浅析检定液相色谱仪应注意的问题

2023-07-26韩学东田忠旺

品牌与标准化 2023年3期

韩学东田忠旺

【摘要】液相色谱仪是一种广泛应用于化学分析领域的计量仪器。通过对液相色谱仪的检定，可以确保分析结果的准确性和可靠性。但是计量检定人员在检定液相色谱仪时，经常会遇到与仪器计量性能相关的很多问题，这会导致无法满足检定规程的要求。笔者依据JJG 705—2014《液相色谱仪》检定规程，结合实际检定工作，总结出了检定液相色谱仪时应注意的问题，帮助相关人员更好地操作和检定该仪器，为化学研究和应用提供有力支持。

【关键词】液相色谱仪；检定；注意事项；故障

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.051

The Problems Should be Paid Attention to in the Verification of Liquid Chromatographs

HAN Xuedong，TIAN Zhongwang

（Heze Institute of Product Inspection and Testing，Heze 274000，China）

Abstract：The liquid chromatograph is a widely used measuring instrument in the field of chemical analysis. Calibration of the liquid chromatograph ensures the accuracy and reliability of the analytical results. However，metrology personnel often encounter many problems related to the metrological performance of the instrument when calibrating the liquid chromatograph，which can lead to the inability to meet the requirements of the calibration procedures. Based on the calibration regulations of JJG 705—2014 Liquid Chromatographs and combined with actual calibration work，the author summarizes the issues that should be paid attention to when calibrating the liquid chromatograph，to help relevant personnel operate and calibrate the instrument better，and provide strong support for chemical research and application.

Key words：liquid chromatographs；verification；matters needing attention；fault

液相色譜仪是化学分析中常用的仪器之一。液相色谱仪的应用范围非常广泛，可以用于生物样品、环境样品、食品样品等多种样品的分析。检定是确保液相色谱仪测量准确性的重要保障。在对液相色谱仪检定过程中应注意仪器的类型、使用环境、试剂选择、维护等问题，此外，还应注意试剂的稳定性、浓度，以及仪器的温度和压力等因素的影响。为了确保测量数据的准确性，建议遵循相关操作规程定期检定仪器。总的来说，通过正确地检定液相色谱仪，可以保证仪器的稳定性和准确性，为化学分析提供可靠的数据。

1液相色谱仪的工作原理

液相色谱仪是由储液器、高压泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等部分构成。其运作原理为：储液器中装有的流动相通过高压泵压进系统，形成样品溶液，而后这些溶液再借助进样器的运输进入流动相，被流动相运往下一个结构——色谱柱。这个过程中存在样品溶液的各组分在两相中分配系数并不一样，所以样品溶液在两相中做相对运动时，还需要经过不停地重复吸附和解吸，进而导致这些组分因为移动速度的差异，而可能产生较大的差别，这样就可以顺利地使其分离成单个组分，然后再分别从柱内流出。而检测器的作用是将样品浓度转换成电信号，然后快速传送到记录仪，将这些数据以图解或者表格的形式打印出来，便于更加直观地分析。

2液相色谱仪检定中的注意事项

2.1泵流量检定中的注意事项

在对泵耐压、流量稳定性、泵流量设定值误差这几个指标进行检定时，一般采用100%的甲醇作为流动相。由于100%甲醇有一定的挥发性，所以必须对实验的时间和速度进行良好把控。与设定值相比，若实际流速较低，则需要对过滤头、单向阀进行清洗或更换；一旦流速偏高，就要对压缩补偿调节和流速补偿进行检查，看其是否有效。

2.2柱温箱检定中的注意事项

根据JJG 705—2014《液相色谱仪》检定规程，在柱温箱内放置数字温度计的探头，确保探头和色谱柱的位置相同，并选择35℃和45℃分别进行检定（也可按照用户使用的温度设置），每隔10分钟测量一次，一共测量7次。7次的平均值与设定值的差值即为柱温箱设定值误差。7次的最大值与最小值之差为稳定性。

一般情况下，检定员为了检定方便，不是每隔10分钟测量一次，很多时候在1～2分钟就开始进行测量。此时色谱柱内的温度波动性很大，很容易出现柱温箱温度设定值误差和柱温箱温度稳定性超差。同时要注意的是数字温度计的探头与色谱柱的位置应相同，若不在相同的位置，也会导致测量结果不准确。

2.3基线噪声和基线漂移检定中的注意事项

在对漂移和噪声进行检定时，避免检测器中有标准物质通过，并保证流动相只有100%的甲醇，必须保证仪器中除了甲醇不能有其他物质流动相。再有就是一定选用C18的柱子，设定紫外检测器的波长为254 nm，同时检定员一定要对单位换算严格考虑，不要出现单位上的差错而影响检定结果。

2.4最小检测浓度检定中的注意事项

最小检测浓度的检定采用和基线噪声检定相同的条件，在对最小检测浓度进行检定时，可将10～20μL的质量浓度为1.00×10-7g/mL的萘-甲醇溶液注入进样系统中，并遵循一定的操作步骤对色谱图进行严格记录，并按照公式CL=2NdcV/ 20H计算出最小检测浓度。

最小检测浓度检定结果会受到很多因素影响，如进样量、检定人员对规程的理解程度、操作人员的熟练程度、标准物质的选择、不确定度等因素，这样会在一定程度上增加检定难度。所以检定人员在对液相色谱仪进行检定和操作时，需要选择合适的检定方法，在发现问题时要及时解决，降低在检定液相色谱仪中出现的不确定因素，从而使检定结果更加准确可靠。

