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維護與保養(yǎng)的一個重要作用就是保障保證一個良好的檢測狀態(tài),確保得到準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù) , 影響分析儀器的可持續(xù)運行有因素主要有:
1.易損件清理更換不及時;
2.硬件使用不科學(xué);
3.儀器本身選購及配置不當(dāng);
※各種分析儀器從結(jié)構(gòu)、功能、應(yīng)用各方面差別極大,但是經(jīng)常出的問題以及維護保養(yǎng)的方向還是有一定的共性。這種共性就是:“儀器本身各個固定部件很少出問題,只有使用者經(jīng)常接觸到的地方才容易出故障”。
下面分別就氣相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、液相色譜儀談?wù)劯髯缘某R姽收霞俺S镁S護:
部分:氣相色譜儀
在使用氣相色譜儀時(以下主要以配有分流進樣口和氫火焰檢測器的氣相色譜儀為例),使用者經(jīng)常做的對儀器結(jié)構(gòu)有改變的行為莫過于換柱了,雖然換柱和扎針一樣,都是氣相色譜工作者的基本功,但是,至少有一半的問題與之相關(guān)。
問題1:漏氣
進樣墊漏氣,接柱的固定螺絲漏氣,尤其是使用填充柱而又采用硅石墨墊更會如此。如果用橡膠圈好些,但是不需用,需要定期更換。毛細柱由于采用石墨墊圈則漏氣問題相對好些。
問題2:固定位置不準(zhǔn):
這是制約靈敏度的一個關(guān)鍵點。填充柱由于是剛性的,尺寸形狀固定,在換裝時,一般容易掌握。常出問題的是毛細柱,由于其本身柔性,在進樣口和檢測器內(nèi)的長度*由使用者個人掌握,如果把握不準(zhǔn),會成為制約實驗效果的一個重要因素。不同公司儀器的裝柱尺寸是不同的,在使用不同襯管時也有很大區(qū)別。有些儀器提供了的測量工具,有些則沒有。
問題3:清理更換不及時:
這是硬件*而檢測狀態(tài)不好的主要原因,其具體表現(xiàn)就是污染,如,進樣口襯管及玻璃棉污染,柱內(nèi)污染,檢測器污染,如果不及時更換或清洗,會造成基線不穩(wěn),靈敏度下降等現(xiàn)象。
對策:
定期清洗,定期更換,用檢漏液測漏,是常用但不是好的處理方法。我覺得,的方法是狀態(tài)監(jiān)控,時刻觀察系統(tǒng)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題馬上判斷問題再處理問題。同一臺機,同一根柱,在同yi流量,同一柱頭壓下,應(yīng)該有基本一致的信號基線和差不多的穩(wěn)定時間,儀器狀態(tài)的不同問題會有各種不同的反映。(儀器的信號遠不只檢測信號那么簡單,它不僅表述了實驗對象,也表述了儀器本身的狀態(tài))
例 1 : 裝柱后,通上一定的流量,柱頭壓和平時不一樣。如果柱頭壓明顯比平時高,可能是柱頭堵塞。如果低,可能是漏氣或柱斷裂,漏氣可以在關(guān)閉柱箱風(fēng)扇后應(yīng)該能聽到聲音,柱斷裂可以很容易看出來。
例 2: 流量正常,柱頭壓正常,但基線信號明顯地低且穩(wěn)定奇快。這種現(xiàn)象在使用毛細柱時常發(fā)生,原因多半就是噴嘴堵塞。確定是否這個原因的方法就是進空白溶劑,如果信號比平時低了很多,而且出峰時間又晚了一些,就基本就是這個原因,這時只能關(guān)機清洗。
例 3 : 流量正常,柱頭壓正常,在三溫(OVEN,INJ,DET)到達設(shè)定值后,但基線信號明顯地偏高且不穩(wěn)定。這種情況多是污染。污染又分:進樣口污染,柱污染,檢測器污染。確定是哪一種故障并不容易(有時還是交叉反應(yīng)),但是處理方法卻一致:停機-清洗-升溫烤。我建議每次清洗應(yīng)把檢測器和進樣口都處理一下,畢竟耗時間的是降溫升溫。以上三個例子都強調(diào)了一個“與平時不同”,這就需要我們在做實驗時有一個長期的狀態(tài)觀察積累。(不同檢測器有不同的特性,以上針對FID )
第二部分 : 氣質(zhì)聯(lián)用儀
