小伙伴們用液相做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候是不是總會(huì)遇到各種壓力問題和基線問題,比如高了,低了,堵了,漏了,飄了等等。今天一起來(lái)看看導(dǎo)致這些問題的原因吧,從根源上突破~
液相色譜壓力異常
液相系統(tǒng)壓力產(chǎn)生的原因在于流動(dòng)相流經(jīng)管路及色譜柱時(shí)會(huì)有阻力,即所謂的反壓或系統(tǒng)壓力。漏液會(huì)引起系統(tǒng)壓力的降低,而堵塞會(huì)引起系統(tǒng)壓力的飆升。系統(tǒng)壓力的單位有:巴(Bar)、兆帕(Mpa)和磅/平方英吋(psi),它們之間的換算關(guān)系為1Bar=0.1Mpa=14.5psi。
1、影響因素
影響系統(tǒng)壓力的因素主要有流動(dòng)相的溶劑組成、溫度及流速這三方面:
1)流動(dòng)相的粘度是產(chǎn)生反壓的主要原因,下圖為有機(jī)溶劑-水的粘度隨組成與壓力的關(guān)系圖:
由上圖可以看到,乙腈-水比例為(20:80)、甲醇-水比例為(40:60至50:50)時(shí),系統(tǒng)的壓力最大。因此,在做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量避開這個(gè)比例范圍。另外,異丙醇粘度大,一般不作流動(dòng)相使用。
2)流速對(duì)反壓的影響是線性關(guān)系,流速增加,反壓亦增大。
3)溫度對(duì)反壓的影響是反比關(guān)系,溫度升高,反壓降低,對(duì)某些流動(dòng)相的影響更大一些。
4)液相色譜儀各模塊之間的連接管路也會(huì)產(chǎn)生壓力,系統(tǒng)壓力與管路的長(zhǎng)度成正比,與管路直徑的四次方成反比(1/4D)。上述考慮的是柱外因素對(duì)系統(tǒng)壓力的影響,色譜柱對(duì)系統(tǒng)壓力的影響也很大,反壓與色譜柱長(zhǎng)度成正比,與填料顆粒度的平方成反比(2.5μm填料比3.5μm填料反壓高)。
2、壓力原因
具體到壓力問題的表現(xiàn)形式上,主要有壓力高、壓力低或沒有壓力以及壓力不穩(wěn):
①造成壓力高問題的主要原因有:
1)溫度太低;
2)流速太高;
3)流動(dòng)相粘度大;
4)管路堵塞;
5)儀器或色譜柱堵塞;
6)壓力傳感器問題。
②產(chǎn)生壓力低情況的可能原因:
1)系統(tǒng)內(nèi)有滲漏處;
2)單向閥堵塞;
3)入口管路有氣泡;
4)溶劑濾頭堵塞;
5)所用溶劑不正確,儲(chǔ)液瓶中無(wú)溶劑;
6)溫度太高,流速太低;
7)泵未輸送流動(dòng)相;
8)泵關(guān)閉或保險(xiǎn)絲斷了。圖片
以上為儀器單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖,如果某些原因造成寶石球與球基座發(fā)生黏結(jié),造成液體不能進(jìn)入到泵中,從而造成泵的壓力偏低。
3、造成壓力波動(dòng)可能的原因有:
1)脫氣機(jī)排氣不充分;
2)流動(dòng)相未正確脫氣;
3)所用溶劑不混溶或易揮發(fā);
4)壓力傳感器及泵問題。
基線噪音為題
1、基線噪音大
1)流動(dòng)相中有氣體:溶劑脫氣;
2)流動(dòng)池中有氣泡:在出口處使用0.009”的管路;
3)色譜柱上的污染物被洗脫:平衡系統(tǒng),直至基線穩(wěn)定;如樣品中有保留非常強(qiáng)的組分,可設(shè)置強(qiáng)洗脫程序;
4)滲漏:此時(shí)應(yīng)修復(fù)滲漏,重新連接或更換接頭;
5)檢測(cè)器燈能量低:更換燈;
