組成流動相的各硬件結構及注意事項介紹
色譜過程中攜帶待測組分向前移動的物質稱為流動相。從儀器的硬件結構來講,按照流動相經過的順序有以下組成部分:流動相溶劑瓶→在線脫氣機→高壓泵→自動/手動進樣器→色譜柱柱溫箱→檢測器→廢液。
一、首先是溶劑瓶,大家好像覺得溶劑瓶無非就是幾個玻璃瓶子,好像根本沒什么可說的。但是,這個看著簡單,如果不注意,經常會惹出不少麻煩:
1.1 *個就是污染:要特別小心盛了水或者緩沖液的瓶子,雖然液相用的水大都經過殺菌處理,不過,細菌的生命很頑強,在適當的溫度和光照的情況下,他們就會活躍起來,如果流動相里又加入了磷酸鹽一類的添加劑,它們更是如虎添翼。所以,溶劑瓶要做的非常重要的工作就是勤換流動相,常換常新。另外關于防止細菌滋生的另外一個辦法是在水中加入一定濃度的*,不過,這個東西又劇毒,又管制,不是很好弄到,而且風險也很高,所以,在我看來,還是直接換新的流動相更方便。
1.2 水相要常換,那么有機相呢?總不用擔心細菌繁殖了吧?沒錯,有機相*不用擔心,不過如果是裝乙腈的瓶子,要特別小心乙腈的“聚合”,在自然條件下尤其是事宜的光照條件下,乙腈分子就會和身邊的小伙伴手拉手搞起小團體,小團體還會慢慢壯大,直到大到能被眼睛看見了,瓶子里就會出現(xiàn)一些絮狀的沉淀物,這就是乙腈的“聚合”。為了防止聚合的出現(xiàn),要特別注意裝乙腈用個茶色的溶劑瓶,避免陽光直射,還有就是換乙腈的時候一定把瓶底剩下的倒掉了換新的。
1.3 說完溶液,我們還得注意下瓶子自己,通常瓶子的瓶蓋上會有幾個小孔,是供流動相管道通過的,不過不知道為什么要多開幾個?我見到過有些使用者會把這個小孔堵起來,這是防止有機溶劑揮發(fā)減小實驗室污染和防止灰塵進入流動相瓶子的好辦法,不過,如果這些個小孔被*堵住,在加上瓶蓋也擰的很緊的情況下,可能會出現(xiàn)流動相吸液不暢的情況,因為瓶子里*和大氣壓隔絕了!為了解決這個問題,大家其實可以咨詢廠商去買一種叫做“安全瓶蓋”的東西,可以防止揮發(fā)和灰塵,還不用擔心*堵死空氣。
1.4 zui后一個,是溶劑瓶里的過濾頭,它的作用是為了防止溶液瓶中的顆粒雜質進入到儀器的流路系統(tǒng)中,過濾的孔徑是0.45um,材質分為玻璃燒結石英和不銹鋼的,如果這個東西臟了的話,也會造成流動相吸液不暢,可以進行清洗,玻璃材質的通常是用稀硝酸泡,過夜;不銹鋼材質的可以直接超聲清洗。
二、接下來就是脫氣了,脫氣的作用是為了除去流動相中溶解的氣體,所以我們就得從氣體開始說:
2.1 怎么才能讓脫氣機的運行,的辦法就是“幫它一把”,其實就是預先對流動相進行一下脫氣了,流動相配好之后,現(xiàn)在超聲波清洗機里脫氣幾分鐘,能大幅度減少脫氣機的工作負擔,因為脫氣機的脫氣效率是一定的,如果溶液里溶解的氣體超過了脫氣機能處理的zui大值(尤其是在高流速的情況下),氣體就除不干凈了,那時候就可能在混合的時候出現(xiàn)氣泡影響儀器壓力波動和噪音了。
2.2 脫氣機除了怕脫不干凈之外,還怕堵,脫氣機會堵么?通常不會,不過,在經過一個長假之后,就不好說了,堵掉脫氣機的罪魁禍首,還是流動相里的微生物,細菌藻類,如果他們跟著流動相停留在脫氣機里,過上幾天一個禮拜,很可能就發(fā)展成規(guī)模了,那樣脫氣機的管道里可能就布滿了“水藻”然后就堵住了,所以,脫氣機要特別注意的是,在長時間不使用儀器的時候,比如國慶節(jié)假期,一定要把水相管路中的溶液都替換成甲醇,防止“長草”,乙腈也是不推薦的,因為會“聚合”。