氣質(zhì)聯(lián)用儀可以看作是毛細管柱氣相色譜儀加上質(zhì)量檢測器的組合,它常出的問題也是兩者相加。我們對氣質(zhì)聯(lián)用儀本身的操作一般是換柱和清洗離子源,大多數(shù)問題也是由這兩步操作而來。它們主要的表現(xiàn)就是漏氣而造成的抽真空不正常。出問題的位置在于毛細管柱進入質(zhì)譜腔的接口和質(zhì)譜腔體開門時的密封圈,毛細管柱進入質(zhì)譜腔的接口密封不嚴(yán):
需要注意的有:
1. 伸入質(zhì)譜腔中的長度不適當(dāng),太長或太短都不行;
2. 墊圈 要松緊合適,太松會有漏氣的隱患,太緊則會壓碎墊圈;
清洗離子源時打開腔體后密封不嚴(yán):
門上的密封圈(島津的是門,安捷倫的是蓋)上只要沾了一點點肉眼無法察覺的毛發(fā)或絨線就會引起漏氣。這時一般操作書上要求的都是戴上尼龍手套清潔,但這對于處理離子源時是很重要的,但是對于處理密封圈來說,不戴手套的效果更好。原因是手上多少會有一些油脂,只要沿著密封圈抹上一圈,可以有效地消除絨線的影響,而這些油脂離加熱源遠,和離子源也遠,基本屬大分子有機物,對于檢測沒有影響。平時操作質(zhì)譜時,要對在通氣和不通氣的情況下,多長時間真空度能達到多少有一個大致的數(shù)值概念標(biāo)準(zhǔn)。如果換柱或清洗離子源后,抽真空的速率比平時差距太遠,就要先考慮是否是安裝不當(dāng)漏氣的問題,早些降溫關(guān)機處理。溶劑延遲是其它氣相檢測器沒有的概念,如果忘記設(shè)置合理的溶劑延遲時間,會對燈絲造成嚴(yán)重的損害,這是質(zhì)譜初學(xué)者常犯的錯誤。
另一個可能造成嚴(yán)重后果的行為是: 沒有等溫度降到室溫就急著拆機拆離子源,曾經(jīng)發(fā)生過在熱的時候拆機,冷了以后裝不回去的案例。在實驗狀態(tài)方面,主要還是污染問題。進樣口和柱污染的處理和普通氣相一致,至于質(zhì)譜檢測器,一般來說,80%以上的污染是在離子源部分。我們需要對調(diào)諧后的電壓時常注意,升高到一定程度就要考慮是否要清洗離子源了,而四極桿部分一般不用動。氣質(zhì)聯(lián)用的日常保養(yǎng)容易忽視的是機械泵的保養(yǎng),主要是換機油和分子篩。
特別提示:買氣質(zhì)時千萬別忘記配 UPS 。
第三部分液相色譜儀
液相色譜儀是屬于易學(xué)難用的儀器,特別講究“正確使用”和經(jīng)驗。液相工作者接觸多的是流動相,也就是流動相,是造成液相色譜各種問題的主要源頭。液相色譜儀常見的故障一是堵,二是漏。下面就這兩點分別展開討論。(注:流動相以甲醇為例,色譜柱以 C18 為例)
“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,主要原因就是流動相里有雜質(zhì),雜質(zhì)的主要來源就是細菌,“堵”的原因之一:配制流動相時細菌污染。首先我們要認識到,一般的國產(chǎn)甲醇其實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)前端的過濾頭上排除,真正容易引起問題的,是水中的細菌。新制備的純水在室內(nèi)放置幾天就會長菌,而這些細菌雖然肉眼不可見,卻足以堵塞柱填料顆粒的空隙,造成柱子很快報廢。這就是在配制流動相時造成的細菌污染的原因,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:
(1)理想的方式當(dāng)然是購買實驗室純水機,既方便又可靠,質(zhì)量也放心,唯yi的缺點就是價格不菲。
(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。先隨機抽取一支做一下細菌平板實驗,待菌落數(shù)合格方可使用。這樣每次只要單獨開一支即可,也很方便。每次成本2 元左右。
這里特別指出一個細節(jié):
在絕大多數(shù)書本上,凡談到配制流動相都會談到后有一個過濾的步驟,但是,從我們長期使用的實際效果來說,只要能保證水的質(zhì)量,這一步*可以也應(yīng)當(dāng)去除。原因有以下三點:
