高效液相色谱柱修复方法探索

韩瑞苹

摘要：大量色谱柱报废、增加浪费，为节约检验成本，探索色谱柱修复方法，延长使用寿命。

【中图分类号】G644.5 【文献标识码】A 【文章编号】1673-9026（2021）11-01

一、概况

高效液相色谱是由高压泵、进样系统、色谱柱、检测器等组成的色谱系统。工作原理是：以液体为流动相，采用高压输液泵，将不同极性的溶液泵入装有固定相的色谱柱，在柱内分离后，进入检测器检测，分析样品。

二、课题选择，制定目标

液相色谱柱是高效液相色谱仪的核心，其性能直接影响分析结果。随着使用时间的增长，出现柱效降低、分离度下降、峰形脱尾前沿、畸化、柱压升高等，色谱柱达不到系统适应性要求，导致报废。

首先，为保证检测准确，降低成本，我们围绕“液相色谱柱的修复”进行了可行性分析。

一、公司号召：“节约成本，降低消耗”

二、部门方针目标：“节能挖潜，降低检验成本”

三、仪器分析室工作特点：色谱柱消耗成本可占科室材料成本60%，有大量废旧色谱柱，如能修复再利用，收益可观。

故“液相色谱柱的修复”工作顺应公司和部门工作要求，修复工作势在必行。

其次，为保证“液相色谱柱的修复”工作能顺利实施，进行了如下摸底调查：

第一、对科室现有废旧色谱柱种类与数量进行分类统计，其中，BDS柱2根，C18柱18根，苯基和腈基柱各1根。可见：废旧色谱柱以C18柱最多，确定C18柱作为修复的主要品种，其他品种用量小，价值待考察。

第二、对科室使用的C18柱价格、寿命进行调查，调查结果为：色谱柱均价3600元/支，平均寿命180天，平均检验660批，欲延长使用寿命，就要对其进行修复。

第三、对科室废旧C18柱报废原因进行调查，调查结果为：柱效低1根，峰型异常7根，分离度差3根，柱压高1根。

最后，将废旧色谱柱前后两端打开，观察对比填料，发现进口端表面填料变为黑色（正常填料为乳白色），并有不规则空穴（出口端正常）。

最终确定色谱柱报废的主要原因是：“柱前端填料污染”和“柱前空穴”，从这两方面分析原因、制定对策，确定色谱柱修复的最佳方法。

首先，在网上查阅资料，资料显示色谱柱修复是液相色谱分析的一项重要工作。手工修复能提高柱效能，且兄弟单位有修复经验，修复后使用寿命延长了90天到120天不等，可见能通过修复延长寿命。

其次，前期调查确定色谱柱报废主要原因是：“柱前端填料污染”和“柱前空穴”，故可通过去除被污染的填料、填充空穴来修复色谱柱。

最后，因有兄弟单位修复经验作参考;我单位首次开展修复工作;填料需从同种色谱柱中获取的现实，我们制定了保守、可行的目标：C18柱修复率达到80%，寿命延长90天。

三、探索方法，制定措施

目标确立后，我们从人员、修复工具、材料、方法等方面对修复色谱柱面临的问题进行分析，找出六个末端因素。人员方面：经验不足，不了解色谱柱修复知识;修复工具方面：缺少色谱柱修复工具;材料方面：被污染的色谱柱填料质量差、无填料处理手段、样品残留;修复方法方面：修复方法不确定待摸索。

为找出影响色谱柱修复的主要原因，针对上述六个因素逐一验证。第一、现色谱柱性能下降，不符合检验要求时，检验人员采取更换新色谱柱，80%以上岗位人员对色谱柱修复、填充知识不了解。故确定人员经验不足，不了解色谱柱修复知识是关键原因;第二、通过咨询和调查确定色谱柱修复、填充工具有：活口扳手、1ml注射器、专用平勺等，均为检验岗位维修常规工具，易获取。确定缺少色谱柱修复工具不是主要原因;第三、目前常用色谱柱为C18、C8、ODS2、苯基柱、氨基柱等，C18柱最多，填料为Hypersil或Diamonsil两个品牌，生产厂家正规，质量有保证。故填料质量差不是主要原因;第四、查阅资料确定填料处理方法为：将废旧色谱柱按类型、品牌、粒度等分类;将未污染的填料取出按品种、规格存储在干燥、洁净的小瓶中;再按色谱柱使用说明书中的保存方法处理填料。无填料处理手段也不是主要原因;第五、现检验样品大多属中等极性，在非极性柱中易流出，保留时间一般不超过10分钟，按SOP清洗色谱柱后不受样品的影响。所以样品残留不是主要原因;第六、我们在不同人员间开展填充实验，发现因个人方法不确定，色谱柱填充后效果差异很大，可见修复方法不同是关键原因。

最终确定关键原因为：人员经验不足，不了解色谱柱修复知识;修复方法不确定。针对关键原因制定对策，实施如下：

实施一、色谱柱修复、填充知识培训

1、查资料，编写色谱柱修复、填充知识培训材料。

2、对小组成员进行培训考核，培训合格率100%，达良好以上92.9%。

实施二、确定修复、填充方法

1、开启色谱柱：用活口扳手卸下色谱柱柱头，取出滤帽;

2、确定污染物移除手段：污染物主要集中在滤帽和柱头填料;首先，滤帽的清洁，滤帽污染会造成通路阻塞、柱压升高，将污染的滤帽置20%硝酸溶液内超声清洗5、10、15、20分钟后，再用超纯水超声约10分钟。复原色谱柱测定柱压變化。经大量实验确定滤帽清洗时间15分钟为佳;其次，柱头污染填料去除，将柱头被污染的填料用专用平勺分层移除（每层0.5mm），置白板上对比观察，将明显污染物去除，再继续移除2毫米为宜;

3、确定填料填充高度：将同种柱填料用甲醇湿润，用专用平勺分次填入柱中，填充高度为与柱头平齐、高出柱头1mm、高出柱头2mm。将填充的色谱柱复原，测试柱效，测试后打开色谱柱观察进口填料状态，确定填充高度高出柱头1mm为宜;

4、色谱柱复原：用滤纸擦干经超声处理的滤帽，装入柱中复原，纯甲醇作流动相，以低流速0.2-0.5ml/min冲洗1-2小时，检查紧固柱子;再用1.0ml/min流速冲洗1-2小时，再次检查紧固柱子。

修复效果考察，按筛选的方法修复色谱柱，在使用条件下测试，比较峰形、柱效、分离度等。结果为：柱效修复前1611，修复后4596，标准为2000;分离度修复前1.6，修复后3.4，标准为2.0。可见修复方法有效。

四、效果检查

一、确定了修复方法：滤帽清洗时间15分钟;去除明显污染填料，继续移除2毫米;填充高度高出柱头1mm。

二、完成课题目标：累计修复C18柱10根，修复率达83.3%，高于目标80.0%;经跟踪调查，修复的柱子性能稳定，能满足检验需要，各色谱柱使用寿命已延长超过5个月，高于课题目标90天的要求。

三、降低检验成本，经济效益可观

按修复柱子的数量和寿命计算，节约色谱柱购买资金如下：

节约资金=修复数量*延长寿命/平均寿命*平均价格

=10*172/180*3600

=34310.0元

五、总结与打算

为巩固已取得的成果，制定如下巩固措施：建立色谱柱修复SOP，并培训检验人员。依据C18柱修复经验，开展其他品牌色谱柱修复工作。