试论离子色谱仪在高海拔地区的日常维护与故障排除

2023-05-14朱红蓉德吉维色

西藏科技 2023年10期

朱红蓉德吉维色

西藏自治区水文水资源勘测局，西藏拉萨 850000

离子色谱［1］（Ion Chromatographs，简称IC）自70 年代问世以来发展迅速，作为一种新的分析技术，因其一次性能够测定多组元素物质而得到了广泛的应用。离子色谱仪主要由淋洗液输送系统、进样系统、分离柱、抑制器、检测器及数据处理系统六大部分组成［2-4］。工作原理为基于离子交换树脂上可离解与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间，进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。本文主要针对瑞士万通861离子色谱仪在高海拔地区工作中的日常维护与故障排除进行探讨，供大家参考。

1 METROHM 861 IC的日常使用与维护

仪器启动：首先，接通仪器电源。压紧蠕动泵管，检查淋洗液、超纯水、再生液等工作液体是否充足，废液瓶是否倾空。再打开计算机IC METROHM 工作站，启动软件测量基线。实验仪器测量基线是检测组分的关键。因此，在测定基线时每10～15 分钟手动切换一次化学抑制柱，同时要检查3 条废液管路是否有液体流出。如测试管路无液体流出，要检查那条管路出现堵塞，并及时排除故障。等待基线趋于平稳成一条直线，才可以测试分析。

淋洗液的选择：任妍冰［5］等认为离子色谱分析中细菌生长会对色谱行为产生明显的负面影响，会损坏分析柱。因而为了防止细菌的繁衍，要使用新制备的超纯水配制淋洗液。如果淋洗液小于200ml要及时配制新液体予以补充，绝对不能在没有淋洗液的情况下开机运行。

再生液的制备与选择：再生液的作用是辅助仪器来降低流动相背景的物质，用于清洗离子交换柱以去除杂质和恢复交换位点的活性，从而保持色谱柱的分离效果和性能。瑞士万通861 离子色谱仪使用5:1000 的稀硫酸作为再生液，硫酸溶液最好选用优级纯，最次也应是分析纯。

色谱柱的保养：色谱柱的主要任务是分离样品中的各种离子，是离子色谱核心部件之一，因而色谱柱的保养尤其重要。一是在测定样品时，一定要经过预处理，严格控制进样量。二是避免使用高浓度的溶剂作为流动相。三是分析工作结束后，一定要冲洗管路30 分钟以上，以稀释测试管路中残留的高浓度物质。四是若色谱分析柱长期不使用，一定要用纯净水冲洗干净，并取下将两端使用专用密封塞堵塞，放入冰箱保存。短时间不用需要每周至少启动基线润洗1～2次。

2 常见故障分析

2.1 背景电导出现异常

正常情况下测试管路润洗时，应该每15分钟左右要切换基线一次，基线切换时会出现负峰现象，随后逐渐趋于平稳。测试仪器关闭后再启动基线润洗管路时，出现高电导值，存在以下几种情况：

2.1.1 淋洗液基体存在高导电物质。若电导值偏高且居高不下，首先考虑淋洗液基体中是否有高导电物质，如配制时所用药品是否为配制所需的纯度或超纯水是否合格等。因此，在启动基线时，一定要注意基线的电导值的高低。如遇到这样的情况时，必须要马上关闭硬件，停止走基线，关掉软件，立刻重新配制并更换淋洗液，并使用大量的超纯水去润洗测试管路，直到背景电导值降下来为止。否则，会对色谱柱造成损坏。

2.1.2 色谱柱中吸附了高导电物质。如果测试过高浓度的样品后，管路未润洗干净时也会遇到电导值偏高现象。这时要先用超纯水反复多次润洗管路，直到电导值降下来。当然有时蠕动泵没有压紧或忘记压紧，电导值也会出现偏高现象。

2.1.3 无压力或压力偏低，淋洗液、再生液管路没有流动相流出。若遇到管路没有液体流出，首先考虑仪器测试系统是否可能渗漏液体。有可能测试管路接头处松动、磨损等都可能引起漏液。因此，一定要仔细检测管路，拧紧各个管路接头，但要记住管路接头切不可拧的过紧，否则会磨损；若发现接头有损坏，应立即更换相匹配的接头以解决漏液的问题。其次，检测完测试管路，淋洗液、再生液仍无流动相流出。还有可能是管内存在大量气泡，需要在再生液废液管端用针管将流路内的气泡抽出，直到见到管内无气泡，有连续液体流出为止。第三，就是仪器测试泵内的气泡未排干净，存在大量气体。打开排气阀使泵运转，将气泡排尽后再测试样品。

2.2 压力指示过高

一是色谱柱进口处滤膜有可能堵塞。应立刻更换滤膜，将色谱柱反接润洗干净直到通畅为止，并多停留一段时间，再正向接好。二是泵的单向阀出现堵塞。将单向阀旋拧取下放置装有50mL 左右乙醇或丙酮溶液的烧杯中浸泡，并使用超声波隔水超波30分钟后，用超纯水润洗干净，再重新装好，且记不可装反，否则流动相不能流动通过。

