實驗室必備技能：高效液相色譜

高效液相色譜（HPLC）是色譜法的一種，以液體為流動相，採用高壓輸液系統，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩衝液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內各成分被分離後，進入檢測器進行檢測，從而實現對試樣的分析。該方法已成為化學、醫學、工業、農學、商檢和法檢等學科領域中重要的分離分析技術。

作為實驗室最常見的精密儀器之一，其使用頻率較高，容易出現各種故障，因此，小編整理了HPLC使用過程中常見的日常維護和保養方法，希望給用戶的日常使用提供一定的參考。

流動相及樣品的製備要求

1.高效液相級色譜醇，二次蒸餾水，緩衝鹽一定要過濾，且流動相需要定期更換。

2.流動相脫氣至關重要（可採用抽濾，超聲波脫氣等方法）；

3.樣品溶解後，用0.22微米的有機系膜或者水系膜過濾。

高壓恆流泵的維護和保養

1.高壓恆流泵為整個色譜系統提供穩定均衡的流動相流速，保證系統的穩定運行和系統的重現性。高壓輸液泵由步進電機和柱塞等組成，高壓力長時間的運行回逐漸磨損泵的內部結構。在升高流速的時候應梯度升高，最好每次升高0.2mL/min，當壓力穩定時再升高，如此反覆直到升高到所需流速。

2.特殊情況下可拆下濾頭抽取以判斷其中是否堵塞；亦可用注射器吸取流動相通過吸濾頭打出以判斷其是否堵塞。若有堵塞情況可用異丙醇或甲醇超聲波清洗；清洗不成功則需要更換。

3.在儀器使用完了以後，要及時清洗管路並沖洗泵，保證泵的良好運轉環境，保證泵的正常使用壽命。

色譜柱的維護和保養

1.所使用的流動相均應為HPLC級或相當於該級別的，在配置過程中所有非HPLC級的試劑或溶液均經0.22um薄膜過濾，而且流動相使用前都經過超聲儀超聲脫氣後才使用。

2.所使用的水必須是經過蒸餾純化後再經過0.22um水膜過濾後使用，所有試液均現用現配。並且在進樣的樣品都必須經過0.22um薄膜針筒過濾後進樣。

3.所使用到的最大流速為1.0mL/min，所以流速提升過程應是梯度提升，不存在流速的突升突降。

4.儀器檢測完，需要用流動相梯度洗脫色譜柱1小時以上。

工作站的維護

出現死機可重啟計算機；不正常運行時，首先可更換電腦測試其硬體故障；或在本機上重新插拔介面、重新安裝軟體。

常見問題及解決方法

1柱壓問題

柱壓問題是使用高效液相色譜過程中需要密切注意的地方，柱壓的穩定與色譜圖峰形的好壞、柱效、分離效果及保留時間等密切相關。所謂柱壓穩定並不是指壓力值穩定於一個恆定值而是指壓力波動範圍在345kPa 以內或在50PSI之間（在使用梯度洗脫時，柱壓平穩緩慢的變化是允許的）。壓力過高、過低都屬於柱壓問題。

壓力過高

這是高效液相在使用中最常見的問題，指的是壓力突然升高。

1、一般都是由於流路中有堵塞的原因。此時，我們應該分段進行檢查。

(1).首先斷開真空泵的入口處，此時PEEK管里充滿液體，使PEEK管低於溶劑瓶，看液體是否自由滴下，如果液體不滴或緩慢滴下，則是溶劑過濾頭堵塞。處理方法：用30%的硝酸浸泡半個小時，在用超純水沖洗乾淨。如果液體自由滴下，溶劑過濾頭正常，在檢查；

(2).打開Purge閥，使流動相不經過柱子，如果壓力沒有明顯下降，則是過濾白頭堵塞。處理方法：將過濾白頭取出，用10%的異丙醇超聲半個小時。如果壓力降至100PSI以下，過濾白頭正常，在檢查；

(3).把色譜柱出口端取下，如果壓力不下降，則是柱子堵塞。處理方法：如果是緩衝鹽堵塞，則用95%的水沖至壓力正常。如果是一些強保留的物質導致堵塞，則要用比現在流動相更強的流動相衝至壓力正常。假如按上面的方法長時間沖洗壓力都不下降，則可考慮將柱子的進出口反過來接在儀器上，用流動相衝洗柱子。這時，如果柱壓仍不下降，只有換柱子入口篩板，但一旦操作不甚，很容易造成柱效下降，所以盡量少用。問題無法解決可考慮更換色譜柱。