3系统故障的处理方法

3.1基线漂移的问题

在机器初始启动的时候，基线会存在漂移的问题，如果需要加快机器恢复的速度，可以加入一些缓冲溶液或者缓冲盐，使机器恢复平稳状态的时间更快。一般我们在实验过程中，如果发现基线漂移，不能满足检定规程的要求，会考虑以下几类问题及处理方法：

首先，柱温存在波动的问题。解决柱温波动问题很简单，只要恰到好处地掌控柱子和流动相的温度即可，并且及时留意是否为外界温度对其产生了不良影响。其次，如果流通池出现污染或者掺杂了气体，就需要使用甲醇或其他强极性溶剂仔细冲洗流通池，甚至可以用0.1 mol/L的硝酸进行处理。

比较常见的原因还有紫外灯的影响，或者流动相的不良变化、变质，也有可能存在一些质量不好的溶液配制而导致问题。如果是这种情况，建议排查流动相的结构，或者使用一些质量较高的溶液，进而使样品中残留的顽固物质溶解成馒头峰样，从而更容易被洗脱出来。必要的时候还可以引入保护柱，并且要注意在分析过程中，定期冲洗柱子。还有一种可能就是检测器没有设定在最大吸收波长处。

3.2柱压的问题

柱压的问题涉及很多方面，它和色谱图峰形的优劣、分离效果的好坏，甚至是保留时间的长短都有一定的联系。很多人对柱压稳定的认识存在一定偏差。其实柱压稳定并不代表压力一直处于一个恒定值不变，而是指压力可以存在一个波动范围，但是这个范围是固定的。一般把压力过高或者过低都归为柱压问题，这是液相色谱仪最为常见的一种问题。

柱压问题一般体现为压力突然间升高。具体的产生原因是流路中出现了堵塞。此时，最普遍且有效的办法应该是进行分段检查。把真空泵的入口断开，如果里面的液体不滴或者非常缓慢地滴下，那么基本就可以判断是因为溶剂过滤头堵塞造成的。还可以把滤头放在硝酸里浸泡，随后再反复冲洗。这时如果能看到有自由滴下的液滴，就可以证明溶剂过滤头没有问题。

3.3峰形异常的问题

峰型异常的问题是在液相学检查中常常会出现的现象。在做液相的过程中，我们总是需要改变不同的因素，从而来改变不好的峰型。对于各种各样的异常峰，检定人员要区别对待，并从根本原因入手，一个一个分析处理。下面归纳出几个峰形变化的成因。

1）色谱图中未出峰的原因：装置不进样或样品未分析；泵不送液或流动相的运行方法出现一定问题；检测器设置出现问题。检定人员可根据上述原因，结合专业知识进行改进。

2）所有峰值都是负峰的原因：信号与电缆接头弄反或检测器电压的极性设置被颠倒；光学系统没有實现平衡。

3）所有峰值都是较宽峰的原因：系统中未能达到平衡；对色谱柱规格和型号的选取并不适当；色谱柱、保护柱被污染或柱效较低；环境温度变动大。

4）所呈现的峰比预想中小的原因：样品的黏度过大；进样品出现一些故障；进样体积计算错误；检测器设置有问题；定量环体积不准确等。

5）出现双峰或肩峰的原因：进样量太大；样品浓度太高；保护柱或色谱柱柱头堵塞；保护拄和色谱柱被污染，甚至是失效。

6）拖尾峰的原因：柱严重超载，减少试剂原浓度，增大柱的体积或使用更大容量的固定相；峰干扰，对试样进行清洁过滤，并且改变流动相；硅羟基作用，加入三乙胺，用碱致钝化柱增加缓冲液或盐的含量，从而降低流动相pH值；柱内烧结不锈耐酸钢后失效，替换外烧结不锈耐酸钢；加在线过滤器，对样品进行有效过滤；使体积及柱外容积若过大，将联系点减至最低，并且尽量采用内径较细的连接管；若柱效降低时，替换柱子；采用保护柱，对柱子进行再生。

7）平头峰的原因：检测器位置不准确、进样数量太大或者样品含量过多。

4液相色谱仪的应用与进展分析

一般来说，液相色谱法可以选择较为广泛的流动相，功能不同的各种流动相可以分离不同范围的物质，也可以分离遇热不稳定和非挥发性、离解的和非离解的物质。液相色谱法还可以实现试样预处理技术的互相配合。最常见就是HPLC提供的高分辨率和高灵敏度，其可以分离和测定一些十分相近的物质，也可以分离一些复杂相体中的少量成分。

而随着固定相的发展，我们在解决生化分析难题上有了新的突破，主要是体现在分离HPLC技术上。HPLC技术有许多明显的优点，如较高的分辨率、敏捷的灵敏度、反应迅速、可循环利用点色谱柱等。该技术可以较为广泛地应用到各个领域，不论是生物化学还是食品分析，甚至是医药研究。另外，液相色谱仪和结构仪器的联用也是目前科学研究的一个重要的发展方向。当然，液相色谱法也可以结合到其他仪器，如在环境污染分析中使用的液相色谱-红外光谱，可以起到巨大的作用，提高人们对环境污染的分析和即时制定解决措施的能力。