6)靈敏度太高:使用合適的采樣頻率,調(diào)節(jié)增益(如ELSD檢測(cè)器);
7)檢測(cè)器流動(dòng)池臟:清潔流動(dòng)池;
8)電噪音:除去電噪音的來(lái)源:屏蔽電纜,清潔觸點(diǎn);
9)采樣頻率設(shè)置過(guò)大:一味追求高采樣頻率,可能對(duì)靈敏度沒有任何幫助,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生比較大的噪音:UV檢測(cè)器推薦降低采樣頻率,HPLC推薦1-5Hz,UPLC推薦20Hz。
2、同步的基線噪音
1)大多數(shù)情況下都是泵引起的,泵頭中存在空氣:將溶劑脫氣,并重新灌注泵;
2)單向閥問題:超聲清洗單向閥或更換;
3)柱塞桿斷裂:更換;
4)混合問題:更換一個(gè)體積更大的Mixer,以增加系統(tǒng)體積;
5)電噪音:改變電路,除去來(lái)源。
3、不同步的基線噪音
1)氣泡:流動(dòng)相要脫氣;
2)檢測(cè)器中有氣泡/空氣:流動(dòng)相脫氣,或在檢測(cè)器的后面加反壓(不適用于RI檢測(cè)器);
3)滲漏:特別是肉眼無(wú)法發(fā)現(xiàn)的微漏或者泵的內(nèi)漏,會(huì)造成流速的變化和混合比例的變化,從而導(dǎo)致基線噪音,此時(shí)應(yīng)修復(fù)滲漏,重新連接或更換接頭;
4)管路堵塞:除去堵塞,沖洗系統(tǒng);
5)電噪音:除去來(lái)源,改變電路。
4、基線漂移:上漂或者下漂
1)梯度變化引起,如溶劑B的吸收值高于溶劑A:使用基線差減,或嘗試新的流動(dòng)相;
2)化合物從色譜柱上洗脫:平衡系統(tǒng),直至基線穩(wěn)定;如樣品中有保留非常強(qiáng)的組分,可設(shè)置強(qiáng)洗脫程序;
3)溶劑改變(氣體吸附,蒸發(fā)):氦氣脫氣,隔離溶劑;
4)溶劑滲漏:擰緊或者更換接頭;
5)檢測(cè)器溫度影響(尤其是示差,電化學(xué)以及電導(dǎo)檢測(cè)器):流動(dòng)池溫度調(diào)節(jié);
6)柱溫波動(dòng):等待柱溫平穩(wěn),使用柱預(yù)加熱器;
7)壓力變化:過(guò)濾溶劑以及樣品,或樣品太粘稠;
8)混合問題:更換一個(gè)體積更大的Mixer,以增加系統(tǒng)體積。
5、Cyclic基線
1)溫度影響:隔離熱源,或搬離臨近的通風(fēng)口,或增加流動(dòng)池溫度;
2)混合問題:更換一個(gè)體積更大的Mixer,以增加系統(tǒng)體積;
3)流動(dòng)相中的氣體:溶劑脫氣;
4)泵不穩(wěn)定:檢查維修泵;
5)管路堵塞:沖洗系統(tǒng),排除并除去堵塞源頭;
6)電問題:改變電路,或除去根源。
6、基線上的毛刺
1)氣泡:溶劑脫氣,并重新灌注泵,流動(dòng)相脫氣越好,基線就會(huì)越好;
2)信號(hào)連接不好,連線變松:清潔并擰緊檢測(cè)器上的導(dǎo)線,或檢查連線是否有損壞,或更換鏟形接線片;
3)燈繼電器試圖點(diǎn)燃熄滅的燈:更換燈;
4)電噪音:更換電路,或除去根源。
7、小結(jié)
1)確保無(wú)電源及電噪音干擾;
2)為避免基線噪音,確保儀器系統(tǒng)內(nèi)無(wú)氣泡或空氣,流動(dòng)相首選過(guò)濾脫氣;排盡管路、進(jìn)樣器、檢測(cè)池中的氣泡;選擇合適的接頭和管路,防止?jié)B漏;
3)在編輯方法時(shí),針對(duì)HPLC和UPLC儀器UV檢測(cè)器設(shè)置合適的采樣頻率,HPLC推薦1-5Hz,UPLC推薦20Hz;
4)保持良好的操作習(xí)慣,如UPLC儀器水相流動(dòng)相每天更換,添加了緩沖鹽的流動(dòng)相過(guò)0.2μm溶劑過(guò)濾膜等,都會(huì)減小基線噪音的產(chǎn)生。
