食品检测实验室提高液相色谱仪器使用率的探讨

⊙文 王欣欣 山东省临沂市郯城县检验检测中心

液相色谱仪器是一种利用混合物在液-固或不互溶的两种液体之间分配比的差异，对混合物进行先分离、后分析鉴定的仪器，可以按照吸附柱色谱法、分配柱色谱法、离子交换柱色谱法、凝胶柱色谱法等不同的作用原理进行分类。液相色谱仪器主要由进样系统、输液系统和分离系统所组成，能够对热不稳定和非挥发性的、离解的和非离解的以及各种分子量范围的物质进行检测。

一、液相色谱仪器在食品检测实验室中的应用

1.食品添加剂检测。食品检测实验室可以使用液相色谱仪器对食品添加剂进行检测，比如，针对防腐剂的检测多应用高效液相色谱技术，检测对象为丙酯、脱氢乙酸等；针对甜味剂的检测多应用离子对色谱法或阴离子交换色谱法，检测对象为糖精钠、甜蜜素等；针对发色剂的检测一般是围绕硝酸盐、亚硝酸盐等展开，通常15min左右就能完成检测。

2.食品污染物检测。食品污染物是食品安全检测的重要部分，使用液相色谱仪器对食品污染物进行检测，主要是针对农药残留物质、兽药残留物质等。

3.食品微生物和微生物代谢物检测。使用液相色谱仪器对食品微生物与微生物代谢物进行检测，能够实现对食品中病原微生物等的有效检测，判断是否存在微生物、微生物代谢物超标的情况，从而为相应的食品质量安全监测提供依据。

二、食品检测实验室使用液相色谱仪器的常见问题

1.仪器检测方法的分析效率偏低。液相色谱仪器在食品检测方面存在检测效率偏低的问题，主要是因为检测方法整合度不高以及单个检测分析时间偏长。另外，液相色谱仪器的检测分析效率与检测项目的色谱条件直接挂钩，如果色谱条件较差，检测效率也会有所下降。

2.泵压故障。一是无泵压。导致泵压为零的原因比较多，比如流动相粘度过高或被污染、流动相内的缓冲盐使得单向阀堵塞、泵内有气体、高压密封垫变形等。二是泵压不稳定。液相色谱仪的单向阀如果被污染，球座密封性就会受到影响；高压密封垫长期接触流动相会被腐蚀并加速老化，也会影响密封效果。如果仪器的密封性受到影响后，相应的泵压会失稳，进而影响仪器使用以及食品检测质效。另外，诸如滤芯堵塞、泵内或溶剂内有气体、比例阀损坏、系统漏液等原因，也可能导致液相色谱仪出现泵压不稳的情况。三是压力过低。液相色谱仪的泵内如果存在气泡，就会使泵压受到影响而降低。在泵头漏液或者系统漏液的情况下，液相色谱仪也会出现泵压过低的情况。四是泵压过高。如果液相色谱仪的溶剂过滤头、滤芯、进样器、管路等堵塞，均可能导致泵压过高。在线过滤器、色谱柱、保护柱、混合器等污染，也可能导致泵压过高。另外，如果液相色谱仪的流动相配比错误，就会由于溶液粘度、密度等使得泵压升高。

3.基线故障。基线作为液相色谱仪在仅有流动相通过检测系统时的响应信号曲线，在食品检测实验中很容易出现基线漂移、噪声偏大等故障。导致基线漂移的原因主要包括系统漏液并进入气体、流动相被污染、流动相混合比例不合理、色谱不平衡、色谱柱被污染、样品内有强保留物质、柱温变化、检测池被污染、电压不稳、紫外灯性能极限或出现故障等；导致噪声偏大的原因主要包括系统漏液、系统内出现气泡、流动相不相溶、流动相混合不均匀、色谱柱堵塞、检测池堵塞、紫外灯性能极限或出现故障、进样量过大、设备灵敏度过高、柱温变化等。

4.峰形故障。液相色谱仪在食品检测中可能会出现各种峰形故障，如平头峰、拖尾峰、伸舌峰、分叉峰等。一般来说，液相色谱仪的检测池被污染、紫外灯性能极限或故障、进样量过大、色谱柱污染、进样阀污染、流动相配比不合理、色谱柱选择不合理等因素，均可能导致峰形故障。

5.保留时间故障。液相色谱仪用于食品检测时可能会出现保留时间漂移、延长以及缩短等故障。其中，进样量相差偏大、系统不平衡、泵内有气体、流动相污染、色谱柱污染、室内温度不稳定等因素，可能会导致保留时间漂移；管路泄露、硅胶柱活性点变化、流速下降、温度降低等因素，可能会导致保留时间延长；流速增加、样品超载、流动相变化、温度上升等因素，可能会导致保留时间缩短。

6.操作与维护不规范。由于实验人员自身原因，可能会出现操作与维护不规范的情况，进而影响液相色谱仪器使用率以及食品检测分析质效。比如样品前处理不当、样品预处理时降解、样品蒸发、仪器使用后没有及时清洗、使用损坏的色谱柱、没有定期维护与更换重要耗材等，均会影响基于仪器的食品检测分析质效。

三、食品检测实验室提高液相色谱仪器使用率的策略

1.优化检测方法并缩短单个样品分析时间。为了缩短不同检测项目间转换所浪费的时间并提高液相色谱仪器使用率，食品检测实验室需要对检测方法进行优化，着重围绕检测项目色谱条件与分析方法进行优化，增强多个项目连续分析的流畅性，尽量通过一次色谱条件设置操作来完成多头项目的连续检测分析。另外，食品检测实验室还要积极缩短单个样品分析时间，进一步提高仪器使用效率和检测分析效率，并根据具体的检测分析需求，对相应的液相色谱分析方法进行优化，比如采取调整流动相梯度的方式来缩短食品检测分析时间等。

