離子色譜儀使用過程中出現(xiàn)的問題及處理方法

楊紅梅

摘 要：本文從實際工作出發(fā)，對影響離子色譜使用的影響因素進行探討，提出了日常工作中需要注意的事項，及處理方法，建議通過強調(diào)儀器日常維護，延長儀器及分析柱的使用壽命，降低故障率，降低維護成本，保證分析準確性。

關鍵詞：離子色譜;前處理;維護使用

前言：離子色譜屬于高效液相色譜HPLC技術(shù)，其分析對象主要是水中陰陽離子的分析，由于其具有一次進樣同時測得多個組分，分辨率好，靈敏度高，而且不使用有毒試劑，不產(chǎn)生有毒廢液，不會對環(huán)境造成二次污染而在環(huán)境監(jiān)測中得到廣泛使用，隨著各項樣品前處理技術(shù)的發(fā)展及儀器自動化程度的不斷提升，目前該技術(shù)已廣泛應用于環(huán)境、食品衛(wèi)生、制藥業(yè)及石油化工等領域。但是由于儀器精密，操作條件要求高，維修費用昂貴，需要使用者在使用中切實注意維護和保養(yǎng)。本文從實際工作出發(fā)，以ICS-600離子色譜儀、電導檢測器為例講述了離子色譜的工作原理，從儀器、試劑、方法、環(huán)境因素等方面分析總結(jié)了離子色譜在使用過程中的注意事項和經(jīng)常出現(xiàn)的問題的解決方案，為離子色譜的使用者提供參考。

1、離子色譜儀的結(jié)構(gòu)和原理

離子色譜儀主要包括：流動相輸送系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)4個部分。此外，可根據(jù)需要配置流動相在線脫氣裝置、自動進樣器、流動相抑制器等。

分離的原理是由于樣品中的陰陽離子對離子交換樹脂的親和力不同，樣品通過分離柱時被分離成不連續(xù)的譜帶，依次被淋洗液洗脫，淋洗液經(jīng)過化學抑制器，降低淋洗液的電導，增加被測離子的電導，采用電導檢測器檢測，根據(jù)保留時間定性，峰高或峰面積定量。

2、使用注意事項

2.1 純水

離子色譜儀屬于高端精密儀器，對實驗室用水要求很高，實驗用水需要滿足電阻率18.2MΩ·cm以上，并經(jīng)過0.45 μm微孔濾膜過濾的去離子水，如果水的電阻率不符合要求，離子含量較多，會造成系統(tǒng)壓力上升，基線波動，痕量物質(zhì)檢不出等。實驗過程中應使用新鮮的去離子水，放置時間過長的純水，滋生細菌，二氧化碳融入都會使得電阻率下降，水質(zhì)達不到要求。

2.2 試劑

所有試劑應該選擇優(yōu)級純以上。如果選擇氫氧化鈉作為淋洗劑，建議購買50%濃度飽和氫氧化鈉溶液，配制淋洗液時吸取中層液體，避免雜質(zhì)進入系統(tǒng)，降低儀器本底，提高儀器分析靈敏度。

2.3 分離柱的選擇

分離柱是離子色譜的核心部件，決定著樣品組分是否能完全分離。離子色譜的分離原理主要是離子交換，對弱保留離子可選用大容量柱和弱淋洗液以增強保留，對強保留離子則可選用小容量柱和強淋洗液。

2.4 淋洗系統(tǒng)的選擇

淋洗液的選擇是離子色譜分析中的重要的一步，直接關系到分析靈敏度，檢出限。陰離子柱一般用的是Na2CO3/NaHCO3或NaOH淋洗系統(tǒng)，陽離子柱一般使用甲基磺酸淋洗系統(tǒng)，根據(jù)所分離的離子按一定比例配制。通過改變淋洗液濃度可以改變出峰時間。分析低濃度樣品可選擇較低流速，提高檢測靈敏度，分析高濃度選擇較高流速，縮短分析時間。值得注意是更換不同品種、不同濃度淋洗液時需要將系統(tǒng)置換干凈，先將分離柱拆下，用去離子水大量沖洗管路，至最終流出液為中性時再將分離柱接入儀器。

2.5溫度的影響

對于抑制型離子色譜，一般未使用恒溫裝置，環(huán)境溫度的變化，會造成出峰時間的變化，一般溫度升高，保留時間降低，柱效增加，使用過程中應盡可能避免溫度波動，有條件的用戶最好配置恒溫箱以保證分析結(jié)果的可靠性。

2.6 樣品前處理及分析注意事項

離子色譜分析的濃度范圍為μg/L～mg/L，樣品中含有微小顆粒物、較高含量有機物、陽離子金屬等都會對分析系統(tǒng)造成嚴重影響，導致低含量組分檢測不出，因此必須對樣品進行前處理，方能進行分析。