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液相色譜壓力異常
液相系統(tǒng)壓力產(chǎn)生的原因在于流動(dòng)相流經(jīng)管路及色譜柱時(shí)會(huì)有阻力,即所謂的反壓或系統(tǒng)壓力。漏液會(huì)引起系統(tǒng)壓力的降低,而堵塞會(huì)引起系統(tǒng)壓力的飆升。系統(tǒng)壓力的單位有:巴(Bar)、兆帕(Mpa)和磅/平方英吋(psi),它們之間的換算關(guān)系為1Bar=0.1Mpa=14.5psi。
1、影響因素
影響系統(tǒng)壓力的因素主要有流動(dòng)相的溶劑組成、溫度及流速這三方面:
1)流動(dòng)相的粘度是產(chǎn)生反壓的主要原因,下圖為有機(jī)溶劑-水的粘度隨組成與壓力的關(guān)系圖:
由上圖可以看到,乙腈-水比例為(20:80)、甲醇-水比例為(40:60至50:50)時(shí),系統(tǒng)的壓力最大。因此,在做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量避開這個(gè)比例范圍。另外,異丙醇粘度大,一般不作流動(dòng)相使用。
2)流速對(duì)反壓的影響是線性關(guān)系,流速增加,反壓亦增大。
3)溫度對(duì)反壓的影響是反比關(guān)系,溫度升高,反壓降低,對(duì)某些流動(dòng)相的影響更大一些。
4)液相色譜儀各模塊之間的連接管路也會(huì)產(chǎn)生壓力,系統(tǒng)壓力與管路的長(zhǎng)度成正比,與管路直徑的四次方成反比(1/4D)。上述考慮的是柱外因素對(duì)系統(tǒng)壓力的影響,色譜柱對(duì)系統(tǒng)壓力的影響也很大,反壓與色譜柱長(zhǎng)度成正比,與填料顆粒度的平方成反比(2.5μm填料比3.5μm填料反壓高)。
2、壓力原因
具體到壓力問題的表現(xiàn)形式上,主要有壓力高、壓力低或沒有壓力以及壓力不穩(wěn):
①造成壓力高問題的主要原因有:
1)溫度太低;
2)流速太高;
3)流動(dòng)相粘度大;
4)管路堵塞;
5)儀器或色譜柱堵塞;
6)壓力傳感器問題。
②產(chǎn)生壓力低情況的可能原因:
1)系統(tǒng)內(nèi)有滲漏處;
2)單向閥堵塞;
3)入口管路有氣泡;
4)溶劑濾頭堵塞;
5)所用溶劑不正確,儲(chǔ)液瓶中無(wú)溶劑;
6)溫度太高,流速太低;
7)泵未輸送流動(dòng)相;
8)泵關(guān)閉或保險(xiǎn)絲斷了。圖片
以上為儀器單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖,如果某些原因造成寶石球與球基座發(fā)生黏結(jié),造成液體不能進(jìn)入到泵中,從而造成泵的壓力偏低。
3、造成壓力波動(dòng)可能的原因有:
1)脫氣機(jī)排氣不充分;
2)流動(dòng)相未正確脫氣;
3)所用溶劑不混溶或易揮發(fā);
4)壓力傳感器及泵問題。
基線噪音為題
1、基線噪音大
1)流動(dòng)相中有氣體:溶劑脫氣;
2)流動(dòng)池中有氣泡:在出口處使用0.009”的管路;
3)色譜柱上的污染物被洗脫:平衡系統(tǒng),直至基線穩(wěn)定;如樣品中有保留非常強(qiáng)的組分,可設(shè)置強(qiáng)洗脫程序;
4)滲漏:此時(shí)應(yīng)修復(fù)滲漏,重新連接或更換接頭;
5)檢測(cè)器燈能量低:更換燈;
6)靈敏度太高:使用合適的采樣頻率,調(diào)節(jié)增益(如ELSD檢測(cè)器);
7)檢測(cè)器流動(dòng)池臟:清潔流動(dòng)池;