2.3 堵和漏是一對歡喜冤家,液相色譜上能堵的地方,也都有可能漏,脫氣機也不例外,通常漏液有兩種可能,一種是接頭松動,只要重新擰緊即可;另外一種情況就比較倒霉了,真空腔損壞,這個就要大修了,造成這種災難的通常都是流動相流速超過了脫氣機能耐受的zui大流速,通常這種情況是在purge的時候不小心超過了zui大流速,或者是為了方便使用了注射器直接通過管路吸了流動相,要小心操作。
三、跟著流動相的足跡,到了高壓泵,泵是液相色譜zui核心的部件,通常也是zui貴的一個部件,要小心使用:
3.1 很多情況下,泵的問題反映在壓力上,壓力波動又是zui常見的一類問題,泵正常的壓力波動通常會在2%以內,切平穩(wěn)規(guī)律,不正常的波動通常由于氣泡和鹽造成:如果流動相中的氣泡沒有被脫氣機除掉而到了泵以后,那么就會造成壓力波動,通常我們可以通過重新purge流路和再次脫氣流動相解決;由鹽造成的波動主要是因為流動相中加入了濃度較高的緩沖鹽,在含鹽流動相與有機相混合的時候,鹽會有微小的析出,從而導致壓力異常波動,解決這類問題可以考慮適當的降低鹽濃度,或者使用甲醇取代乙腈有機相,如果由于種種原因一定要用到這種流動相,可以考慮在有機相中加入一定比例的水,比如10~20然后適當提高梯度結束的終點。
3.2 在泵的維護里還有一個經常會做的工作就是更換purge閥上的過濾白頭,其實難點不在更換這個白頭本身上,而是在于判斷什么時候該換,通常判斷的標準是純水5mL/min流速purge的時候,如果壓力超過10bar,要考慮更換。更換下來的白頭,也可以大概判斷儀器的使用狀況:如果白頭是白色的,好像不臟,但就是堵,那有可能是流動相中的鹽有析出造成的,這臺儀器長期忍受著高鹽流動相;如果換下來的是灰黑色的,這是zui常見的狀況,這是由于泵頭密封墊的磨損造成的,如果出現(xiàn)頻繁更換白頭切更換下來的都是灰黑色的話,提示儀器密封墊的磨損過快,可能要考慮升級柱塞桿清洗的設備;如果這個白頭換下來的顏色是黃色,綠色等怪異的顏色,那么,儀器該講講衛(wèi)生了,這是流動相里的微生物造成的。
3.3 在泵的使用過程中,有時會遇到替換流動相的情況,這中替換是指從反相溶劑替換到正相溶劑或者反過來替換的過程,這個過程zui重要的就是流動相的兼容性,常用的正反相色譜溶劑是不互溶的,所以在替換中間,一定要用異丙醇*沖洗系統(tǒng),保證管路里所有的原有溶劑都被異丙醇替換掉。
四、繼續(xù)走,就到了進樣器,進樣器分手動和自動兩大類,兩者雖然工作模式不同,但是使用的要點是基本一樣的:
4.1 自動進樣器zui常見的問題就是臟,用專業(yè)說法叫交叉污染,交叉污染產生的原因很直接,樣品殘留在進樣針內/外表面,并隨在下一次進樣進入色譜系統(tǒng),要解決交叉污染,也很簡單,就是洗,自動進樣器都會有洗針的功能,如果樣品濃度較高或者是吸附性比較強的樣品,一定要打開此功能,由于儀器設計的原理,安捷倫的自動進樣器無需清洗進樣針內壁;手動進樣器的話,要注意手動清洗針的內外表面。如果忘記打開洗針功能,污染可能已經殘留在了針座或流通閥上,這個時候要zui這兩個部件清洗,需要按照儀器說明書上的維護步驟拆下這兩個部件進行超聲清洗。
