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相色谱仪的管理维护秘籍

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-09
核心提示:HPLC是上世纪六七十年代发展起来的新型分离分析技术,广泛应用在制药、化工、环境、食品等领域,各行业实验室均能看到大量HPLC身影。
   HPLC是上世纪六七十年代发展起来的新型分离分析技术,广泛应用在制药、化工、环境、食品等领域,各行业实验室均能看到大量HPLC身影。
 
  HPLC系统由脱气机(内置、外置)、泵、自动(手动)进样器、柱温箱(选配)、检测器、数据处理系统等模块构成。
 
  色谱相关理论在《学习液相,必须要知道的三大理论》中有介绍,这里就不赘述了。
 
  以下是老赵头个人经验总结,仅供参考,欢迎批评指正。
 
  HPLC管理篇
 
  1
 
  人员的培训与管理
 
  参与实验室管理的人员应对仪器足够了解,如有条件应参加厂商的高阶培训,熟练使用与维护仪器。凡申请使用仪器的人员应接受相关培训,对学过《仪器分析》课程的申用人可着重讲解使用中应注意的问题,对于未学过《仪器分析》课程的申用人可先在教学平台中学习相关课程,并接受强化培训后方可使用仪器,避免不熟悉仪器直接使用对仪器造成不可修复的破坏。
 
  2
 
  机器的管理
 
  针对每台仪器建立档案及标准操作规程SOP,每台HPLC档案需包括:品牌、产地、主体流路材质(兼容溶剂)、耐压范围、正相系统或反相系统(主要看泵密封圈材质)、客服电话、对应维修工程师及应用工程师的联系方式。保证出现问题时快速联系获取解决方案,将仪器的损害尽可能的降低。
 
  HPLC主体流路材质一般有不锈钢SST、钛Ti或MP35N(MP35N合金是一种无磁的镍钴铬钼合金),普通液相系统无特殊说明一般为不锈钢系统,钛或MP35N多用于BioHPLC系统中,比不锈钢系统更耐腐蚀,和更好的生物兼容性。
 
  针对每台仪器编写完整的操作规程,应涉及到电压、开关机顺序及注意事项,使用人在申用仪器时应注意仪器的情况,发现问题及时记录并上报。对仪器的使用和维护记录严格审核。
 
  3
 
  物料管理
 
  所有进入液相色谱系统的溶剂均应是色谱纯,样品应经过相应的前处理,确保样品的洁净度,不会堵塞和污染系统。使用的进样小瓶规格要与自动进样器匹配,瓶子隔垫要与样品溶剂兼容。如需过滤,应选择与溶剂兼容的滤膜材质,避免滤膜溶胀或反应等结果导致样品污染或系统堵塞等问题。
 
  4
 
  相关规定
 
  (1)仪器申用的规范化预约:有电子平台在电子平台上申请预约,没电子平台可制定手工或电子台账记录具体情况。
 
  (2)制定并严格执行实验室管理规定。
 
  (3)严格按照仪器SOP规定使用。
 
  (4)完善使用记录的书写,执行复核审查。
 
  (5)仪器的维护规程的制定与执行。
 
  5
 
  环境要求
 
  仪器使用环境应无尘,通风良好,温度保持在(15-30)℃,室内相对湿度应在5%-85%范围内,仪器应平稳的放在试验台上,周围无强烈机械振动和电磁干扰源。电压应符合响应厂商的安装使用要求。
 
  HPLC维护篇
 
  目前各厂商生产制造的液相色谱仪主要分两类,一类是一体机,另一类是模块化分体机。一体机体积小巧、安装、移机便捷;分体机维修方便,各有优势。对于这两类液相系统总体维护是相似的。
 
  1
 
  脱气机的维护
 
  为避免脱气机污染,应严格过滤并定期更新溶剂,定期润洗脱气机溶剂通道,对于走水相的通道这点非常重要。使用有机溶剂充分的润洗所有通道(使用干净的溶剂瓶),在使用水和乙腈或甲醇作为流动相时每周充分润洗脱气机通道一次。然而在色谱中反复出现鬼峰时,应及时调整润洗周期,并按下面的步骤进行相应的润洗。
 