8)電噪音:除去電噪音的來(lái)源:屏蔽電纜,清潔觸點(diǎn);
9)采樣頻率設(shè)置過(guò)大:一味追求高采樣頻率,可能對(duì)靈敏度沒有任何幫助,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生比較大的噪音:UV檢測(cè)器推薦降低采樣頻率,HPLC推薦1-5Hz,UPLC推薦20Hz。
2、同步的基線噪音
1)大多數(shù)情況下都是泵引起的,泵頭中存在空氣:將溶劑脫氣,并重新灌注泵;
2)單向閥問題:超聲清洗單向閥或更換;
3)柱塞桿斷裂:更換;
4)混合問題:更換一個(gè)體積更大的Mixer,以增加系統(tǒng)體積;
5)電噪音:改變電路,除去來(lái)源。
3、不同步的基線噪音
1)氣泡:流動(dòng)相要脫氣;
2)檢測(cè)器中有氣泡/空氣:流動(dòng)相脫氣,或在檢測(cè)器的后面加反壓(不適用于RI檢測(cè)器);
3)滲漏:特別是肉眼無(wú)法發(fā)現(xiàn)的微漏或者泵的內(nèi)漏,會(huì)造成流速的變化和混合比例的變化,從而導(dǎo)致基線噪音,此時(shí)應(yīng)修復(fù)滲漏,重新連接或更換接頭;
4)管路堵塞:除去堵塞,沖洗系統(tǒng);
5)電噪音:除去來(lái)源,改變電路。
4、基線漂移:上漂或者下漂
1)梯度變化引起,如溶劑B的吸收值高于溶劑A:使用基線差減,或嘗試新的流動(dòng)相;
2)化合物從色譜柱上洗脫:平衡系統(tǒng),直至基線穩(wěn)定;如樣品中有保留非常強(qiáng)的組分,可設(shè)置強(qiáng)洗脫程序;
3)溶劑改變(氣體吸附,蒸發(fā)):氦氣脫氣,隔離溶劑;
4)溶劑滲漏:擰緊或者更換接頭;
5)檢測(cè)器溫度影響(尤其是示差,電化學(xué)以及電導(dǎo)檢測(cè)器):流動(dòng)池溫度調(diào)節(jié);
6)柱溫波動(dòng):等待柱溫平穩(wěn),使用柱預(yù)加熱器;
7)壓力變化:過(guò)濾溶劑以及樣品,或樣品太粘稠;
8)混合問題:更換一個(gè)體積更大的Mixer,以增加系統(tǒng)體積。
5、Cyclic基線
1)溫度影響:隔離熱源,或搬離臨近的通風(fēng)口,或增加流動(dòng)池溫度;
2)混合問題:更換一個(gè)體積更大的Mixer,以增加系統(tǒng)體積;
3)流動(dòng)相中的氣體:溶劑脫氣;
4)泵不穩(wěn)定:檢查維修泵;
5)管路堵塞:沖洗系統(tǒng),排除并除去堵塞源頭;
6)電問題:改變電路,或除去根源。
6、基線上的毛刺
1)氣泡:溶劑脫氣,并重新灌注泵,流動(dòng)相脫氣越好,基線就會(huì)越好;
2)信號(hào)連接不好,連線變松:清潔并擰緊檢測(cè)器上的導(dǎo)線,或檢查連線是否有損壞,或更換鏟形接線片;
3)燈繼電器試圖點(diǎn)燃熄滅的燈:更換燈;
4)電噪音:更換電路,或除去根源。
7、小結(jié)
1)確保無(wú)電源及電噪音干擾;
2)為避免基線噪音,確保儀器系統(tǒng)內(nèi)無(wú)氣泡或空氣,流動(dòng)相首選過(guò)濾脫氣;排盡管路、進(jìn)樣器、檢測(cè)池中的氣泡;選擇合適的接頭和管路,防止?jié)B漏;
3)在編輯方法時(shí),針對(duì)HPLC和UPLC儀器UV檢測(cè)器設(shè)置合適的采樣頻率,HPLC推薦1-5Hz,UPLC推薦20Hz;
4)保持良好的操作習(xí)慣,如UPLC儀器水相流動(dòng)相每天更換,添加了緩沖鹽的流動(dòng)相過(guò)0.2μm溶劑過(guò)濾膜等,都會(huì)減小基線噪音的產(chǎn)生。
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