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影响HPLC在食品检测中准确性的因素及控制对策

2025-02-14陈力

食品安全导刊·中旬刊 2025年1期
关键词:食品检测高效液相色谱食品质量

摘 要:为了提高高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)在食品检测中的准确性,本文分析了样品前处理、仪器设备、检测人员和实验室环境等因素对检测结果的影响。分析认为,样品前处理不当、仪器设备老化、人员操作不规范以及环境条件不稳定是导致检测不准确的关键因素。针对这些问题,提出应根据食品成分特点优化样品前处理、完善设备维护制度、加强检测人员的专业培训和严格控制实验室环境条件的对策,以供参考。

关键词:高效液相色谱(HPLC);食品检测;食品质量;准确性

Factors Affecting the Accuracy of HPLC in Food Detection and Control Measures

CHEN Li

(Huzhou Food and Drug Inspection and Research Institute, Huzhou 313000, China)

Abstract: In order to improve the accuracy of high performance liquid chromatography (HPLC) in food detection, the influences of sample pretreatment, equipment, testing personnel and laboratory environment on the detection results were analyzed in this paper. The analysis shows that improper sample pretreatment, aging of equipment, irregular operation of personnel and unstable environmental conditions are the key factors leading to inaccurate detection. In view of these problems, the countermeasures of optimizing sample pretreatment, improving equipment maintenance system, strengthening professional training of testing personnel and strictly controlling laboratory environmental conditions were put forward for reference.

Keywords: high performance liquid chromatography (HPLC); food testing; food quality; accuracy

随着食品安全问题关注度的提升,确保食品检测的准确性成为保障公众健康的关键。高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)作为一种高精度的分析技术,被广泛应用于食品质量检测中,能够有效分离、鉴定并定量分析食品中的多种成分[1]。然而,HPLC检测结果的准确性会受到多种因素的影响,包括样品前处理、仪器设备的性能、检测人员的操作水平以及实验室环境的控制等。若这些因素无法得到有效控制,可能导致检测误差,影响食品安全性的评估。因此,深入研究影响HPLC在食品检测中准确性的因素并提出针对性的控制对策具有重要意义。

1 影响HPLC在食品检测中准确性的因素

1.1 样品前处理

样品前处理是HPLC分析中的关键步骤,直接影响最终的检测结果。在食品质量检测中,样品的提取、分离、净化和浓缩等前处理过程必须科学合理,否则可能导致目标成分的损失或污染。样品中的水分、脂肪、蛋白质等成分可能与目标物质发生相互作用,影响HPLC检测的准确性。例如,样品提取过程中若采用不合适的溶剂,可能无法完全溶解分析目标成分,从而影响检测结果[2]。此外,若未能完全去除样品中的杂质,可能干扰目标物质,影响色谱峰的分离度和准确性。尤其在复杂食品样品中,前处理过程的各个环节都会放大误差。例如,样品过度加热或长时间暴露在空气中,可能导致样品中的挥发性成分挥发,从而影响分析结果的可靠性。因此,优化样品前处理方法,选择合适的提取和纯化技术,以及在处理过程中严格控制变量,是确保HPLC检测准确性的关键。

1.2 仪器设备

HPLC仪器设备的性能在检测过程中起着决定性作用,直接影响结果的准确性。HPLC仪器主要由色谱柱、泵、检测器等部分组成,其中色谱柱的选择和性能尤为重要。色谱柱的填充物、孔径大小、表面特性等都会影响分离效果。如果色谱柱被污染或老化,分离效果可能会降低,导致重现性差、峰形不对称或分离不完全,从而影响定量分析的准确性[3]。仪器的稳定性和重复性也是影响HPLC检测准确性的关键因素。如果泵的流速不稳定或压力不均,可能导致样品流动相的输送不稳定,进而影响峰的宽度和高度。此外,仪器的检测器(如紫外检测器、荧光检测器等)的灵敏度和选择性,也会直接影响分析物的检测限和精度。