(1)流動相過濾在理論上有好處,但是,實際操作時由于不可能做到專瓶,反而容易造成的交叉污染,對于配比復(fù)雜的流動相影響更大。
(2)流動相過濾在經(jīng)濟成本上不劃算。買一套過濾裝置要6000多元,且過濾器*是比較容易損壞的設(shè)備。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算,過濾片的成本會遠遠高于色譜柱的成本。
(3)流動相過濾對于工作效率成本不劃算。使用溶劑過濾器有一個預(yù)清洗、裝備、使用、用后清洗,晾干的過程,至少也有一個小時的時間。這個成本也不能忽視。
(4)在實際工作未發(fā)現(xiàn)流動相不過濾會對柱壽命有任何影響。我們起碼有6年時間沒有做過流動相過濾的工作,但是和國內(nèi)同行相比較,在同等使用強度下我們的柱壽命是比較長的。
“堵”的原因之二:使用流動相時的細菌污染:
指的是:
流動相剛開始沒有長菌,在使用時卻產(chǎn)生了細菌污染。這主要是在使用多元液相色譜儀時的一種不良使用習(xí)慣造成的。
舉簡單的例子:
50%的甲醇水流動相,有兩種使用方式。一種方式是在上機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。從單純實驗效果來說,后一種有明顯的優(yōu)點: 首先是簡單,不需要實驗者另個計算配比混合,其次就是比例準(zhǔn)確,能得到保留時間重復(fù)性*的實驗效果,但是它有一個致命的缺陷,就是純水在流動相瓶中幾天時間就會長細菌(很多情況下不僅用純水作流動相,而是用緩沖鹽溶液,本身就是肥料,細菌長得更迅速),一旦有細菌柱子就壞得很快,所以,這種方式要求操作人員每次實驗都要用新制備的純水,更要求在每次實驗后把水相換掉,換成甲醇沖洗干凈,這一點在實際工作中很多人意識不強,就是意識到了但多次使用中總有一兩次會遺漏,但是,往往這一兩次就足以產(chǎn)生致命的影響。因為,液相色譜柱的堵塞是不可逆的,所以,寧可犧牲較小的保留時間重復(fù)性,也不要用純水溶液作為流動相的一組。從實際實驗效果來說,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菌總數(shù)實驗,在5%就基本可以抑菌,在10%及以上就可以*殺菌了),這樣可以有效排除長細菌的隱患,既可作流動相,也可沖柱。就算是在配制流動相時會計算得麻煩一些,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)在更換零件時選擇的型號有誤,接口不是很匹配,在擰緊的時候產(chǎn)生變形,而使得管路堵塞。
(2)樣品處理液凈化得不干凈,長期會在六通閥和柱之間形成阻塞不暢。
(3)在使用手動六通閥時,有些人可能由于手勁小的原因,轉(zhuǎn)動的不到位,于是造成流路形成了死堵,壓力快速升高超過警戒值。
(4)在使用金屬管路作出廢液管時,應(yīng)當(dāng)注意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驗使用較高濃度的緩沖鹽溶液,在停機時可能在出口端結(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,整個系統(tǒng)只會有一個地方發(fā)生堵塞。查堵的方法是從尾向前逆向分段拆開,仔細觀察壓力數(shù)值,如果某一個部件(柱子除外)裝上和拆下時的壓力差別很大,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。
下面再談一下“漏”的問題 , “漏”則分兩種:漏液和漏氣
一.漏液
液相色譜儀從流動相瓶到廢液瓶之間的流路是一個全封閉體系,內(nèi)部壓力很高,但外部卻能保證一滴不漏。如果某個部件發(fā)生了漏液,那就是故障所在,漏液的原因分兩種:
( 1 )接觸硬件不當(dāng) :
