離子色譜檢測中常見的問題及對策

王 芳

(河北省水文工程地質(zhì)勘查院 石家莊 050021)

我國是從20世紀(jì)80年代開始引進(jìn)離子色譜儀，由于其簡單、快速、結(jié)果精準(zhǔn)以及一次進(jìn)樣可同時(shí)分析多種不同離子的特點(diǎn)，使得越來越廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域。

與此同時(shí)，在分析檢測中常會由于某個(gè)操作或設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致分析結(jié)果受到影響?，F(xiàn)以皖儀IC6000離子色譜儀為例，討論離子色譜儀在分析過程中常見問題，并提出解決的對策。

1 常見問題及產(chǎn)生原因

1.1 壓力異常

離子色譜壓力出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，主要有以下三種情況。

無壓力：出現(xiàn)無壓力的現(xiàn)象，主要的產(chǎn)生原因有漏液、泵頭內(nèi)有空氣或流動相不足、單向閥損壞或單向閥上粘附固體顆粒、柱塞桿折斷、保險(xiǎn)絲斷或電源問題；當(dāng)流動相流動正常但無壓力時(shí)，有可能是壓力傳感器損壞。

壓力持續(xù)偏高或不斷上升：出現(xiàn)壓力持續(xù)偏高或不斷上升的現(xiàn)象，主要在于流速設(shè)定過高、保護(hù)柱或色譜柱篩板堵塞、流動相使用不當(dāng)或有緩沖鹽析出、色譜柱選擇不當(dāng)、進(jìn)樣閥損壞或堵塞、線路過濾器堵塞以及管路擰得過緊堵塞導(dǎo)致。為了防止壓力過高，柱材要求用耐高壓材料，并保證所使用的水質(zhì)是符合要求的，以使色譜柱的使用壽命得以延長。

壓力持續(xù)偏低或不穩(wěn)定：在先排除系統(tǒng)漏液的可能性之后，打開排氣閥對系統(tǒng)進(jìn)行排氣泡后，一般壓力會逐漸上升并恢復(fù)正常。出現(xiàn)壓力持續(xù)偏低或不穩(wěn)定的現(xiàn)象，常見原因在于泵頭進(jìn)氣、單向閥污染、流速設(shè)定過低、色譜柱選擇不當(dāng)、柱溫過高、系統(tǒng)漏液以及柱塞密封圈損壞。

1.2 電導(dǎo)值異常

電導(dǎo)值異常，主要是離子色譜儀較長時(shí)間停機(jī)未用，當(dāng)再次開機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)值過高，儀器長時(shí)間不能平衡。

淋洗液中含有高電導(dǎo)物質(zhì)：若水處理不純或者藥品不純都有可能導(dǎo)致淋洗液電導(dǎo)值升高，此時(shí)應(yīng)重新對水進(jìn)行處理或者更換淋洗液。

色譜柱內(nèi)吸附高電導(dǎo)物質(zhì)：當(dāng)遇此情況時(shí)，一般先后用去離子水和淋洗液對色譜柱進(jìn)行沖洗15分鐘，再反復(fù)用去離子水和淋洗液沖洗，可以使電導(dǎo)值下降。

電導(dǎo)池內(nèi)有高電導(dǎo)物質(zhì)：用30%硝酸溶液清洗電導(dǎo)池，再用去離子水沖洗干凈即可。

1.3 漏液問題

若離子色譜系統(tǒng)出現(xiàn)漏液問題，一般主要有以下四種情形。

接頭處漏液：接頭處漏液產(chǎn)生的原因有接頭處松動、接頭磨損或者部件不匹配。

泵漏液：泵漏液也有可能是接頭松動導(dǎo)致，但是不要擰得過緊；單向閥松動、泵密封以及排液閥損壞也都有可能導(dǎo)致泵產(chǎn)生漏液。

進(jìn)樣閥漏液：進(jìn)樣閥產(chǎn)生漏液的原因較多，比如轉(zhuǎn)子密封損壞、定量環(huán)堵塞、進(jìn)樣口密封松動、進(jìn)樣針尺寸不合適、廢液管堵塞或者產(chǎn)生虹吸。

檢測器漏液：手接頭處漏液以及廢液管、流通池堵塞是主要原因。

1.4 保留時(shí)間漂移

常見的保留時(shí)間漂移問題基本是是有以下情況導(dǎo)致：柱溫或室溫產(chǎn)生變化、流動相組分發(fā)生改變或者選擇不當(dāng)、色譜柱未平衡、流速產(chǎn)生變化以及泵中存有氣泡。

1.5 基線問題

基線漂移：可能是因?yàn)榱鲃酉嗖痪鶆蚨鴮?dǎo)致；還有可能是溫度波動、電導(dǎo)池被污染或內(nèi)有氣泡以及流速變化的原因。

基線噪聲：離子色譜系統(tǒng)內(nèi)氣泡、漏液、淋洗液未達(dá)平衡狀態(tài)、過濾頭堵塞、環(huán)境溫度波動太大都有可能是基線噪聲的原因。

1.6 峰形異常

常見的峰形異常有以下情況。

前沿峰和拖尾峰：這兩種情況主要是由于柱塞板堵塞、色譜柱塌陷、柱外效應(yīng)、干擾峰、平衡不足或不合適、重金屬污染、樣品溶劑選擇不當(dāng)、樣品過載或柱溫過低。

