36-38,42.

[6]柴梅梅.浅谈高效液相色谱仪日常维护经验[J].食品安全导刊,2020(27):174.

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