液相色譜在使用過(guò)程中難免會(huì )遇到各種問(wèn)題,在此,我們把液相在使用過(guò)程中出現頻率高的問(wèn)題稱(chēng)為液相色譜的“公敵"--氣泡。
1、“公敵"簡(jiǎn)介
氣泡,在液相色譜的使用過(guò)程中,被提及多的一個(gè)名詞,它會(huì )帶來(lái)一系列的問(wèn)題,例如壓力波動(dòng)、基線(xiàn)噪音等問(wèn)題,它絕對是早期液相色譜工作者的眼中釘、肉中刺—“頭號公敵"。
2、“公敵"的產(chǎn)生
1、液體對于氣體是有一定的溶解度的。液體的壓力越高,對氣體的溶解度越好。所以,當一瓶未開(kāi)封靜置的可樂(lè ),你是看不到氣泡的,因為氣泡都溶解在里面了。當你開(kāi)啟瓶蓋,直接的影響就是瓶子里面的壓力降低了,對氣體的溶解度變小,所以氣體就析出變成一個(gè)個(gè)的小氣泡。
3、喝過(guò)啤酒或者碳酸飲料的人都有這樣的經(jīng)歷,當你搖晃瓶子,然后瞬間把瓶蓋開(kāi)啟,啤酒或碳酸飲料瓶中會(huì )噴出大量泡沫,搖晃的越劇烈,噴射的越猛,不難看出,溶解氣體的液體在振蕩和運動(dòng)過(guò)程中,也容易讓氣泡析出。
4、上學(xué)的時(shí)候,化學(xué)課上,我們曾經(jīng)懷疑過(guò)一個(gè)問(wèn)題:把一升甲醇倒進(jìn)一生純水里面,它的體積是不是兩升?當我們親自試驗后,就排除了這個(gè)疑問(wèn),而且我們可以明顯看到,當兩種液體混合的時(shí)候,會(huì )有大量的氣泡冒出,體積也小于兩升。
綜上所述,溶解在液體中的氣體,在遇到環(huán)境壓力變低、震蕩和運動(dòng)以及兩種液體混合的時(shí)候,都有利于氣泡的析出。
5、“公敵"的危害
對于液相色譜,泵是液相色譜泵的功能載體,是將流動(dòng)相以穩定的流速通過(guò)色譜柱,對想要分析的化合物進(jìn)行洗脫。對于泵,穩定性是至關(guān)重要的。如果流動(dòng)相在系統里面的混合和運動(dòng)過(guò)程中,有氣泡出來(lái),問(wèn)題也就接踵而至。假設泵本來(lái)應該輸出1ml/min的流動(dòng)相,里面出現一點(diǎn)氣泡,體積就會(huì )發(fā)生變化,而且氣泡的可壓縮性很強,體積還容易忽大忽小,流速也就不準確、也不再穩定。
氣泡的存在還會(huì )對檢測器產(chǎn)生危害,檢測器位于色譜柱出口,流動(dòng)相從色譜柱末端出來(lái),會(huì )有一個(gè)壓力的驟降,如果之前液體的壓力有100bar,那么到了流通池內,壓力也只有10bar左右。而壓力的降低會(huì )使流動(dòng)相中氣體的溶解度降低,從而導致氣泡的產(chǎn)生,導致檢測器基線(xiàn)不穩。
氣泡的另一個(gè)影響與流動(dòng)相中所溶解的氣體有關(guān),假如流動(dòng)相里面溶解的是空氣,主要含有氮氣和氧氣。一般來(lái)說(shuō),氮氣比較穩定,但是氧氣比較活潑,它極有可能會(huì )跟某些樣品發(fā)生反應,造成樣品的降解。特別是當你想要分析的樣品里面含有一些熒光基團,想要用熒光檢測器來(lái)檢測的話(huà),流動(dòng)相里溶解的氧氣會(huì )跟樣品的熒光基團反應,造成熒光淬滅,從而導致檢測器無(wú)法檢測到該化合物。
綜上所述,氣泡的危害主要是造成泵的流量不準、基線(xiàn)噪音和可能會(huì )與樣品反應而影響檢測。
6、“公敵"的消除
早期的氦吹脫氣是當時(shí)業(yè)界標準,但是其成本高,操作不便。后來(lái)又出現了抽真空脫氣和超聲脫氣,他們對很多應用來(lái)說(shuō),算是不錯的脫氣方法,但是這些仍不能阻擋氣泡時(shí)不時(shí)就冒出來(lái),給我們制造各種小麻煩。直到在線(xiàn)真空脫氣機的出現,才使這一麻煩迎刃而解。