顆粒物會造成柱壓升高，縮短柱子壽命，堵塞管路，分析前應過濾除去，成分復雜的樣品必須經(jīng)過預處理，設法消去可能存在的干擾。

一般較清潔的地表水只需要過濾即可直接進樣分析;當樣品含有較高濃度有機物，會影響色譜分離效果及色譜柱使用壽命，需要除去有機物，可以使用RP柱或C18柱萃取分離消除干擾;樣品中的金屬會影響色譜柱的壽命，去除陽離子重金屬可以采用H柱、Na 柱;除去過量氯離子可以使樣品通過銀型前處理柱或進樣前加硝酸銀溶液到樣品中沉淀氯離子;當選用碳酸鈉/碳酸氫鈉淋洗液，水負峰干擾氟離子的測定，可在樣品與標準溶液中分別加入適量相同濃度和體積的淋洗液，以減小水負峰對氟離子的干擾，或者選用氫氧化鈉做淋洗劑【1】。

對未知樣品需要先稀釋100倍或1000倍再進行分析，再根據(jù)結(jié)果選擇稀釋倍數(shù)，以免造成柱容量超載或強保留組分污染。樣品出峰干擾可以對樣品進行稀釋后測定，也可以在樣品中加入有機改進劑如甲醇、異丙醇和乙腈，改善分離效果【2】

每次分析前需要進行空白樣品分析，空白試驗結(jié)果應低于方法檢出限，已檢查溶液試劑質(zhì)量是否合格。儀器調(diào)試、更換溶液或者更改儀器條件后需要重新繪制標準曲線或者采用標準溶液進行核查，確保分析準確性。

3、常見問題處理方法

3.1 柱壓升高或降低

一般出現(xiàn)系統(tǒng)壓力升高或降低可能的原因是系統(tǒng)堵塞、漏液、流速設定不對、淋洗液配置不當、密封圈損壞等，需要根據(jù)實際情況逐一排查。離子色譜管路較多且細小，如果淋洗液、樣品未過濾，久而久之管路雜質(zhì)積聚便造成系統(tǒng)堵塞，系統(tǒng)壓力升高，出峰異常。其中單向閥是離子色譜的一個重要元件，其作用是阻止液體從高壓區(qū)流向低壓區(qū)【3】，單向閥密封性必須好，可以快速打開或關閉。當儀器長期不使用、淋洗液或樣品中含較多雜質(zhì)，容易造成單向閥堵塞，柱壓上升甚至儀器不能正常運行。單向閥結(jié)垢后可以取出將其放入無水乙醇或者異丙醇溶液中超聲清洗。當發(fā)生系統(tǒng)漏液后，找出漏液點，擰緊接口，然后打開排氣閥排氣泡。分析人員粗心大意系統(tǒng)導致參數(shù)設定錯誤、淋洗液濃度配制不正確也會出現(xiàn)壓力改變現(xiàn)象，平時需要細心操作，避免問題出現(xiàn)。

3.2 電導值異常

當儀器長時間未開機或者淋洗液雜質(zhì)含量高、淋洗液濃度配制不正確、純水質(zhì)量有問題、樣品含量過高或雜質(zhì)含量多都會導致電導值異常，需要逐一排查。

3.3 色譜柱污染

樣品、淋洗液中的雜質(zhì)積累會造成色譜柱污染，分離度變差、保留時間改變、峰不對稱等，色譜柱污染后可以使用高濃度有機溶劑如丙酮清洗，清洗完后用較稀的淋洗液置換。

3.4 氣泡的處理

淋洗液使用前需要脫氣處理，樣品進入儀器前需要排氣泡，氣泡會對分析信號產(chǎn)生干擾，增大基線噪聲。每次更換淋洗液或者開機都要多排放一段時間淋洗液，徹底同化管路，以保證測定樣品不受系統(tǒng)的影響。氣泡可經(jīng)過超生或者靜置去除。

3.5 基線和噪聲、峰形等問題

保留時間漂移：柱溫或者室溫發(fā)生變化、流速變化、流動相組成、濃度發(fā)生改變、系統(tǒng)有氣泡等都能造成保留時間波動。

基線噪聲和漂移：溫度波動、氣泡影響、流動相不均勻、樣品強保留組分、電子設備故障等原因造成。

峰形異常：柱選擇不當、柱堵塞、干擾峰、系統(tǒng)溫度過低、進樣體積過大等可能造成峰形異常。

4、結(jié)論

日常工作中由于操作不當、維護保養(yǎng)不到位極易導致離子色譜儀故障，導致儀器分析數(shù)據(jù)不準，部件損壞，損耗極大。從事該項工作的分析人員，必須嚴格按照操作規(guī)程，精心維護使用方能保證儀器正常運行。

參考文獻：

[1]HJ 84-2016 水質(zhì) 無機陰離子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的測定 離子色譜法[S]

[2]鐘志雄 離子色譜法同時測定水樣氟、氯、溴、硝酸鹽氮和硫酸根.中國衛(wèi)生檢驗雜志 2000，10（1）：23～25

[3]周志琴.關于離子色譜儀使用中的常見問題及處理方法.全面腐蝕控制，2014，28（3）：40～43