流動相作為液相色譜儀實現組分分離的核心載體,其穩定、連續的供應直接決定了儀器運行的穩定性和檢測數據的可靠性。在實際操作中,流動相供應不暢是較為常見的故障類型,常表現為泵壓異常波動、基線漂移、保留時間不穩定,嚴重時甚至導致儀器停機或色譜柱損壞。本文結合液相色譜儀的流路結構和實際應用場景,系統梳理流動相供應不暢的核心成因,提供分步驟的排查思路和針對性解決對策,為實驗室操作人員提供實操性指導。
一、流動相自身特性異常:供應不暢的源頭誘因
流動相的配制質量和物理化學特性是保障供應順暢的基礎,若存在溶劑純度不足、配比不當或狀態異常等問題,易從源頭導致供應受阻。這一類問題往往具有隱蔽性,需通過前期排查逐一確認。
溶劑純度不足或含有顆粒物是常見誘因。若使用的甲醇、乙腈等有機溶劑純度未達色譜級標準,或水相溶劑(如超純水)儲存不當受到污染,其中含有的微量雜質、膠體或微生物會在流路中逐漸累積。尤其是未經過濾的流動相,顆粒物會直接堵塞溶劑過濾器、單向閥或色譜柱入口篩板,形成“漸進式"堵塞,表現為供應壓力逐步升高。針對此類問題,需嚴格把控溶劑質量,確保所有有機溶劑均為色譜級,水相使用新鮮制備的超純水;同時,流動相配制完成后必須經0.22μm濾膜(有機相用有機系濾膜,水相或含鹽相用水系濾膜)減壓過濾,去除顆粒物和微生物。
流動相配比不當或分層、結晶是另一重要成因。在使用多元混合流動相時,若未按照“互溶優先"原則配制,如將強極性溶劑與弱極性溶劑直接快速混合,可能導致局部濃度不均或短暫分層;而含鹽流動相(如磷酸鹽緩沖液)若濃度過高、環境溫度過低,或儲存時間過長,易出現鹽結晶析出。這些異常狀態的流動相進入流路后,會造成泵腔填充不均、單向閥密封不嚴,表現為供應間斷性中斷。解決對策為:多元流動相配制時需按比例逐步混合并充分攪拌,確保均勻互溶;含鹽流動相需現配現用,濃度控制在合理范圍(通常不超過0.1mol/L),環境溫度低于10℃時需對儲液瓶進行適當保溫,避免結晶。
流動相脫氣不導致氣泡殘留,也是供應不暢的隱性因素。流動相中溶解的空氣在泵腔壓力變化時會形成微小氣泡,這些氣泡聚集在溶劑過濾器、單向閥或泵腔內,會占據流路空間,導致實際進入色譜柱的流動相體積不足,表現為泵流量顯示正常但實際供應不足。針對該問題,需建立“多重脫氣"流程:新配制流動相先經超聲脫氣20-30分鐘(水溫不超過40℃,避免溶劑揮發),再通過儀器在線脫氣機持續脫氣;對于易產生氣泡的混合流動相(如甲醇-水體系),可在儲液瓶中加入防泡劑(如微量甲醇胺),但需提前驗證其對檢測結果無干擾。
二、儲液與過濾系統故障:供應鏈路的關鍵梗阻點
儲液瓶、溶劑過濾器、吸液管路等組成的前端供應系統,是連接流動相與輸液泵的關鍵環節,其結構完整性和清潔度直接影響供應效率,也是故障高發區域。
溶劑過濾器堵塞或污染是最常見的故障點。溶劑過濾器(俗稱“砂芯")安裝在吸液管末端,用于過濾流動相中殘留的微小顆粒物,若長期未更換或清洗,過濾膜會被顆粒物堵塞,導致吸液阻力增大,表現為泵吸液不足、壓力波動。此外,若流動相為含鹽體系,長期使用后鹽分會在過濾器內部結晶,進一步加劇堵塞。排查時可拆下溶劑過濾器,將其浸泡在5%硝酸溶液中超聲清洗30分鐘(去除鹽結晶),再用超純水沖洗至中性,晾干后重新安裝;若過濾器膜已破損或堵塞嚴重,需直接更換同型號過濾器(注意區分有機相和水相專用型號)。