  1、在泵出口安装背压管,并调整压力至200-300bar。
 
  2、用20%的硝酸在常规流速下冲洗1小时(使用新鲜的HPLC级水)。
 
  3、用HPLC级水润洗通道知道PH测试为中性。
 
  4、再用HPLC级乙腈在常规流速下润洗2小时。
 
  5、用干净的溶剂瓶装上新配置的流动相并与脱气机连接。
 
  6、安装新的溶剂过滤器。
 
  7、拆除背压管并重新按照要求连接系统。
 
  8、平衡系统。
 
  有些品牌的液相色谱仪只有反相脱气包,当使用正相系统时,要求短接脱气机。有些品牌亦有正相脱气包,使用时应注意,避免溶剂对脱气包材质造成不可逆的损坏。
 
  2
 
  溶剂吸滤头维护
 
  室温较高时,使用纯水相或有机相比例较低时,流动相应临用现配及时清洗吸滤头以防吸滤头堵塞。
 
  定期检查溶剂过滤头,尤其是水及相似溶剂作为流动相时,细菌等微生物及其代谢产物容易沉淀堵塞滤头。所以定期更换溶剂,并在清洁溶剂瓶后重新装入新的溶剂,必要时,更换新的溶剂滤头。
 
  3
 
  泵的维护
 
  泵的易损件主要为单向阀、过滤白头、柱塞杆、柱塞密封圈等,做好泵头的维护,反相系统使用缓冲盐时应使用seal wash清洗,如没有自动后密封清洗系统,可以手动清洗,当使用正相系统时选择适宜的溶剂清洗。
 
  应注意有些品牌的后密封清洗系统的溶剂瓶是循环的,有些品牌是非循环利用的,对于循环式的后密封清洗系统应定期更换储液瓶中的溶剂,避免溶剂中缓冲盐浓度过高起不到清洗的作用,以及溶剂瓶中滋生微生物。对于非循环的溶剂瓶除了定期更换溶剂外还应注意,不要让溶剂瓶中的溶剂跑空。
 
  如果要使用了高浓度盐类流动相(通常最大不超过1moL/L),在后密封清洗系统没有充分运行(大于5min)的情况下,严禁运行泵,否则将造成柱塞杆及柱塞密封的损坏。
 
  泵的部件中有peek(聚醚醚酮)材质组件,在使用氯仿,四氢呋喃THF,二甲基亚砜DMSO等溶剂时,peek材质的管线或其他部件会发生溶胀现象,建议更换耐受以上溶剂的不锈钢备件或钛或者MP35N等材质的备件。
 
  4
 
  Purge阀维护
 
  不要用工具来拧紧purge阀,过紧可能会损坏密封垫,并且必须在系统压力为0时的情况打开或者关闭purge阀。
 
  5
 
  在线过滤器
 
  purge中含有在线过滤器,当系统背压高时考虑更换新的在线过滤器滤芯。有些品牌是主动阀或者被动阀,需要更换阀中的过滤白头。
 
  通常情况下,泵的柱塞密封垫由极高分子量聚乙烯(UHMW-PE)材料制成。当使用氯仿、三氯代苯、二氯甲烷、四氢呋喃或甲苯做溶剂时会对UHMW-PE密封垫造成化学损伤。在使用四氯化碳、二乙醚、乙醚、二异丙醚、酮类、甲苯、甲基环已胺及氯苯时还可能发生化学反应。不同制造商的密封垫材质有不同,有些是PTFE材质的还有石墨的。
 
  6
 
  自动进样器的维护
 
  不同品牌的自动进样器结构有所差异,应详见厂商说明书做好维护。洗针液应定期更换,当使用内插管进样瓶时,应及时调整进样针高度,避免对硬件造成损伤,当出现进样体积重复性不好的情况时,排除仪器故障问题,由于进样瓶内负压造成的,对于高沸点难挥发的样品可选用欲开口进样隔垫。定期检查进样针位置,防止进样时扎偏损坏硬件。
 
  溶剂的选择:
 