在線(xiàn)脫氣的原理:流動(dòng)相通過(guò)真空腔內的一段半透膜的管路,半透膜上面的小的孔道可以讓氣體分子透過(guò)而液體分子無(wú)法透過(guò),這樣流動(dòng)相里面溶解的氣體分子就被外面的真空泵從管道里面吸出來(lái),經(jīng)過(guò)脫氣的流動(dòng)相繼續輸送到泵。
四、高效液相色譜儀常見(jiàn)故障及解決方案
液相色譜儀在使用的過(guò)程中,可能會(huì )出現的故障:
1、流動(dòng)相脫氣不充分;
2、流動(dòng)相供給不暢;
3、流動(dòng)相和貯液器被污染。
五、解決方案:
1、流動(dòng)相脫氣不充分,對流動(dòng)相進(jìn)行再脫氣,采用更有效的脫氣方法(如通氮氣保護)或兩種方法配合使用,改變系統內混合為系統外低壓預混合。
2、流動(dòng)相供給不暢,可能的原因是流動(dòng)相已接近用完,管路吸入氣體引起泵壓力不穩,應經(jīng)常觀(guān)察貯液器中流動(dòng)相的量,加足流動(dòng)相的量保證所有的樣品分析完畢;輸液管路上安裝沉子沉至瓶底,貯液器蓋上留一小孔正好夾住進(jìn)液管,使其不能上下移動(dòng);過(guò)濾器阻塞會(huì )引起管道和泵腔空化,也會(huì )使壓力不穩;當過(guò)濾器被微粒所阻塞或長(cháng)霉時(shí),去掉過(guò)濾器后系統會(huì )運轉正常,換上新過(guò)濾器即可;如果換上新過(guò)濾器仍然不暢,那就需要檢查流動(dòng)相的制備過(guò)程,或者換大孔徑的過(guò)濾器,流動(dòng)相都要重新過(guò)濾。流速過(guò)高、阻力大,造成空化現象,這是由于過(guò)濾器孔徑、管道內徑、流速和溶劑黏度等引起的。出現這種情況時(shí),可嘗試用下列方法解決:
1)改用低流速;
2)換大孔徑的過(guò)濾器;
3)增加進(jìn)液管路內徑;
4)抬高或加壓貯液器;
5)臨時(shí)不用入口過(guò)濾器(流動(dòng)相確保做好過(guò)濾);
其它問(wèn)題,包括滲漏或接頭松動(dòng)、低壓混合器過(guò)濾器阻塞、泵部件損壞(密封墊等),都能引起流動(dòng)相供液不正常,注意檢查排除。
3、貯液器或流動(dòng)相被污染,會(huì )出現一些問(wèn)題:產(chǎn)生有規則的噪音增大、檢測器基線(xiàn)上升等現象。流動(dòng)相中的污染物可能會(huì )被泵以穩定的濃度打入系統,而后再以穩定的濃度流出來(lái),所以在色譜圖中不出多余的峰。
不干凈的貯液器會(huì )污染清潔的流動(dòng)相,每種流動(dòng)相要備有專(zhuān)用的貯液器,或者定期報廢貯液器,都是良好的工作習慣。流動(dòng)相污染源來(lái)自這幾個(gè)方面:試劑質(zhì)量不高,玻璃器皿不合格,微生物的影響,配制流動(dòng)相時(shí)操作不當等,因此要求用高純度化學(xué)試劑和HPLC級溶劑,一旦發(fā)現試劑有問(wèn)題應堅決報廢掉。
玻璃器皿應按規定清洗干凈,為防止生長(cháng)微生物,每天要按前述的方法清洗系統;懷疑系統內生長(cháng)了微生物時(shí),可用稀硝酸沖洗(注意不要損壞柱和管路系統),在緩沖液內加生長(cháng)抑制劑(0.04%疊氮鈉)或冷藏緩沖液;每天用0.2μm的過(guò)濾器過(guò)濾緩沖液,也會(huì )有效地防止微生物污染系統;真空脫氣時(shí)要防止泵油帶入流動(dòng)相;應該用清潔的惰性塞子、攪捧、過(guò)濾器和玻璃器皿配制流動(dòng)相;已經(jīng)污染的色譜儀流動(dòng)相一定要廢棄掉。
六、總結
懂這些就能輕松解決高效液相色譜儀故障了!儀器設備的良好運行離不開(kāi)平時(shí)的規范操作和正確的維護保養,熟悉儀器設備的基本操作,了解儀器設備的維護保養方法,是每一個(gè)化工實(shí)驗室研發(fā)人員必須具備的基本實(shí)驗素養,具備了這些基本實(shí)驗素養后,才能保證化工實(shí)驗室研發(fā)項目順利、安全、高效地進(jìn)行。
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