吸液管路老化、破損或進氣也是重要誘因。吸液管通常為PEEK管或硅膠管,長期使用后會出現管壁老化變脆、接口松動,或因操作不當導致管路彎折、破損。老化的管路會因內壁粗糙增加液體流動阻力,破損或接口松動則會導致吸液時吸入空氣,形成氣阻。檢查時需逐一排查吸液管路,若發現管路彎折需重新整理固定,確保管路自然順暢;若存在破損或接口滲漏,需更換新的管路并擰緊接口卡套;對于使用超過1年的管路,建議定期更換,避免老化引發的隱患。
儲液瓶設計缺陷或使用不當也可能導致供應問題。部分老舊儲液瓶若未設置通氣孔,或通氣孔被堵塞,會導致瓶內負壓,當泵吸液時瓶內壓力無法及時平衡,形成“吸空"現象;此外,儲液瓶內吸液管未浸沒至流動相液面以下,或液面過低,也會導致泵吸入空氣。解決方法為:選用帶專用通氣孔的儲液瓶,定期檢查通氣孔是否通暢,必要時用針頭疏通;操作中確保吸液管末端浸沒深度不小于2cm,同時實時監控流動相液面高度,當液面低于5cm時及時補充,避免“干吸"。
三、輸液泵系統故障:供應動力的核心失效點
輸液泵作為流動相供應的動力源,其核心組件(如單向閥、柱塞桿、密封圈)的性能直接決定供應的穩定性,組件磨損、污染或校準異常均會導致供應不暢。
單向閥磨損或污染是泵系統故障的首要原因。單向閥的作用是控制流動相單向流動,其內部的閥芯和閥座若被流動相中的顆粒物磨損,或被強保留組分污染,會導致密封不嚴,出現“反流"現象,表現為泵壓力不穩定、流量精度下降。排查時可拆下單向閥,用異丙醇超聲清洗閥芯和閥座15分鐘,去除污染物;若觀察到閥芯或閥座有明顯劃痕,需更換單向閥組件。日常使用中,需避免使用未過濾的流動相,定期用甲醇沖洗泵腔,減少單向閥污染風險。
柱塞桿與密封圈磨損導致泄漏或壓力損失也較為常見。柱塞桿在泵腔內高頻往復運動,長期使用后會與密封圈之間產生磨損,導致流動相泄漏,或因密封性能下降使泵腔壓力無法維持,影響供應效率。故障表現為泵體表面有液體滲漏、泵壓無法達到設定值。此時需關閉儀器,拆下泵頭組件,檢查柱塞桿是否有劃痕、密封圈是否老化變形;若柱塞桿完好,更換新的密封圈即可;若柱塞桿已磨損,需同時更換柱塞桿和密封圈,更換后需重新校準泵的流量精度。
泵流量校準異?;虺绦蛟O置錯誤也可能引發供應問題。若泵長期未進行流量校準,實際輸出流量與設定流量存在偏差,可能導致“相對供應不足";此外,若儀器方法中誤設置了“梯度延遲"“流量限制"等參數,或梯度程序中溶劑比例切換過快,也會導致瞬時供應不暢。解決對策為:每季度對泵進行流量校準,使用稱重法(稱量一定時間內流出的流動相質量,計算實際流量)驗證,確保流量誤差在±1%以內;檢查儀器方法參數,刪除不必要的流量限制設置,梯度程序中溶劑比例變化速率控制在每分鐘不超過10%,避免瞬時壓力波動。
四、系統維護與預防:保障供應順暢的長效機制
流動相供應不暢的預防需建立“全流程管控"體系,涵蓋前期配制、中期操作和后期維護三個環節。前期需制定標準化的流動相配制流程,明確溶劑純度、過濾要求和脫氣規范;中期操作時需定期檢查儲液瓶液面、管路連接和壓力變化,發現異常及時停機排查;后期維護需建立設備臺賬,每半年更換一次溶劑過濾器、吸液管路和密封圈,每年對單向閥、柱塞桿進行全面檢修,每季度進行流量校準。
綜上,液相色譜儀流動相供應不暢是多因素共同作用的結果,需遵循“由前至后、由易到難"的排查原則:先檢查流動相自身質量和儲液系統,再排查輸液泵核心組件。通過精準定位故障點,采取針對性解決措施,并配合完善的日常維護機制,可有效保障流動相供應的穩定性,延長儀器使用壽命,確保檢測數據的準確性和可靠性。