4.2 出現(xiàn)在自動進樣器上的另外一個問題是峰面積重現(xiàn)性問題。通常這是因為自動進樣器吸樣品的時候出現(xiàn)了問題,首先觀察樣品的液面是不是足夠高,以保證進樣器可以吸到;如果排除了這個問題,就要看看自動進樣器的設置了,對于一些粘度大的樣品,要降低自動進樣器的吸取速度,這個可以在儀器設置中改變;當然,還有一些更罕見的問題:樣品吸附在了樣品瓶上,這個時候可以考慮換一中材質的樣品瓶;還有一類情況,是由于樣品瓶的瓶蓋擰的太緊,導致瓶內與空氣隔絕,使得吸樣不準確,這個時候可以考慮適當的把瓶蓋擰松一點。
五、柱溫箱,柱溫箱里有色譜柱,其實分離是發(fā)生在色譜柱上,柱溫箱本身設計到的維護和使用要點倒是沒有什么太多可說。
個人認為柱溫箱其實是整個液相色譜系統(tǒng)里zui皮實的一個部件,只要保證接頭擰好不漏,好像一萬年也不會見到它出問題,*需要注意的是安捷倫的柱溫箱會有兩個控溫區(qū),左邊的區(qū)域上寫著3uL,右邊寫著6uL,表示這兩個溫區(qū)內的體積不一樣,通常,我們要使用3uL的那個,以減小儀器的延遲和擴散。
六、檢測器。檢測器的種類非常多,而且各有特性,在這里我們還是找大家zui常用的紫外(VWD)/二極管陣列(DAD)檢測器來說。這兩類都是紫外類的檢測器,雖然光路設計不同,但是本質的原理都是相同的。
6.1 檢測里有個非常重要的部件是光源,俗稱燈,燈是一個消耗品,就像家里的燈泡一樣,用一定程度就壞了。但是檢測器里的燈不能家里的電燈泡一樣點不亮了再換,因為放在檢測器里的燈是對發(fā)射能量有要求的,一旦能量衰減到一定程度,就會出現(xiàn)基線噪音變大,靈敏度降低等一系列影響使用的問題。通常,燈的壽命是2000h,當到達這個時限的時候,我們就要特別關注燈的能量狀況,可以通過儀器維護軟件中自帶的“燈能量測試”這個測試來判斷,測試的結果會分別評估低中高三個波長段的能量,一旦某個波長段的結果顯示失敗,就表示要換燈了,通常首先出現(xiàn)失敗的都是低波長段。
6.2 檢測器里另外的一個重要部件是檢測池,也叫流通池。很多時候,大家zui關心的一個問題是檢測池被堵掉,因為檢測池通常不是很耐壓,所以一旦堵掉,很可能造成損壞。不過還好,檢測池通常不太容易被堵,原因是幾乎所有的顆粒雜質都會被色譜柱攔下了,所以堵塞檢測器的東西基本都不是來自樣品的,很可能是后來“產生”的,比如含鹽流動相殘留在了檢測池里導致鹽析出,或者是乙腈聚合在檢測池里,要不就是有些童鞋不太小心,不小心壓住了廢液管線,那就自求多福吧...
6.3 關于檢測池,有時候還會遇到一個小問題,就是檢測池里的氣泡,氣泡是哪兒來的,可能是流動相中溶解的氣體,也可能是儀器長時間不使用檢測池干了導致的,體現(xiàn)在儀器的表現(xiàn)上,就是基線噪音某明其妙的變大,出現(xiàn)毛刺等等,這個時候,可以先觀察系統(tǒng)壓力,如果壓力平穩(wěn)正常,可以判斷這個波動應該不是由于泵造成的,那肯能就是由于檢測池里的氣泡造成的了,對付這個氣泡,沒有太好的辦法,只能用純甲醇慢慢沖,不過倒是有個小辦法可以防止,就是在檢測器的出口出用一小段細內徑的PEEK管憋上一點壓力可以很大程度的預防氣泡的產生,但是注意千萬不要太長,有大概3~5厘米的長度就夠了。
七、zui后是廢液,其實廢液本身沒有任何可說,只要注意安全就好,一定要使用安全的溶劑瓶,還要有二次容器,我的實驗室就遇到過一次慘痛的教訓,廢液滿了溢出了瓶子,腐蝕了一塊地板!廢液不能隨意傾倒,zui后一定要收集起來,交給專門的危險廢物處理機構,集中進行無害化處理,以保護我們美好的家園哦!