2.加强泵压故障处理。（1）无泵压故障处理。如果故障是由流动相粘度偏高或被污染所导致，应当对流动相进行重新选择与配置，且有必要使用0.45μm滤膜进行过滤处理。如果故障是由流动相内的缓冲盐使得单向阀堵塞或者由泵内包含气体所导致，应当将流速设置为5mL/min并将排气阀拧开进行净化。如果故障是由高压密封垫变形所导致，应当及时更换密封垫。

（2）压力不稳故障处理。如果故障是由单向阀被污染并影响球座密封性所导致，应当将流速设置为5mL/min，将排气阀拧松并进行净化。如果故障是由泵内或溶剂内的气体所导致，可以设置好流速后拧松排气阀进行净化处理，也可以采用溶剂进行超声脱气处理。如果故障是由高压密封垫老化所导致，应当及时更换密封垫。如果故障是由滤芯堵塞所导致，应当先用10%异丙醇超声处理30min，再用纯净水将滤芯清洗干净。如果故障是由比例阀损坏所导致，就要及时更换比例阀。如果故障是由色谱柱堵塞所导致，应当冲洗色谱柱并放置一段时间。如果故障是由系统漏液所导致，则应将漏液位置的螺栓拧紧，或者对漏液处装置进行更换。

（3）泵压过低故障处理。如果故障是由泵内气泡所导致，应当将排气阀拧松后再用注射器将泵内气体抽出。如果故障是由泵头漏液或系统漏液所导致，则需要采取拧紧螺栓、更换密封垫或其他装置等方式进行处理。

（4）泵压过高故障处理。如果故障是由色谱柱污染或管路堵塞所导致，可以冲洗后放置一段时间。如果故障是由溶剂过滤头堵塞或者混合器污染所导致，可以利用纯净水对其进行超声清洗。如果故障是由滤芯堵塞导致，则要先使用10%异丙醇超声清洗30min，再用纯净水进行冲洗。如果故障是由在线过滤器污染所导致，应将筛板取出并用甲醇进行超声清洗，或者直接更换新的筛板。如果故障是由流动相配比不合理所导致，则需要重新配置流动相。如果故障是由进样器堵塞所导致，则需要使用注射器将纯净水注入进样口，待废液瓶中的水流出后再重复进行注射操作，一般需要进行5次重复操作。如果故障是由保护柱污染所导致，应当及时更换保护柱。

3.加强基线故障处理。（1）基线漂移故障处理。确定故障原因后可以采取以下措施进行处理：拧紧仪器各处装置后设置流速为5mL/min后，拧松排气阀并进行净化；（超滤后）重新配置流动相；重新平衡色谱；清洗色谱柱后等待一段时间；选用极性更好的色谱柱；确保色谱柱处于恒温环境；清洗检测池；检查电压；更换性能更强的紫外灯。

（2）噪声偏大故障处理。确定故障原因后可以采取以下措施进行处理：拧紧仪器各处装置；设置流速为5mL/min后，将排气阀拧松并进行净化；（超滤后）重新配置流动相；清洗色谱柱后等待一段时间或更换色谱柱；清洗检测池；更换性能更强的紫外灯；减少进样量；将色谱柱置于恒温环境；更换样品分析设备。

4.加强峰形故障处理。（1）平头峰故障处理。如果故障是由检测池污染所导致，要及时清洗检测池。如果故障是由紫外灯性能极限或损坏所导致，要更换性能更佳的紫外灯。如果故障是由进样量过大所导致，则要合理减少进样量。

（2）分叉峰故障处理。如果故障是由保护柱被污染所导致，应及时更换新的装置。如果故障是由色谱柱被污染所导致，应将色谱柱清洗后放置一段时间。如果故障是由进样阀污染所导致，应利用注射器从进样口注入纯净水，重复5次即可。如果故障是由进样量过大所导致，应适当减少进样量。如果故障是由溶剂选择不合理所导致，则要重新选择溶剂。

（3）拖尾峰故障处理。导致拖尾峰故障的原因与导致其他峰形故障的原因较为类似，解决措施主要包括更换色谱柱、减少进样量、重新配置流动相、调节流动相流速、对样品进行纯化处理。

（4）伸舌峰故障处理。导致伸舌峰故障的原因与导致其他峰形故障的原因较为类似，解决措施主要包括调节柱温、重新配制流动相、调节流动相流速。如果是由于溶剂并非流动相所导致的伸舌峰故障，则需用流动相溶解样品。

5.加强保留时间故障处理。如果进样量相差过大或者样品超载，均要调整进样量；如果流动相流速增加或减少，则要重新设置流速；如果室内温度不稳定或者柱温上升、下降，则要尽量构建恒温环境；如果色谱柱污染，要及时进行清洗；如果流动相污染，则要进行超滤处理后重新配置流动相；如果泵内有气体，则需设置流速为5mL/min，然后拧松排气阀并进行净化处理。

6.规范操作与维护。实验人员在使用液相色谱仪器进行食品检测时，一定要严格按照相关规范进行操作，以免人为操作失误导致各种故障或问题，从而影响食品检测分析质量与效率。在制备样品时，要对样品浓度、溶剂过滤等进行严格检查；在预处理样品时，要验证样品的完整性，加强对样品的保存管理，以免样品蒸发。正确使用仪器，不得出现流动相走空、色谱柱接口未拧紧等情况。健全仪器专人保养管理制度，定期对仪器进行检查和保养维护，尤其要对色谱柱分离性能进行记录，以免色谱柱本身存在问题而影响液相色谱仪器的使用。