2.3 离子间分离度不好

在测试过程中发现离子间分离度不够好，出现平峰、分叉峰、出峰过早或滞后等。一是淋洗液浓度碳酸钠与碳酸氢钠的配比不好，会影响各离子间的分离度，应严格遵循配比率。二是测试样品浓度过高。因此在对未知样品进行测试时，一定要对其进行稀释后，再进行测定。三是色谱柱有可能老化，需要更换新的色谱柱。

2.4 分析重现性差

首先，要考虑到化学试剂与超纯水的质量。如所需化学试剂中氯离子含量是否偏高，如果试剂中的氯离子含量过高，会造成样品低浓度的氯离子含量分析误差增大。超纯水是否是最新配制，因为超纯水取水后，会受到杂质、微生物等的污染。再者是所测定的样品浓度最好不要超过所配工作曲线之范围，因而要对未知样品按经验进行稀释，尽量将浓度控制在工作曲线范围之内。

3 注意事项

样品一定要进行预处理。测试任何样品前需要测定pH 值，首先使用一般性的滤纸过滤去除颗粒物和有机物，再使用经0.22 微米滤膜过滤后测试样品。样品预处理的目的是为了去除溶液中存在的有机杂质和微小颗粒物，以防止色谱柱被微小颗粒堵塞，损坏色谱柱。离子色谱法的灵敏度较高，一般测试未知浓度的水样时，最好先对样品进行稀释后再进样测试，但处理后的水样中待测组分的含量不得低于检测器的最低检出限。尤其注意样品之间不要交叉污染，再移取下一测试样品前需要用原水样清洗针管2-3次。切忌样品中不要含酸，否则会损坏色谱柱。

超纯水的制备。一定要使用电阻＞18兆欧，细菌＜1CFU/mL,总有机碳＜5ppb，新制且不超过24h的超纯水配标准溶液、淋洗液和再生液等。超纯水一定要使用纯水机制备，不得用二蒸水代替。

淋洗液与再生液一定要抽滤，排空测试管路汽泡淋洗液和再生液配制后，使用前一定要用规格Φ 50，0.45μm 水相滤膜抽滤，目的是去除液体中的微小颗粒物和气泡。抽滤完后应及时把滤膜从抽滤瓶取下来，以免沾连。淋洗液与再生液更换后,上机操作前一定要先排空测试管路中气泡,再让淋洗液通过色谱柱。

干燥剂的填充。由于淋洗液用碳酸钠与碳酸氢钠按比例配制而成，在存放过程中易吸收空气中的二氧化碳和水，会稀释淋洗液浓度，分析时会影响所测离子保留时间的改变和基线的稳定性，给测定结果带来误差［6］。因此，为预防空气中二氧化碳与水进入到淋洗液中，配制好的淋洗液不宜久放，最好根据用量临时现配。同时，在淋洗液瓶口的玻璃弯管中选用颗粒碱石灰做为填充干燥剂，切记勿使用粉末，且干燥管两端要用脱脂棉予以封堵。尤其注意的是干燥管中的碱石灰不要装的太满，半管即可，以防涨爆，且半年更换一次。

校正曲线的线性关系是分析测量方法的重要参数。在更换淋洗液、再生液后，或连续分析样品后，要使用新配制标准样品对已配制的标准工作曲线进行校准。如果出现所测离子响应值或保留时间之间出现±10%误差，则应重新配制工作曲线。如果化学抑制的校正曲线稍微偏离直线关系，这种情况下，校正值尽量与样品含量接近，以便结果尽量准确。否则，会使校正线性范围多达几个数量组。制备的标准曲线溶液的浓度不能超出检测器响应的线性范围，最好配制在线性范围内的中间部分。进行梯度稀释时，要使用经过校正和检定合格的移液管和容量瓶等。从冰箱取出标准物质后，需要静置到室温后再进行配制或稀释，以减少过程误差。

务必要防止在进样过程中气泡进入系统，导致系统压力上升，影响各离子间的分离效果。更换淋洗液、再生液时，一定要排空气泡，因为气泡进入后不仅影响树脂和样品中离子的交换，还会影响到基线的稳定性。而且校正曲线也必须重新测定否则将影响到出峰时间。

启动测试程序润洗管路1 小时，待基线趋于平稳后，才能进行样品测试。同样每次样品测试结束后，应继续运行基线测试程序润洗管路30分钟左右，再按程序关闭仪器。尤其注意的是测试完高浓度值的样品后，切记一定要润洗测试管路1小时以上，并手动多次切换基线。高海拔地区由于早晚温差大，因此启动测试基线润洗管路时，夏季大约30 分钟即可，冬季则需要相应地将时间延长大约30～60 分钟，以确保基线稳定。

注意器皿的清洁，最好做到专物专用，防止交叉污染，干扰测定。未经允许，不得随意移动仪器，或把药品和资料等带离实验室。常用的玻璃器皿，清洗干净后，用超纯水浸泡2次以上，取出晾干再用。