1.3 检测人员

HPLC检测的准确性不仅依赖于设备和样品处理,检测人员的操作水平同样至关重要。操作人员对设备的熟练度、对分析方法的掌握程度以及对检测规范的遵守情况,也将直接影响结果的可靠性。①操作人员在样品制备、色谱条件选择和数据处理等方面的经验和技能,决定了整个检测过程是否顺利。例如,操作人员可能因不熟悉设备或操作不规范,导致样品进样不均匀或设备设置不当,从而影响检测的重现性和准确性。②操作人员的判断能力也是影响检测结果的关键因素,特别是在复杂食品样品分析中,如何根据色谱图进行准确的定性和定量分析,依赖于人员的专业水平。如果检测人员未能严格遵循标准操作流程,或者忽视数据的质量控制,都会导致检测误差。

1.4 检测环境条件

HPLC分析对实验室环境条件有较高的要求,环境的不稳定性可能对检测结果产生影响。温度、湿度、气压等因素均会影响样品溶解性、溶剂性质以及色谱系统的稳定性,进而影响检测结果的准确性。例如,色谱溶剂的黏度随温度变化而变化,这可能导致流动相的流速不稳定,进而影响色谱峰的分离和定量结果。此外,实验室环境中的空气质量也可能对HPLC分析产生干扰。若实验室中存在挥发性化学物质或气溶胶,这些物质可能被检测器误判为目标分析物,进而干扰检测结果。实验室湿度过高也可能导致色谱柱填料的吸湿性变化,影响分离效果。

2 提高HPLC在食品检测中准确性的对策

2.1 依据样品成分特点,做好前处理工作

为了确保HPLC在食品检测中的准确性,样品前处理必须根据食品成分的特点进行合理设计。针对不同食品样品的复杂性,检测部门应充分了解目标成分的性质,如极性、分子大小、溶解性等,选择合适的溶剂和提取方法。例如,对于油脂含量较高的食品,可以选择有机溶剂如正己烷或氯仿进行提取,而对于水溶性成分,可能需要选择水或弱酸性溶液进行提取,以提高目标成分的回收率[4]。在样品提取过程中,溶剂的选择不仅要考虑溶解能力,还应关注对样品中其他成分的干扰作用。为了提高提取的效率和纯度,检测部门还应优化提取条件,如温度、时间和搅拌速度等。通过合理控制这些参数,最大限度地保留目标成分并去除干扰物质,从而提高HPLC检测结果的准确性。样品的浓缩和净化也是前处理中的关键环节。样品中常常含有大量的非目标物质,如脂肪、蛋白质、糖类等,这些物质不仅可能与目标分析物发生相互作用,还可能影响色谱分离过程。为此,检测部门需要引入适当的净化方法,如固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)或液-液萃取(Liquid-Liquid Extraction,LLE),以去除干扰成分,保证目标分析物的纯度。同时,样品前处理过程必须在严格的条件下进行,以防止样品在处理过程中发生氧化、降解或挥发。检测部门应配备适当的样品存储设备,如低温冷冻箱,确保样品在处理前保持稳定。

2.2 完善设备维护制度,加强设备维护和故障排查

HPLC仪器的性能直接影响色谱分离的效果、检测灵敏度以及定量分析的精度。因此,检测部门必须建立完善的设备维护制度,确保仪器始终处于最佳工作状态。①检测部门应制订详细的设备维护计划,包括日常维护、定期校准和故障排查等内容。通过定期的维护和校准,及时发现和解决设备潜在的问题,防止因设备故障或性能下降导致检测结果产生误差。对于HPLC中的泵、检测器、色谱柱等核心部件,检测部门应按照生产厂商的建议或行业标准,定期进行检查和调整,确保其性能达到预定标准。对于仪器的流动相输送系统、流量计、压力控制等重要组件,必须进行严格的性能测试,确保其稳定性和重复性,避免流速不稳定或压力波动引起的色谱峰形变化[5]。②检测部门应建立设备的使用和维护档案,记录每次维修、校准和故障处理的详细情况。此外,当仪器出现异常时,检测部门应快速反应并启动故障排查程序。针对常见的泵送不稳定、溶剂泄漏、色谱柱堵塞及信号波动等HPLC设备故障问题,检测部门应配备专业技术人员进行故障诊断与处理。例如,当泵送不稳定时,需检查泵的压力和流速;当出现溶剂泄漏时,需要检查管路是否有松动或破裂。在设备出现问题时,检测部门要确保技术人员具备迅速诊断和修复的能力,避免设备故障对检测结果的影响。