2、流速設定不正確：可重新設定正確流量。

3、流動相配比不正確：不同配比的流動相其黏度係數不相同，較高黏度的流動相相應的系統壓力也大，如果可能可更換黏度較小的溶劑或重新設定配比。

4、系統壓力零點漂移：調節壓力感測器的零點。

壓力過低

1、一般是由於系統泄漏，處理方法：尋找各個介面處，特別是色譜柱兩端的介面，把泄漏的地方旋緊即可。拆下柱子加適當力擰緊或襯四氟薄膜。

2、泵里進了空氣，但此時表現的往往是壓力不穩，忽高忽低，更嚴重一點會導致泵無法吸上液體。處理方法：打開Purge閥，用3~5ml/min的流速沖洗，如果不行，則要用專用針筒在排空閥處借住外力將氣泡吸出。

3、無流動相流出：檢查儲液瓶中有無流動相，沉子是否浸在流動相中，泵是否運行。

4、參比閥未關閉：將流速降低後關閉參比閥。一般降至0.1～0.2mL/min後關閉參比閥。

2基線問題

基線漂移

基線漂移是色譜工作者普遍遇到的問題,在實際工作中,我們經常能遇到基線漂移的情況,特別是在梯度洗脫的時候,基線漂移是常有的事。一般說來，機器剛起動時，基線容易漂移，大概要30min的平衡時間，如果你用了緩衝溶液或緩衝鹽，還有就是在低波長下（220nm）平衡時間相對會比較長，但如果你在實驗過程中發現基線漂移，則你要考慮下面的原因：

1、柱溫波動 控制好柱子和流動相的溫度，檢查是否有打開的窗戶或空調對著柱溫箱。

2、流通池被污染或有氣體 用甲醇或其他強極性溶劑沖洗流通池（最好斷開柱子）。如有需要，可以用1N的硝酸（不要用鹽酸）。

3、紫外燈能量不足 更換新的紫外燈

4、流動相污染、變質或由低品質溶劑配成。 檢查流動相的組成，使用高品質的化學試劑及HPLC級的溶劑。

基線噪音

對於紫外檢測器，氘燈光源打開後要預熱30 min以上，基線才能穩定。雜訊是指與被測物無關的檢測器輸出信號的隨機擾動變化，分短期雜訊和長期雜訊兩種。

氘燈用的過久，接近壽命期時( 氘燈的壽命約1 000 h) , 會使基線噪音明顯增加, 應及時更換氘燈。除光源外, 流路中的氣泡也會產生噪音。對於判斷基線雜訊增大是由於光源燈的老化還是來自流路中的氣泡的問題，可將泵關上，繼續走基線，如果雜訊立即停止，基線呈一條直線，說明基線雜訊來自流動相中的氣泡，應設法排氣；若停泵後仍有噪音出現，應考慮是燈的問題。

3保留時間

保留時間的漂移往往由柱老化引起,而柱老化不可能引起保留時間的無規律波動。事實上,保留時間漂移的多半原因是由於不同機理的色譜柱老化,如固定相流失(例如通過水解) ,色譜柱污染(由樣品或流動相所致)等。保留時間漂移的幾種最常見的原因和解決方法如下：

色譜柱平衡

如果觀察到保留時間漂移,首先應考慮色譜柱是否已經平衡。

在每一次運行之前給予足夠的時間平衡色譜柱。通常平衡需要10～20個柱體積的流動相,但如果在流動相中加入少量添加劑(如離子對試劑)則需要相當長的時間來平衡色譜柱。流動相污染也可能是原因之一。溶於流動相中的少量污染物可能慢慢富集到色譜柱上,從而造成保留時間的漂移。應注意:水是很容易污染的流動相成分。

固定相穩定性

固定相的穩定性都是有限的,即使在推薦的pH範圍內使用,固定相也會慢慢水解。

例如,硅膠基質在pH4時水解穩定性最好,水解速度與流動相類型和配體有關。雙官能團配體和三官能團配體比單官能團配體的鍵合相要穩定;長鏈鍵合相比短鏈鍵合相穩定;烷基鍵合相比氰基鍵合相穩定的多。

經常清洗色譜柱亦會加速色譜柱固定相的水解。其他硅膠基質鍵合相在水溶液環境中也可以發生水解,如氨基鍵合相等。

色譜柱污染

保留時間漂移的另一個常見原因是色譜柱污染。

HPLC色譜柱是非常有效的吸附性過濾器,它可以過濾並吸附流動相攜帶的任何物質。污染源可以是:流動相本身,流動相容器,連接管、泵、進樣器和儀器密封墊,以及樣品等。

通常通過實驗可判斷污染的來源。樣品中如果存在色譜柱上保留很強的組分,就可能是使保留時間漂移的潛在根源。這些根源通常是樣品基質,如:配藥中的賦形劑,生化樣品(如血清)中的蛋白及類脂類化合物,食品樣品中的澱粉,環境水樣中的腐殖酸等。

