“堵”的表現(xiàn)現(xiàn)象就是柱壓異常升高,直接原因就是流路不暢。堵塞的主要位置就是在色譜柱的前端,最主要原因就是流動(dòng)相里有雜質(zhì),雜質(zhì)的主要來源就是細(xì)菌。
“堵”的原因之一:配制流動(dòng)相時(shí)細(xì)菌污染
首先,我們要認(rèn)識(shí)到,一般的國產(chǎn)甲醇其實(shí)不需要額外過濾處理,直接使用沒有問題。即使是有些固態(tài)微粒雜質(zhì),也能在液相流路系統(tǒng)最前端的過濾頭上排除,真正容易引起問題的,是水中的細(xì)菌。
新制備的純水在室內(nèi)放置幾天就會(huì)長菌,而這些細(xì)菌雖然肉眼不可見,卻足以堵塞柱填料顆粒的空隙,造成柱子很快報(bào)廢。這就是在配制流動(dòng)相時(shí)造成的細(xì)菌污染的原因,解決它的方法很簡單,就是確保水的可靠性。這里有兩種方式推薦:
?。?)較為理想的方式當(dāng)然是購買實(shí)驗(yàn)室專用純水機(jī),既方便又可靠,質(zhì)量也放心。唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格不菲。
(2)成箱購買市售品牌純凈水,如,500mL一支的怡寶或娃哈哈,這些水的質(zhì)量足以應(yīng)付液相色譜的要求。先隨機(jī)抽取一支做一下細(xì)菌平板實(shí)驗(yàn),待菌落數(shù)合格方可使用。這樣每次只要單獨(dú)開一支即可,也很方便。每次成本2元左右。
※這里特別指出一個(gè)細(xì)節(jié):在絕大多數(shù)書本上,凡談到配制流動(dòng)相都會(huì)談到最后有一個(gè)過濾的步驟。但是從我們長期使用的實(shí)際效果來說,只要能保證水的質(zhì)量,這一步完全可以也應(yīng)當(dāng)去除。
原因有以下三點(diǎn):
?。?)流動(dòng)相過濾在理論上有好處,但是,實(shí)際操作時(shí)由于不可能做到專瓶專用,反而容易造成的交叉污染,對于配比復(fù)雜的流動(dòng)相影響更大。
?。?)流動(dòng)相過濾在經(jīng)濟(jì)成本上不劃算。買一套過濾裝置要6000多元,且過濾器公認(rèn)是比較容易損壞的設(shè)備。最主要是過濾片的成本太高,一片就要幾十元。按一般液相柱的正常使用壽命計(jì)算,過濾片的成本會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于色譜柱的成本。
(3)流動(dòng)相過濾對于工作效率成本不劃算。使用溶劑過濾器有一個(gè)預(yù)清洗、裝備、使用、用后清洗,晾干的過程,至少也有一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。這個(gè)成本也不能忽視。
?。?)在實(shí)際工作未發(fā)現(xiàn)流動(dòng)相不過濾會(huì)對柱壽命有任何影響。我們起碼有6年時(shí)間沒有做過流動(dòng)相過濾的工作,但是和國內(nèi)同行相比較,在同等使用強(qiáng)度下我們的柱壽命是比較長的。
“堵”的原因之二:使用流動(dòng)相時(shí)的細(xì)菌污染。
指的是:
流動(dòng)相剛開始沒有長菌,在使用時(shí)卻產(chǎn)生了細(xì)菌污染。這主要是在使用多元液相色譜儀時(shí)的一種不良使用習(xí)慣造成的。
舉比較簡單的例子:
50%的甲醇水流動(dòng)相,有兩種使用方式。一種方式是在上機(jī)前就配好混合在一起,另一種方式是在流路A放純甲醇,流路B放純水。
從單純實(shí)驗(yàn)效果來說,后一種有明顯的優(yōu)點(diǎn):首先是簡單,不需要實(shí)驗(yàn)者另個(gè)計(jì)算配比混合,其次就是比例準(zhǔn)確,能得到保留時(shí)間重復(fù)性極好的實(shí)驗(yàn)效果。
但是,它有一個(gè)致命的缺陷,就是純水在流動(dòng)相瓶中幾天時(shí)間就會(huì)長細(xì)菌(很多情況下不僅僅用純水作流動(dòng)相,而是用緩沖鹽溶液,本身就是優(yōu)質(zhì)肥料,細(xì)菌長得更迅速),一旦有細(xì)菌柱子就壞得很快。所以這種方式要求操作人員每次實(shí)驗(yàn)都要用新制備的純水,更要求在每次實(shí)驗(yàn)后把水相換掉,換成甲醇沖洗干凈,這一點(diǎn)在實(shí)際工作中很多人意識(shí)不強(qiáng),就是意識(shí)到了但多次使用中總有一兩次會(huì)遺漏,但是往往這一兩次就足以產(chǎn)生致命的影響。因?yàn)?font color="#0268CA">液相色譜柱的堵塞是不可逆的。
所以,寧可犧牲小小的保留時(shí)間的重復(fù)性,也不要用純水溶液作為流動(dòng)相的一組。從實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果來說,我建議用10%的甲醇水代替純水溶液(以前我做過不同比例甲醇水的細(xì)菌總數(shù)實(shí)驗(yàn),在5%就基本可以抑菌,在10%及以上就可以完全殺菌了),這樣可以有效排除長細(xì)菌的隱患,既可作流動(dòng)相,也可沖柱。就算是在配制流動(dòng)相時(shí)會(huì)計(jì)算得麻煩一些,但是一次麻煩,終身受益。