  所有不锈钢、钛合金、及宝石PCTFE聚三氟氯乙烯、PTFE聚四氟乙烯、peek聚醚醚酮等材质制造的部件都长期浸泡在溶剂中。
 
  必须使用与管道材质匹配的标准试剂和缓冲盐溶液。特别注意类似高粘度、低沸点、有紫外吸收(UV-VIS检测器)、高折射率(RID检测器)及可挥发溶剂(脱气机),高浓度缓冲盐溶剂,通常最大不超过1moL/L,使用时应确认后密封清洗系统运行再正确的清洗溶剂上。
 
  自动进样器大致分为两类:不带温控的自动进样器和带温控的自动进样器。对于可进行温控的自动进样器要注意及时清理冷凝水,定期清洗样品盘避免进样针堵塞,针座漏液需要更换针座密封,针座堵了可以通过反冲的方式解决。进样阀如漏液需更换进样阀转子密封等组件。
 
  7
 
  柱温箱的维护
 
  一般没有需要特殊维护的地方。
 
  8
 
  检测器的维护
 
  检测器需要维护的部件主要是灯和流通池。定期检测灯能量,必要时更换灯。当结果谱图出现异常时确认是否是流通池污染导致的,及时清洗流通池。
 
  常见问题及解决方案
 
  1
 
  压力问题
 
  1、压力低
 
  (1)低粘度流动相
 
  解决办法:使用Kozeny-Carmen或类似方程计算预期压力
 
  (2)活塞密封垫泄漏
 
  解决办法:检查是否存在漏液现象,必要时更换相关部件
 
  (3)系统泄漏
 
  解决办法:检查是否有漏液,拧紧或更换相关漏液部件
 
  (4)系统中有气泡
 
  解决办法:确保溶剂瓶或溶剂管线经过完全灌洗,且purging阀完全关闭,脱气机正常工作。
 
  (5)溶剂过滤吸头、单向阀及管线等压力传感器之前的部件堵塞。
 
  解决办法:用分段排除法检查系统管路是否堵塞。
 
  (6)泵流速故障
 
  解决办法:用计量过的器皿判断泵流量是否准确,确认故障报修。
 
  2、压力高
 
  (1)高粘度流动相
 
  解决办法:使用Kozeny-Carmen或类似方程计算预期压力。
 
  (2)泵流速故障
 
  解决办法:用计量过的器皿判断泵流量是否准确,确认故障报修。
 
  (3)压力传感器之后的管路堵塞、检测器流通池、自动进样器进样针或针座堵塞。解决办法:用分段排除法确定堵塞的位置,冲洗(反冲)或更换相关部件。
 
  (4)保护柱或分析柱堵塞。
 
  解决办法:冲洗(反冲)或更换相保护柱或分析柱。
 
  3、压力波动
 
  (1)单向阀堵塞造成
 
  解决办法:超声清洗单向阀。
 
  (2)管路中有气泡
 
  解决办法:重新purge管路。
 
  2
 
  基线问题
 
  1、基线波动、基线漂移
 
  (1)系统未平衡
 
  解决办法:至少10倍柱体积平衡系统。注意室温是否稳定避免空调出风口直吹仪器。
 
  (2)流通池中有气泡
 
  解决办法:冲洗流通池。
 
  (3)保护柱被污染
 
  解决办法:更换保护柱。
 
  (4)检测器污染
 
  解决办法:按照厂商要求清洗流通池。
 
  (5)溶剂被污染
 
  解决办法:更换溶剂。
 
  (6)检测器灯能量低
 
  解决办法:更换相关灯。
 
  (7)梯度洗脱
 
  解决办法:使用纯度更高的溶剂或选择其他波长,如还存此情况属正常现象。
 
  (8)系统泄漏
 
  解决办法:检查泄漏位置,拧紧或更换泄漏处部件。
 
  (9)温度波动
 
  解决办法:使用柱温箱,如条件要求苛刻可使用柱前加热模块及柱后冷却模块。控制室温,避免空调出风口直吹仪器。
 
  (10)色谱柱污染
 
  解决办法:更换保护柱必要时更换分析柱。
 
  (11)泵未适当混合溶剂
 
  解决办法:在梯度洗脱时如仪器为低压系统确保比例阀正常工作,如仪器时高压系统确保泵流速精准混合器正常工作。
 
