液相色谱仪紫外检测器控制系统常见故障的分析与排除

项珍

（内蒙古自治区乌兰察布市产品质量计量检验检测中心，内蒙古 乌兰察布 012000）

高效液相色谱仪的优点是自动化程度比较高，因此，不管是在样品的高灵敏度方面，还是在高速分离测定方面，都能够自由地控制各项操作参数，然后在这个基础上进行色谱图的科学处理。因此，要想降低液相色谱仪的故障率，就需要认真分析故障发生的原因，并进行针对性的处理。

1 液相色谱仪紫外线检测器的原理及特点

检测器有很多种分类：（1）荧光检测器，这种检测器对荧光物质的选择性比较高；（2）电化学检测器，这种检测器在离子色谱中应用比较广泛；（3）示差折光检测器（RX），这种检测器的检测方式主要是针对折射率的差异进行检测；（4）蒸发光散射检测器，这种检测器主要用在无紫外吸收物质；（5）紫外检测器，这种检测器的泛用性最强。液相色谱仪紫外检是现阶段比较常见且应用非常广的一种检测器，如果在检测的过程中可见光也包含在检测波长的范围内，这时又可以被叫作紫外可见光检测器。液相色谱紫外检测器的优点有很多，比如产生的噪音小，再比如线性的范围比较宽，还有敏度高等等，因此选择性比较好。除此以外，紫外检测器不管是对流动相组成的变化，还是对环境的温度，抑或者是流速波动，都不是特别敏感，因此可以对光吸收小以及消光系数低的物质进行微量分析。需要注意的是，液相色谱仪紫外线在使用的过程中，要对流动相中各种溶剂的紫外吸收截止波长给予充分的重视，如果吸光杂志存在于溶剂中，那么很容易影响检测的精度，同时也会让背景的噪音增大。事实上，由于大多数的有机物质都有着一个特性就是紫外光或者是可见光的基因，因此紫外或者是可见光的吸收能力是非常强的，基于这个特性，紫外检测器也就成了最广泛的一种应用。液相色谱仪紫外检测器是一种器件，能够检测色谱柱流出组分及其量的变化。传统色谱和先代色谱之间有几个非常突出的特点，这些特点能够将其有效地区分开来，比如自动化，再比如实时性，还有稳定性和灵敏性等，事实上，这些鲜明的特点也是重要的现代色谱组成部分。色谱检测器更像是鹰的眼睛，不仅能够组分流出实时显示出来，其分离的效率更高，灵敏度也更强。紫外线检测器的原理一般遵循Lambert-Beer 定律工作，也就是说：A=lg(l/l0)=εbc。

上述式中A 代表的式吸光度，l 代表的是出射光强度，l0 代表的是入射光强度，ε 代表的是摩尔吸光系数，这种系数只和两种位置有关，一种吸收物质的性质，一种是入射光的波长λ。式中c 代表的是吸光物质的浓度，单位为mol/L，式中b 代表的是光程，也就是检测器长度，单位为cm。

具体来说，就是当一束单色光透过流动池，如果流动池没有吸收光，那么就可依据光吸收定律，光从光源出发，途径狭缝，然后是滤光片，接着是样品池，最后是光电培增管上，样品池中的浓度不同，光强的变化也不尽相同，那么转化成的光电流的变化也不尽相同，然后再将光电流放大，接着输入对数转换器中，这样以来，透光率就变成了A 输出，进而套用上述计算式即可得出各种数值。普通紫外分光光度计由于棱镜将光分解成多束，然后再通过狭缝的选择，让其中一个波长的光穿过样品池，接着到达检测器，这样入射光光强l0 也就是被样品池吸收一部分光的强度与原来的出射光光强l，根据公式显示在检测器上。那么根据上述计算式可以得出：λ 也就是摩尔吸光系数，c 也就是浓度越大的物质，A 也就是吸光度越大，显示出的峰也越高。紫外检测器的另一个分支，也就是二极管阵列检测器（DAD）在20世纪80 年代悄然兴起，它和普通检测器最大的区别就在于棱镜的位置是放置在样品池的后面，然后是将检测器进行一个二极管阵列的布置，这样一来，光经过棱镜的分解，在二极管上每个波长的光都能够得到相应的强度，从而能够同时获得多段波长信息。

