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HPLC故障排除:保留时间问题(二)

2020.4.13
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

2.3.色谱柱温度变化会导致保留时间的变化:每1°C的温度变化会引起1-3%的保留时间变化。如果不使用柱温箱(即“室温”条件),由于实验室温度的变化,温度通常会在日间(和夜间)循环(周期性)变化。

虽然在室内恒温器的测量下,实验室温度显示为恒定,但是HPLC系统的微观(微)环境可能会发生显著变化,尤其是当供暖或空调通风口直接吹向系统时,温度变化极为明显。

使用柱温箱可以避免色谱柱出现这样的温度问题,且HPLC系统应远离通风口放置。

2.4.流量(流速)问题可能是因存在气泡、泄漏或泵问题(故障)导致的。

气泡问题应和低压(或脉动压力)以及保留时间的增加相关(可能伴有柱压过低或柱压波动,且保留时间延长)。

对于双头泵,如果只有一个泵头存在气泡,则流量和压力可能会发生脉动(跳动)。

应对流动相进行脱气,然后打开放气阀清空泵,并向泵中多次加入5-10mL的流动相,以正常流速流经泵,从而排出气泡(打开排气阀以正常流速的几倍泵入5-10ml流动相经过泵,以排出气泡)。

在某些情况下,可能需要使用低粘度的脱气溶剂,如甲醇(MeOH)或乙腈(ACN)来清除泵中顽固的气泡。

泄漏也会延长保留时间。配件(接头)上的滴水配件或玻璃体内的结晶沉淀都是泄漏的证据(查看接头如有液滴或结晶析出,可证明有泄露)。

请特别注意色谱柱上游的配件(之前的接头)。

自动进样器内的配件和密封件(接头和密封圈)可能难以检测,可借助手电筒和小镜子进行检查。

如果使用不锈钢配件,通常1/4的紧固螺母(将接头螺好再拧紧1/4圈)便可以阻止泄漏。

使用PEEK配件(接头)时,应停止泵,松开接头,将管子推到配件(接口)端口的底部,然后在重新启动泵之前拧紧配件(接头)。

拧紧PEEK配件(接头)时如果存在流动的液体,会导致管道在配件中滑动,产生柱外死体积,进而影响分离效果。

存在缺陷的止回阀(单向阀)或磨损的泵密封件(圈)会导致流量偏低或波动。

止回阀(单向阀)出现问题将导致压力的波动。如果在清除泵中气泡后还无法改善压力波动的情况,则止回阀(单向阀)可能存在故障。

可以更换新的止回阀(单向阀);也可以将止回阀(单向阀)放置在(装有)MeOH的烧杯中,对其进行超声处理,以实现有效的清洁。

如果无法有效区分入口端和出口端之间的止回阀(如不易分清入口单向阀和出口单向阀),请划线标记或用标签标记烧杯。将每个止回阀(单向阀)放入单独的烧杯中进行清洁,使其分开清洁。如果部件滑出,应小心组装,以免受到污染(无尘手套,避免划伤部件等)。

随着使用时间的增加,泵密封件(圈)会出现磨损;而且使用缓冲流动相或将其置于高盐条件下(例如离子交换法),会缩短它的使用寿命。

您可以建立一个预防性维护计划,定期更换密封件并做相应记录(准确记录更换密封圈的时间间隔,就可以建立预防性的维护计划),从而在故障发生前更换密封件。如果无其它指标(征兆),应至少每年更换一次密封件(圈)。

2.5.比例阀和在线混合发生故障会降低梯度洗脱的效果(使梯度洗脱效果变差)。

图6示例显示了两次连续注射肽样品的梯度洗脱分析。在这种情况下,系统适用性测试允许两次运行之间存在0.1分钟的变化(保留时间变化);第一个峰值不符合该标准,最后一个峰值勉强通过而中间两个峰值明显超出规定值。

图6. 两个连续梯度运行的(两次连续梯度洗脱)色谱图显示了梯度中点附近的峰形具有较大的误差(保留时间的误差较大)(13分钟)。来源[3]。

下面介绍了一种检查流动相配比(混合)精度的简单方法。

将柱更换为0.005英寸直径约1米长(0.12mm)的管道(取下色谱柱,换上长约1米,内径0.005英寸(0.12mm)的管路),在A容器中加水,且B容器中放有含有0.1%丙酮的水,将检测器波长设置为265nm,并使用足够高的流速使止回阀(单向阀)能够有效工作(例如2mL/min)。

以10%为增量运行一系列梯级(梯级实验)(10%、20%、30%……90%、100%B)。

由于问题经常出现在50%B附近,所以在45%B和55%B处增添了额外的梯级。

其结果应是平滑的阶梯状(参见图8a)。

对于图6的样品,在40%-60%B的梯级中观察到图7的曲线。

梯级是扭曲的(已变形),且45%到50%B的梯级(梯级变化)是8.4%而不是5%。

图7中的虚线近似于(拟合了该)梯度,同时(在)45%和50%B之间存在偏移。

因此,此处应是由具有较大保留变量的峰被洗脱导致的(不幸的是,这正是那些保留时间偏差较大的峰出峰的位置)。

HPLC系统可对比例阀进行调节。

当执行此操作时,梯级会变得平滑且保留时间也会处于规格范围之内。

图7. 在图6的梯度中点附近执行配比(比例)阶梯测试的结果。理论值显示在括号内。来源[3]。

如果系统性能良好,其阶梯测试的结果应与图8a类似,在整个图中呈现阶梯状。

未注射的0-100%B梯度是应运行的对比测试(另需同时进行一无进样的0-100%B梯度试验)。

它应显示为线性基线、线性梯度部分和线性后期梯度保持,每个部分之间均是平滑的曲线过渡(线性梯度部分以及一段梯度升高后维持直线,每两段之间为平滑曲线过度)。


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