  (12)溶剂过滤器堵塞
 
  解决办法:超声(浸泡)清洗溶剂过滤器,应注意材质是否可以超声。
 
  3
 
  峰形问题
 
  1、峰展宽
 
  (1)  系统未平衡
 
  解决办法:用至少10倍柱体积平衡系统。
 
  (2)  进样溶剂过强
 
  解决办法:确保进样溶剂强度与流动相强度相当或更弱。
 
  (3)  进样体积过高
 
  解决办法:减少进样体积。
 
  (4)  柱外体积过高
 
  解决办法:减小样品浓度。
 
  (5)  温度波动
 
  解决办法:使用柱温箱。
 
  (6)  保护柱污染或失效
 
  解决办法:更换新的保护柱。
 
  (7)  分析柱污染或失效
 
  解决办法:冲洗色谱柱必要时更换色谱柱。
 
  (8)  柱外体积过大样品扩散
 
  解决办法:减小柱外体积。
 
  2、双峰
 
  (1)色谱柱过旧,色谱柱填料有塌陷,柱校低
 
  解决办法:更换色谱柱。
 
  (2)色谱柱污染
 
  解决办法:冲洗色谱柱。
 
  3、倒峰
 
  (1)溶剂被污染或进样溶剂紫外吸收比流动相低
 
  解决办法:更换新配置的溶剂,第二种情况可以忽略。
 
  (2)检测器信号正负极设置反了,此时峰全部为负
 
  解决办法:更改检测器设置。
 
  (3)RI检测器未平衡
 
  解决办法:按厂商要求平衡系统。
 
  4、平头峰
 
  (1)检测器过载
 
  解决办法:减小样品浓度。
 
  (2)检测器设置
 
  解决办法:检查检测器衰减并重新校零。
 
  5、峰拖尾
 
  (1)保护柱过旧
 
  解决办法:更换保护柱。
 
  (2)色谱柱过载
 
  解决办法:减小进样体积或减小进样浓度。
 
  (3)色谱柱柱校低
 
  解决办法:更换色谱柱,对于有极性基团容易与流动相产生氢键易拖尾的化合物,可选择双重封端的色谱柱,或在不影响分析结果的情况下,加入扫尾剂,改善峰型。
 
  (4)色谱柱污染
 
  解决办法:冲洗甚至更换色谱柱。
 
  6、峰前沿
 
  (1)溶剂效应
 
  解决办法:更换进样溶剂确保进样溶剂强度与流动相相当或更弱。
 
  (2)色谱柱过载
 
  解决办法:减小进样体积或浓度。
 
  7、峰面积重现性不好
 
  (1)峰面积减小,样品降解
 
  解决办法:新配置样品,对温度敏感的生物样品应使用可控温的自动进样器。
 
  (2)峰面积过小,样品浓度过低,
 
  解决办法:增大样品浓度。
 
  (3)检测器设置
 
  解决办法:选择合适的检测波长。
 
  (4)进样量错误
 
  解决办法:检查调整进样针高度确保进样量准确,计量泵正常工作。
 
  (5)样品粘度太大
 
  解决办法:延长注射器的吸液时间。
 
  (6)检测器灯能量低
 
  解决办法:更换灯。
 
  8、鬼峰
 
  (1)系统中存在污染
 
  解决办法:排查溶剂、流动相、分析柱、保护柱、检测器、自动进样器、管路等,冲洗或更换被污染的试剂或原件。
 
  9、保留时间漂移
 
  (1)系统未平衡好
 
  解决办法:延长平衡时间。
 
  (2)系统漏液
 
  解决办法:检查漏液位置,拧紧或更换接头或管线。
 
  (3)温度波动
 
  解决办法:使用柱温箱,控制室温,避免空调直吹仪器。
 
  (4)泵流量有误差
 
  解决办法:联系报修。
 
  (5)比例阀或混合器故障
 
  解决办法:联系报修。
 
  HPLC是我们工作中重要的仪器之一,俗话说知己知彼百战不殆,我们充分了解了partner才能工作的更顺利,事半功倍。
 
 
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