2.3 定期开展专业培训,提高检测人员综合能力

HPLC分析是一项技术性强、操作精细的工作,任何细微的操作失误都可能导致检测结果产生偏差。因此,检测部门应定期开展专业培训,全面提升检测人员的综合能力,以确保操作的规范性和检测结果的可靠性。①注重基础理论与操作技能相结合。检测人员应通过培训系统地掌握这些理论基础,理解不同操作对分析结果的影响。例如,检测人员需要了解如何根据样品的不同性质选择合适的色谱柱、流动相和检测条件。②侧重于提高实践操作技能。检测人员应通过定期培训,熟练掌握设备的使用与故障排查技能。培训应当重点教授如何调节泵的流速、调节柱温以及设置检测器的参数。③加强对标准操作程序和质量控制的培训。培训应确保检测人员充分理解标准操作程序的各项规定,保证操作的规范性。检测人员应学习如何进行数据的质量评估。④培训还应包括设备故障排查和日常维护的内容。虽然设备的维护应由专门的技术人员负责,但检测人员也应具备基本的设备故障诊断能力。检测人员应当了解常见设备故障的原因,并掌握一些基本的故障排查技巧。同时,检测人员还应了解如何进行简单的设备保养,如清洁色谱柱、更换过滤器等,以确保设备在良好的状态下运行。

2.4 严格控制实验室环境条件

实验室环境条件对HPLC检测的准确性具有重要影响,温度、湿度、空气质量等因素都会干扰分析过程,影响结果的稳定性。因此,检测部门必须严格控制实验室的环境条件,以确保每次检测都在稳定的环境中进行。①温度是HPLC分析中的一个重要参数,尤其是在色谱柱和溶剂系统中,温度的波动可能导致溶剂的黏度波动,影响分离效果。检测部门应通过安装恒温设备来保持实验室温度的稳定,以减少外部温度变化对检测结果的影响[6]。②湿度也是影响HPLC精度的重要因素。湿度过高会导致色谱柱填料吸湿,降低分离效率;湿度过低则可能导致溶剂的挥发,改变其组成。因此,检测部门应保持实验室湿度处于合适范围,并使用加湿或除湿设备来调节空气湿度。③实验室内的空气质量也需要加以控制,尤其是对于敏感的检测器,空气中的污染物或化学气体可能对检测信号产生干扰。实验室应使用空气净化设备,保持清洁和无污染的环境。④实验室的光照条件应严格管理,避免外界光源对检测器的影响。检测部门应当使用遮光设施或专用的紫外线防护设备,减少外部光源对检测信号的干扰,确保检测结果的准确性。

3 结语

影响HPLC在食品检测中准确性的因素包括样品前处理、仪器设备、检测人员及实验室环境等方面。通过科学合理的前处理、完善的设备维护、定期的人员培训以及严格的环境控制,能够有效提高检测结果的准确性。未来,随着技术的不断进步和检测标准的逐步完善,HPLC技术在食品检测中的应用将更加广泛和精准。检测部门应持续关注设备更新与维护,提升人员素质,并加强实验室管理,以适应不断变化的食品安全需求。

参考文献

[1]卢熠川,宋雪冬,宋春璐.高效液相色谱概述及在食品质量检测中的运用价值研究[J].中外食品工业,2024(1):59-61.

[2]杨柏云,周琦.高效液相色谱技术在食品检测中的应用[J].中国食品工业,2023(21):59-61.

[3]洪亚争,祝剑翊.浅谈高效液相色谱技术在食品检测中的应用[J].现代食品,2020(10):116-117.

[4]郑良珺,陈倩,郑仁锦.HPLC法测定蔬菜中α-胡萝卜素和β-胡萝卜素的前处理方法优化[J].海峡药学,2024,36(9):24-28.

[5]秦琦.HPLC液相色谱的日常维护保养与故障维修[J].分析仪器,2021(1):92-94.

[6]冷晓晨,张影,胡娟,等.实验室高效液相色谱安全使用及注意事项[J].广州化工,2022,50(4):115-117.

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