通常樣品中的強保留組分具有較高的分子量,在此情況下,保留時間漂移的同時或其後會有反壓的增加,可以通過使用固相提取( SPE)等樣品前處理方法來去除樣品基質的影響,避免色譜柱污染最簡單的方法是防患於未然。相比之下,找到問題的所在並設計有效的清洗步驟以去除污染物要困難的多。

通常使用在給定色譜條件下的強溶劑,但並非所有污染物都可以在流動相中溶解。如THF可去除反相色譜柱中的許多污染物,但蛋白在THF中就不能溶解, DMSO常常用於去除反相色譜柱中的蛋白。使用保護柱是個非常有效的方法。反衝色譜柱僅是不得已時採用的辦法。

流動相組成

流動相組成的緩慢變化也是保留時間漂移的常見原因。如流動相中易揮發組分的揮發及循環使用流動相等,應防止流動相由於蒸發、反應等等原因造成的變化。

保留時間重現是液相性能好壞的一個重要標誌，同一種東西，兩次的保留時間相差不要超過15s，超過了半分鐘可看做保留時間漂移，就無法進行定性。

4峰型異常問題

峰型問題是液相的主要問題，在做液相過程中，我們就是要變換不同的條件來改善不好的峰型，對於各種各樣的異常峰，要區別對待，從主要問題出發，一個一個加以解決。

色譜圖中未出峰

系統未進樣或樣品分解；泵未輸液或流動相使用不正確；檢測器設置不正確；針對以上情況成因作相應調整即可。

一個峰或幾個峰是負峰

流動相吸收本底高；進樣過程中進入空氣；樣品組分的吸收低於流動相。

所有峰均為負峰

信號電纜接反或檢測器輸出極性設置顛倒；光學裝置尚未達到平衡。

所有峰均為寬峰

系統未達到平衡；溶解樣品的溶劑極性比流動相差很多；色譜柱尺寸及類型選擇不正確；色譜柱或保護柱被污染或柱效降低；溫度變化造成的影響。

所出峰比預想的小

樣品黏度過大；進樣品故障或進樣體積誤差；檢測器設置不正確．定量環體積不正確；檢測池污染；檢測器燈出現問題。

出現雙峰或肩峰

進樣量過大；樣品濃度過高；保護柱或色譜柱柱頭堵塞；保護拄或色譜柱污染或失效；柱塌陷或形成短通道。

前伸峰

進樣量或樣品濃度高，溶解樣品的溶劑較流動相極性強；保護柱或色譜柱污染或失效。

柱溫低：升高柱溫；

樣品溶劑選擇不恰當：使用流動相作為樣品溶劑；

樣品過載：降低樣品含量；

色譜柱損壞：更換柱子。

拖尾峰

柱超載，降低樣品量；增加柱直徑採用較高容量的固定相；峰干擾，對樣品進行清潔過濾；調整流動相；硅羥基作用，加入三乙胺，用鹼致鈍化柱增加緩衝液或鹽的濃度降低流動相pH值；柱內燒結不鏽鋼失效，更換燒結不鏽鋼；加在線過濾器，對樣品進行過濾；死體積或柱外體積過大，將連接點降至最低；儘可能使用內徑較細的連接管；柱效下降，更換柱子；採用保護柱，對柱子進行再生。

出現平頭峰

檢測器設置不正確；進樣體積太大或樣品濃度太高。

出現鬼峰

進樣閥殘餘峰，可能為上次樣品的殘餘。在每次進完樣後用充足的時間來平衡和清洗系統；樣品中存在未知物，改進樣品的預處理；流動相污染，更換新流動相，儘可能現配現用，隔夜的流動相再次使用時要過濾；儘可能使用HPLC級試劑；流路中有小的氣泡，打開Purge閥，加大流速排除。

峰分叉

保護柱或分析柱污染：取下保護柱再進行分析,如果必要更換保護柱。如果分析柱阻塞,拆下來清洗。如果問題仍然存在,可能是柱子被強保留物質污染,運用適當的再生措施。如果問題仍然存在,入口可能被阻塞,更換篩板或更換色譜柱。樣品溶劑不溶於流動相改變樣品溶劑,如果可能採取流動相作為樣品溶劑。

峰變形

樣品過載，減少樣品載量。

早出的峰變形

樣品溶劑選擇不恰當 減少進樣體積 運用低極性樣品溶劑

早出的峰拖尾程度大於晚出的峰

柱外效應 調整系統連接(使用更短、內徑更小的管路) 使用小體積的流通池

酸性或鹼性化合物的峰拖尾

緩衝不合適使用濃度50～100 mM的緩衝液使用Pka等於流動相pH值的緩衝液

額外的峰

（1）樣品中有其他組分：正常現象；

（2）前一次進樣的洗脫峰：增加運行時間或梯度斜率提高流速；

（3）空位或鬼峰：檢查流動相是否純凈 使用流動相作為樣品溶劑 減少進樣體積。

（來源：檢測家，實驗與分析）

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