分叉峰：分叉峰則是由于保護(hù)柱或分析柱被污染，被測樣品與流動相不相溶。

峰展寬：峰展寬的產(chǎn)生原因可能在于進(jìn)樣體積過大、檢測池體積過大、保留時(shí)間過長或者樣品過載。

峰變形：峰變形的原因一般是樣品過載或被測樣品選擇不當(dāng)。

鬼峰：鬼峰是指未想到會出現(xiàn)、多余的峰。鬼峰產(chǎn)生的原因有可能是進(jìn)樣閥殘余峰、被測樣品中的含未知物和色譜柱未平衡。

2 問題解決

2.1 被測樣品前處理

樣品在被檢測前通過0.22 μm的濾膜進(jìn)行過濾處理，同時(shí)在分析過程中，對未知濃度的樣品進(jìn)行稀釋處理，以減少對色譜柱的污染和盡量避免柱壓的升高。

樣品通過合適的前處理，就能達(dá)到離子色譜分離目的。

2.2 系統(tǒng)內(nèi)氣泡的影響

淋洗液在使用前要經(jīng)過脫氣，若未經(jīng)脫氣或者脫氣效果不好，就會含有大量空氣，淋洗過程中就會產(chǎn)生氣泡，對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

2.3 色譜柱的使用

使用保護(hù)柱：使用保護(hù)柱可以有效防止被測樣品和淋洗液中的固體顆粒、雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱，起到了保護(hù)色譜柱的作用。根據(jù)保護(hù)柱的污染情況定期清洗和更換保護(hù)柱，可以使色譜柱有效得到保護(hù)、延長使用壽命。

對色譜柱進(jìn)行清洗：清洗色譜柱上殘留的有機(jī)物，可使用高濃度丙酮進(jìn)行清洗；對色譜柱進(jìn)行低濃度淋洗液清洗，不能使用高濃度淋洗液是因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)沉淀；去離子水不宜用來清洗色譜柱，若去離子水純度不夠，反而會使離子逐漸保留在色譜柱上。

淋洗液和被測樣品過濾處理：淋洗液和被測樣品在進(jìn)樣前通過0.22 μm的濾膜過濾。

2.4 離子色譜儀部件的影響

柱塞密封圈：高壓密封圈磨損會導(dǎo)致密封不良，使得系統(tǒng)壓力波動大。應(yīng)定期更換密封圈，并且注意拆卸泵頭前，防止將柱塞桿損壞。

手動進(jìn)樣閥：主要由于進(jìn)樣閥擰得過緊、樣品太臟、針頭損壞或者不使用離子專用針而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子密封圈損壞，使得產(chǎn)生漏液現(xiàn)象。應(yīng)在使用時(shí)注意保養(yǎng)轉(zhuǎn)子密封圈，并且定期更換。手動進(jìn)樣閥還容易產(chǎn)生載樣困難的問題，原因主要在于定量環(huán)被堵塞、進(jìn)樣器被污染或者閥位置沒有扳到位。同樣也應(yīng)定期更換定量環(huán)和注意清洗進(jìn)樣器。

3 注意事項(xiàng)

3.1 色譜柱

色譜柱是離子色譜儀的核心，起著至關(guān)重要的作用。由于一些不當(dāng)?shù)牟僮髟斐缮V柱的損壞、失去分離能力，而很多時(shí)候這些損壞是不可逆、無法挽回的，所以色譜柱的保養(yǎng)和維護(hù)也就不得馬虎。而當(dāng)色譜柱長時(shí)間不使用時(shí)，一定要進(jìn)行清洗并將柱兩端密封，以防柱內(nèi)填料干涸。

3.2 吸濾頭

吸濾頭發(fā)生堵塞，使得管路中產(chǎn)生氣泡，影響色譜柱的分析過程和譜圖的正常產(chǎn)生。應(yīng)用5%～20%的稀硝酸溶液超聲波清洗，然后再用蒸餾水清洗。同時(shí)，注意拆下吸濾頭時(shí)不必將塑料管剪斷。

3.3 單向閥

單向閥是由寶石球、拋光面和塑料墊片構(gòu)成，寶石球與墊片之間易發(fā)生以下兩種故障：寶石球粘附于塑料墊片，使得泵無法吸液或排液，流通不暢。應(yīng)用針筒在單向閥出口抽氣，使寶石球與墊片分離，然后拆下單向閥，用水超聲清洗；寶石球或塑料墊片被污染導(dǎo)致密封性不良，使得系統(tǒng)壓力波動變大。應(yīng)拆下單向閥，用水超聲清洗即可。

4 結(jié)論

通過在儀器穩(wěn)定狀態(tài)下對標(biāo)樣測量值是否在不確定度范圍內(nèi)的判斷，可以認(rèn)為對離子色譜常見問題的分析以及采取的措施是有效的，分析檢測結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

在離子色譜儀的使用過程中，對淋洗液和被測樣品的前處理、色譜柱的保養(yǎng)及維護(hù)、色譜系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定、各部件的清洗與更換以及吸濾頭和單向閥的維護(hù)等方面均要予以重視。

[1]牟世芬,劉克納,丁曉靜.離子色譜方法及應(yīng)用(第二版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2012:1-2,5-6.

[2] 朱巖.離子色譜原理及其應(yīng)用.杭州:浙江大學(xué)出版社，2002.

[3] 劉珍.《化驗(yàn)員讀本》下冊,(第四版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2004:411-503.

[4] 揚(yáng)永珍.離子色譜常見故障的排除.蘇州市計(jì)量測試研究所.