沃课堂 | 液相常见故障排查之【系统压力】

液相色谱仪已经成为实验室一款常用仪器，使用仪器时最常见的故障就是遇到漏液和堵塞情况。上述两个问题在数值上通常都表现为压力的变化：漏液会引起系统压力的降低，而堵塞会引起系统压力的飙升。

液相系统压力产生的原因在于流动相流经管路及色谱柱时会有阻力，即所谓的反压或系统压力。

系统压力的单位有：巴(Bar)、兆帕(Mpa)和磅/平方英吋(psi)，它们之间的换算关系为1 Bar=0.1 Mpa=14.5 Psi。沃特世液相产品使用的单位是psi，使用这个小单位的原因在于它可以更好地表现压力的微小波动。

1. 影响因素

影响系统压力的因素主要有流动相的溶剂组成、温度及流速这三方面：

1. 流动相的粘度是产生反压的主要原因，下图为有机溶剂－水的粘度随组成与压力的关系图：

由上图可以看到，乙腈-水比例为（20：80）、甲醇-水比例为（40：60至50：50）时，系统的压力最大。因此，在做实验时应尽量避开这个比例范围。另外，异丙醇粘度大，一般不作流动相使用。

2. 流速对反压的影响是线性关系，流速增加，反压亦增大。

3. 温度对反压的影响是反比关系，温度升高，反压降低，对某些流动相的影响更大一些。

4. 液相色谱仪各模块之间的连接管路也会产生压力，系统压力与管路的长度成正比，与管路直径的四次方成反比（1/D4）。上述考虑的是柱外因素对系统压力的影响，色谱柱对系统压力的影响也很大，反压与色谱柱长度成正比，与填料颗粒度的平方成反比（2.5μm填料比3.5μm填料反压高）。

2. 压力原因

具体到压力问题的表现形式上，主要有压力高、压力低或没有压力以及压力不稳：

1. 造成压力高问题的主要原因有：

温度太低；

流速太高；

流动相粘度大；

管路堵塞；

仪器或色谱柱堵塞；

压力传感器问题。

系统压力高的故障排除流程图如下：

2. 产生压力低情况的可能原因：

系统内有渗漏处；

单向阀堵塞；

入口管路有气泡；

溶剂滤头堵塞；

所用溶剂不正确，储液瓶中无溶剂；

温度太高，流速太低；

泵未输送流动相；

泵关闭或保险丝断了。

以上为仪器单向阀的结构示意图，如果某些原因造成宝石球与球基座发生黏结，造成液体不能进入到泵中，从而造成泵的压力偏低。

3. 造成压力波动可能的原因有：

脱气机排气不充分；

流动相未正确脱气；

所用溶剂不混溶或易挥发；

压力传感器及泵问题。

其中，大多数的压力波动都是由于气泡引起的（如下图）：

更多仪器使用经验及实验小技巧分享，欢迎各位至沃特世公众号

相关阅读：

液相常见故障之【色谱峰异常】

液相故障排查之【基线噪音】

Alliance液相仪器故障排查之【压力波动篇】