“堵”的原因之三:不適當(dāng)操作。
常見問題的有以下幾種:
(1)在更換零件時(shí)選擇的型號(hào)有誤,接口不是很匹配,在擰緊的時(shí)候產(chǎn)生變形而使得管路堵塞。
(2)樣品處理液凈化得不干凈,長期會(huì)在六通閥和柱之間形成阻塞不暢。
?。?)在使用手動(dòng)六通閥時(shí),有些人可能由于手勁小的原因,轉(zhuǎn)動(dòng)的不到位,于是造成流路形成了死堵,壓力快速升高超過警戒值。
?。?)在使用金屬管路作出廢液管時(shí),應(yīng)當(dāng)注意可以廢液瓶中先放一些水,并把廢液管的出口端放在液面下。如果位于在液相上且實(shí)驗(yàn)使用較高濃度的緩沖鹽溶液,在停機(jī)時(shí)可能在出口端結(jié)晶成塊并造成堵塞。這種情況不常見,但卻的確發(fā)生過。
“堵”的原因講了不少,現(xiàn)介紹查堵的方法。
在發(fā)生“堵”的現(xiàn)象后,就需要找出原因,主要是什么位置發(fā)生了“堵”。注意,絕大多數(shù)情況下,整個(gè)系統(tǒng)只會(huì)有一個(gè)地方發(fā)生堵塞。
查堵的方法是從尾向前逆向分段拆開,仔細(xì)觀察壓力數(shù)值,如果某一個(gè)部件(柱子除外)裝上和拆下時(shí)的壓力差別很大,可發(fā)展變化判斷。至于柱的堵塞,可以通過換同樣規(guī)格的柱的壓力是否一致來判斷。
首先從常規(guī)的幾個(gè)部件做個(gè)簡單的分析。
(一)輸液泵應(yīng)具備如下性能:
?、賀SD(流量穩(wěn)定性)<0.3%;
②流量范圍寬,0.1~5.0ml/min內(nèi)連續(xù)可調(diào),有的實(shí)驗(yàn)則需要更大流量;
?、圯敵鰤阂话銘?yīng)能達(dá)到150~400kg/cm2,流量越大,最高壓力越低;
④液缸容積小,有助于減少流動(dòng)相死體積,利于清洗。
?、菝芊庑阅芎?,耐腐蝕。
(二)檢測器
?、僮贤鈾z測器,分為可變單波長檢測器VWD和二極管陣列檢測器DAD,可以檢測有紫外吸收的物質(zhì)
?、?font color="#0268CA">熒光檢測器,檢測有熒光的物質(zhì)
?、垡暡钫酃鈾z測器,通用型檢測器,但對環(huán)境要求極為苛刻,而且靈敏度低
?、蹺LSD,蒸發(fā)光散射檢測器
⑤MSD,質(zhì)譜檢測器
常用的是紫外檢測,然后是MSD和ELSD
(三)色譜柱
要求柱效高、選擇性好,分析速度快等。目前市場上銷售的用于HPLC的各種微粒填料如多孔硅膠以及以硅膠為基質(zhì)的鍵合相、有機(jī)聚合物微球(包括離子交換樹脂)、氧化鋁、多孔碳等,其粒度一般為3,5,7,10μm等,柱效理論值可達(dá)5~16萬/米。
一般的分析只需5000塔板數(shù)的柱效;同系物分析500即可;難分離物則可用2萬的柱子。
因此一般10~30cm左右的柱長基本能滿足復(fù)雜混合物分析的需要。所以要根據(jù)自己實(shí)際情況來選擇合適的柱子。
柱效受柱內(nèi)外因素影響,為使色譜柱達(dá)到較佳效率,除柱外死體積要小外,還要有合理的柱結(jié)構(gòu)(盡可能減少填充床以外的死體積)及裝填技術(shù)。即使可以的裝填技術(shù),在柱中心部位和沿管壁部位的填充情況總是不一樣的,靠近管壁的部位比較疏松,易產(chǎn)生溝流,流速較快,影響沖洗劑的流形,使譜帶加寬,這就是管壁效應(yīng)。這種管壁區(qū)大約是從管壁向內(nèi)算起30倍粒徑的厚度。在一般的液相色譜系統(tǒng)中,柱外效應(yīng)對柱效的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管壁效應(yīng)。
此外,溫度在色譜分析中是個(gè)不容忽視的環(huán)境條件,環(huán)境溫度對溶劑的溶解能力、色譜柱的性能、流動(dòng)相的粘度都有影響。而且不同的檢測器對溫度的敏感度不一樣。保持恒定的溫度對實(shí)驗(yàn)而言是個(gè)絕對不容忽視的條件,因此也要留意注溫箱的選擇。以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(四)進(jìn)樣器
進(jìn)樣裝置要求:密封性好,重復(fù)性好,死體積小,保證中心進(jìn)樣,進(jìn)樣時(shí)對色譜系統(tǒng)的壓力、流量影響小。而且進(jìn)樣方式多種多樣,可分為隔膜進(jìn)樣、停流進(jìn)樣、閥進(jìn)樣、自動(dòng)進(jìn)樣。自動(dòng)進(jìn)樣器則是市場發(fā)展的趨勢。
(五)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
一般專業(yè)的液相色譜儀生產(chǎn)廠家都有自己配套的液相色譜儀控制軟件。但有不少液相色譜儀可以使用通用型的色譜數(shù)據(jù)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理。進(jìn)口軟件價(jià)格比較高,這個(gè)自己得根據(jù)資金選擇了。