在更換零件如流路管或換柱時,換的接頭接口不匹配,造成漏液。要注意不同公司的柱子接頭很多是不同的,甚至同一家公司在不同時期生產(chǎn)的液相柱接頭也有很大區(qū)別。當(dāng)然,選用PEEK接頭是一個較好的解決方法,不僅通用性好,而且靠手擰就能保證不漏液,即使是接口本身是匹配的,但是,如果操作不當(dāng)也會漏液,一種不當(dāng)就是力度把握不好,擰得太緊或太松;
另一種不當(dāng)就是致命的錯誤:滑絲,這是往往是動手能力不太強,螺絲釘很少擰的工作者犯的錯誤,滑絲的后果不僅是漏液那么簡單,常造成重要部件的報廢。解決這個問題只能靠惡補基本功來實驗,那就是擰螺絲。
( 2 )使用儀器不當(dāng) :
如果是輸送泵漏液,常見的原因就是在活塞位置緩沖鹽析出造成,析出的原因有兩個 : 一是使用緩沖鹽溶液時突然加入了純甲醇而析出,這種錯誤很容易避免,這是盡量不要用純的甲醇和純水。只要互相有10%的比例就不會出現(xiàn)這個問題。另一原因是在用緩沖鹽溶液(不論甲醇含量有多少)作流動相時,實驗結(jié)束后沒有換甲醇水沖洗,使得微滲的流動相干燥形成晶體造成。不過,輸送泵漏液并不是非得馬上修不可,沖洗干凈并在以后的使用中多加小心一般都可以正常使用。檢測器漏液是個很麻煩的事,一般都是吸收池的問題,更換的費用相當(dāng)高。但是并不是說一定要馬上更換,還可以從實際實驗效果看能否湊合使用。
二.漏氣
漏液是從內(nèi)部向外漏,而漏氣則是外部的氣體進入液相色譜儀的流路內(nèi)部形成了氣泡。下面按流路的方向逐個部件分析產(chǎn)生氣泡的原因和相應(yīng)解決方法 :
(1)過濾頭抽液時,在流路管中有不規(guī)則但持續(xù)的小氣泡產(chǎn)生,這時考慮的是流動相有沒有脫氣(需要特別提醒即使是有了真空脫氣機也是要先超聲脫氣的,起碼可以減少脫氣機的工作壓力并提高工作效率),如果已經(jīng)脫了氣,則要注意過濾頭的污染也會造成這種現(xiàn)象。處理方法比較簡單,擰下過濾頭在稀硝酸中浸泡,超聲半小時,洗凈后裝回去即可。
( 2 )透明流路管
指的是在過濾頭和輸送泵之間的那一段管路。這一個部分往往不是有點氣泡,而經(jīng)常是整個管中全是空氣而操作人員卻渾然不知,以致輸送泵工作了半天才發(fā)現(xiàn)流動相瓶里的液體一點也沒少。這也是我們常說的液相色譜儀至少一周要開機一次的原因(我們做液相一定要有“微滲”的概念 )。如果長時間不用,這一段管路的液體會*干掉,而充滿空氣的管路和充滿液體的管路不仔細看是分辨不出的。這種情況對于輸送泵很危險,因為,泵從設(shè)計來說是輸送液體而不是氣體,內(nèi)部的液體對于活塞來說起到了機油的作用,如果活塞桿上還殘存了一些緩沖鹽,則極易拉傷,造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。對于這種情況,要突出“預(yù)防為主”如:,液相色譜使用人員要相對固定和穩(wěn)定,工作中合理搭配資源,每臺機一周擊至少作一次實驗,如長期不用起碼每周要沖流動相2小時。養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣很重要。如果不慎出現(xiàn)了這種問題怎么辦?我的建議是用外力使管路中充滿液體,具體如下:
1.找到流路管進入輸送泵的接頭;
2.擰下來;
3.用一干凈的洗耳球的對準(zhǔn)管路的平整切口;
4.吸液體,看液面從流動相瓶里上升,至離洗耳球5厘米左右時停止該動作;
5.快速把接頭擰回輸送泵上(這個過程可能會有少許流動相外泄,這是正常現(xiàn)象);
6.開機,打開排液閥門,啟動輸送泵;
7.等排液管中流出的溶液沒有氣泡時,再關(guān)閉排液閥,儀器正常工作;
( 3 )輸送泵和柱子這些部分進了氣泡一般不怕,沖掉就行 ;
( 4 )檢測器 :
應(yīng)該說,整個流路中只要有一個氣泡都會在檢測器上得到強烈的信號反映,檢測器內(nèi)部的氣泡一般都能被沖走,但也有很難沖掉的殘留氣泡的情況。如果檢測器里有殘留氣泡,會有特征明顯的表現(xiàn)形式,就是在走基線時會時不時間隔出現(xiàn)直上直下信號很大的信號峰。這時先看普通流量能否沖走,如果沖不走,那唯yi的辦法就是拆柱,把檢測器直接連到輸送泵的出口,加大幾倍流量沖洗,則肯定能沖走氣泡。
(源于實驗與分析)