图1 中A,B,C 三点可以看出图形特征一致，基本可以判断无太多杂质。事实上，紫外线检测对于大部分的样品分析都表现出了足够的灵敏度，在进行痕量分析时，通常要求ε 值大于1000，一般不可低于100；饱和烃类及其氨基或氰基衍生物是仅有的一类完全不适合UV检测的有机化合物；被醚基（-O-）、羟基（-OH）、氯（-Cl）、羧基（-COOH）、酯基（-COOR）取代的饱和烃类具有临界吸收值，且需在短波长处（185 ～210nm）检测。常见的流动相中，乙酸乙酯的吸收截止波长是250nm，二氯甲烷的截止波长是240nm，在使用这两种流动相并在短波长下检测时，会有一定的基线漂移。

图1 DAD 检测器的全波段扫描

2 紫外检测器的常见故障及处理措施

2.1 基线噪音

基线噪音故障主要有以下3 种情况：（1）氘灯寿命问题，氘灯的使用寿命一旦达到时间点，那么基线就会不可避免变得不稳定从而产生噪音。由于氘灯所发出的光，在强度上呈现不稳定的状态，和日光灯类似。在寿命终止时不断变化亮度。氘灯所表现出来的现象就是基线呈现无规则的变化规律，或者上或者下地不断变化；只需要进行以下使用时间的计算即可判断。此类故障排除的方式是氘灯的使用达到寿命期限，一般是6 个月以上，就可以考虑氘灯的更换。（2）检测池内有气泡，液体相在流动的过程中，有时会引起微小气泡的抖动，由于流动相和气体吸收波长的度不同，这种情况下，光强也会随之发生变化。此类故障排除的方法是用吸耳球堵住池子的液体出口，使内部的压力增大，进而压缩气泡，使其变得极小极小，然后突然将堵住出水口的吸耳球放开，这样一来，液体流出的时候就会带着突然膨胀的气泡一起排出，这样的操作反复多次即可清除此类故障。（3）检测池有污染，如果检测池内有污染，就会影响吸收值的变化。其检查的方法是将池内的液体用吸耳球吹净，然后将其放置在阳光下，观察其内部情况，如果在必要情况下，可以及逆行拆开清洗。此类问题解决的方法是用化学方法进行处理，比如异丙醇，再比如二氯甲烷等。（4）时间参数问题，有的仪器的时间参数是固定的，有的是不固定的，如果常数太大，噪音也就会增大，如果太小，宽峰、矮峰等问题就会出现。此类故障解决的问题就是根据经验评估设置。

2.2 基线漂移

基线漂移的问题主要有以下几个方面的因素影响：（1）压力问题，如果池中的气体突然减压，那么池中的气泡就会逐渐增大，在这种情况下，吸收度就会之间改变，进而引起漂移情况的出现。针对此类问题的解决的方式和上述检测池中有气泡的解决方式一样；（2）环境温度变化，因为环境温度的变化，会导致电力工作也发生改变，进而出现漂移的状况。除此以外，柱子的温度变化也会依法漂移问题的出现，而流动相的温度出现变化，会导致光的折射出现比纳湖，进而影响紫外光的传导情况。这种情况的解决方法就是要控制好系统的温度，除此以外，还要保证工作环境温度的稳定，同时使用热交换器，采用柱温箱。都会因为温度的变化导致漂移问题的出现。（3）大量样品进入柱子中，有的中组分会慢慢流出，在这个情况下很容易形成漂移。针对这种情况就是要清洗柱子，并且要注意一定要清洗得干干净净才行。

2.3 检测器不能正常调零

检测器不能正常调零有可能出现的故障主要有以下3 个方面：（1）电路故障，比如如氘灯不启动，再比如调零键开关接触不上，这些情况只需要通过外接调零试一下即可查出。如果查不清楚就需要进行线路排查，进而解决这类故障问题。（2）池体严重污染，如果检测池中存在大量的污染，那么光透过率就会大大减少，这样一来，电路调零工作也就无法进行。这种情况下，需要处理检测池，通过有机溶剂的方式进行超声清洗，确保检测池的干净。（3）流水相问题，解决此类问题的方法就是更换流动相，如果不能解决问题，可以更换流动相的类型。

2.4 谱峰不佳

谱峰不佳或者是分叉情况的出现，主要原因有两个方面：（1）色谱柱遭受到污染；（2）柱头的填料出现塌陷。针对此类问题的解决方法需要分类处理，如果是色谱柱出现污染，那么可以先用甲醇进行冲洗，然后再混合用甲醇和异丙醇(4+6）进行混合冲洗。如果冲洗完毕后的实际效果并不理想，那么就要考虑第二种情况，首先是检查柱头，是否出现坍塌的情况，如果是坍塌，那么就要去除被污染的调料，然后加入新料，滴甲醇，压实，然后不断重复，一直到填满。

2.5 进样后没有色谱峰出现

对于进样后没有色谱峰出现情况，首先检查色仪谱泵和检测器是否打开，再检查废液管是否有液体流出，检查流速是否正常。如果没有废液流出或者泵流量很小，原因可能是流路内有气泡或者过滤器堵塞。解决办法：（1）流路内有气泡，断开色谱柱，以5ml/min 流量冲洗管路，如果排除不掉气泡，在管路下端用针筒手动抽气，直到管路充满流动相。（2）过滤器堵塞：过滤器长期沉浸于乙酸铵等缓冲液内，过滤器内部由于霉菌的生长繁殖，形成菌团，阻塞了过滤器，缓冲液难以流畅地通过过滤器。将过滤器浸泡于5%硝酸溶液中，超声清洗几分钟即可；也可将过滤器浸泡于5%硝酸溶液中12 ～36h，轻轻震荡几次，再将过滤器用纯水清洗几次，即可将过滤器清洗干净；然后断开色谱柱，以5ml/min流量冲洗管路5min 即可。

2.6 灵敏度突然下降

紫外检测仪器的灵敏度突然下降，主要有以下几个因素：（1）检测的波长发生变化，这时需要对波长调节按钮进行检查，查看是否是因为操作方面的失误导致检测的波长发生变化；（2）样品与检测器不匹配，出现这种因素的原因有可能是因为检测器的测限太高，这时就需要将样品的浓度调高，或者是将检测器调换成测限的。除此以外，还可以合理的选择检测器；（3）检测器量程不对，这种情况一方面要调整检测器量程，缩小衰减，另一方面要查看检测器污染或者有气泡。

3 紫外检测器在检测过程中的注意事项

液相色谱仪是精密的设备，在使用紫外检测器的时候，应当充分注意其中的操作事项，才能保证检测的精准度，具体来说，有以下几点：（1）环境方面的因素，由于氘灯不管是在温度方面还是在电压方面，它的光强都会受到很大的影响，所以，如果有条件，可以在冰库或者是恒温条件下进行检测工作；（2）如果光电配增管如果更换，那么需要重现校准调零生产时机；（3）如果氘灯已经不能在记录仪上调至到100mV，并且基线处于漂移的状态。那么，在这种情况下可以考虑进行氘灯的更换。

4 液相色谱仪的日常维护

4.1 泵的维护保养

泵是非常核心的一个部件，在整个液相色谱仪中发挥着非常重要的作用，一个性能良好的泵，能够使整个仪器都处于一个平稳运行的状态。要想保证泵的性能，首先需要保证的是系统的清洁工作，并不仅要进行过滤脱气处理，还应对密封垫进行定期的更换，并且在每次实验后都要保证泵内的清洁，不能出现水或者是有腐蚀性的溶剂。

4.2 色谱柱的维护保养

色谱柱也是液相色谱仪中非常重要的一个部件，它是分离化合物的关键，一个性能良好的色谱柱，不仅理论塔板数比较高，而且分离度也比较高。柱受到各方面的影响的因素是比较多的，因此需要格外的注意，比如在使用的过程中要轻拿轻放，再比如在安装的过程中要保证清洁作业，再比如为了避免高黏度流动相的出现，要在使用之前，就形象脱气工作的处理。除此以外，在每次仪器使用结束后，还要进行全面的清洗作业。最后，就是如果液相色谱仪长时间没有使用，就需要添加合适的有机溶剂进行封存。

5 结语

为了保持高效液相色谱仪良好的使用性能和稳定性，应仔细分析其常见故障，科学地进行分析，采用逻辑推理方法，采取有效、合理的故障处理措施，消除高效液相色谱仪故障问题，延长其使用寿命。