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HPLC難點解析:壓力與基線

嘉峪檢測網(wǎng)        2024-11-13 08:36

常見的高效液相色譜問題是由組件故障(泵、脫氣器、進樣器、檢測器、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、色譜柱)以及流動相制備或樣品制備錯誤造成的。問題可分為幾個方面:

 

壓力問題

基線問題(色譜)

色譜峰問題(色譜)

數(shù)據(jù)性能問題

 

每個領(lǐng)域都有典型癥狀和緩解建議,本章講討論壓力問題與基線問題。

 

壓力問題和原因

 

壓力過高:系統(tǒng)壓力高于預(yù)期的原因是:系統(tǒng)組件(如過濾器、保護柱、色譜柱、連接管路、進樣器或檢測器管路)部分堵塞。

 

解決方法是:通過每次斷開一個組件的連接來隔離部分堵塞的源頭。例如,如果在斷開色譜柱(或保護柱)連接后出現(xiàn)高于預(yù)期的壓力,則說明堵塞發(fā)生在進樣器或泵的上游。如果在斷開進樣器管路連接后壓力仍然很高,那么問題就出在泵上。最有可能的堵塞位置是——充滿小粒徑填料的色譜柱??梢酝ㄟ^反向沖洗或更換色譜柱的入口過濾片來解決色譜柱壓力過高的問題。壓力過高問題應(yīng)在完全堵塞之前及早調(diào)查。

 

壓力過低:系統(tǒng)壓力低于預(yù)期的原因包括:漏液 (活塞密封件、色譜柱連接、進樣器)、泵故障 (填料流失、單向閥中有氣泡、單向閥故障、活塞破損)或溶劑供應(yīng)不足 (流動相跑空、溶劑過濾器堵塞、溶劑管路彎曲或溶劑混合物錯誤)??赏ㄟ^目視檢查是否有漏液,以及監(jiān)測泵的壓力讀數(shù)以查看是否有脈沖和其他癥狀來診斷問題。

 

壓力波動:壓力波動是由單向閥中的氣泡或單向閥故障造成的。HPLC 泵的典型壓力曲線如圖 1 所示,其壓力波動要求為 <±2% 的 HPLC 標稱壓力。請注意,包括 UHPLC 泵在內(nèi)的大多數(shù)現(xiàn)代 UHPLC 泵的波動要低得多(例如 30-50 psi)。單向閥出現(xiàn)故障很可能是由于入口止回閥中的球和閥座裝置中存在滯留氣泡或受到污染,導(dǎo)致關(guān)閉不完全。通常表現(xiàn)為與泵沖程同步的壓力波動明顯增大(圖 3)??梢酝ㄟ^對所有溶劑進行脫氣處理,并以高流速對泵進行 Purge 來清除氣泡。如果不成功,可將溶劑更換為乙腈、甲醇或異丙醇,這樣可以更有效地潤濕單向閥。失靈的單向閥應(yīng)拆卸清洗或更換新裝置。

 

圖 1 正常壓力與單向閥損壞/單向閥內(nèi)有氣泡時的壓力示意圖

 

基線問題(色譜)

 

圖 2 和圖 3 舉例說明了常見的基線問題。每個癥狀的描述及其建議的補救措施如下。

 

圖 2. 各種基線問題的示例。

基線噪聲 (Noisy baseline) :通過在較大的尺度上測量基線的峰間信號波動,估計檢測器的短期噪聲?!,F(xiàn)代紫外檢測器的噪聲應(yīng)接近噪聲規(guī)范或 ±1 × 10-5 AU。如圖 3a 所示的基線噪聲通常是:老化的紫外燈管能量過低造成的,應(yīng)予以更換。檢測器流通池受污染或流動相的紫外吸收率過高也可能導(dǎo)致光能過低(圖 3d)。檢測器噪音可能由流動池中的大氣泡或流通池中的小泄漏導(dǎo)致的壓力波動引起。

 

示差折光 (RI) 檢測器的基線噪聲可能是由于流動相脫氣不充分或溫度恒溫不足造成的。

 

同步噪聲 (Synchronous noise) 和非同步噪聲 (asynchronous noise) :與泵沖程 (Pump plsation) 同步的周期性 (Cyclic) 基線噪聲可能與泵有關(guān)(圖 3b)。例如,由活塞容積為 100 μl 的泵提供 1 mL/min 的流速,每分鐘運行 10 次。

 

泵相關(guān)噪聲的一個明確測試方法是檢查泵關(guān)閉后噪音是否消除(圖 3b)。這種同步噪音可能由泵故障(泵頭中的氣泡、單向閥問題或柱塞破損)引起。如果在泵上使用溶劑混合,尤其是使用帶有小型外部混合器的高壓混合二元泵,則流動相混合不充分是一個常見原因。使用較大的混合器或改用預(yù)混合的流動相可以解決這種周期性噪聲。

 

圖 3. 各種基線問題和可能原因的示例。

非同步檢測器噪聲(與泵不同步,頻率較低,如圖 2 所示)可能由電氣源引起,如接地回路問題、電源/電壓波動或電氣屏蔽問題。這些情況可能難以診斷和補救。非同步噪聲也可能由檢測器引起,如漏液、檢測器連接松動或電氣問題。

 

基線漂移 (Baseline drift) :紫外吸收檢測器的基線漂移通常反映了紫外燈輸出能量隨時間的變化。在雙光束吸收檢測器中,基線漂移會大大減少,因為燈管能量的固有波動會得到補償。典型的規(guī)格為 <1 × 10-4 AU/h。與梯度分析相關(guān)的基線偏移是非常正常的。它們是由于初始和最終流動相的吸光度和折射率不同造成的。可以通過平衡兩種流動相的吸光度(例如,流動相 A 為 0.05% 三氟乙酸-水,流動相 B 為 0.03% 三氟乙酸-乙腈),以及使用旨在將折射率變化的影響降至最低的流通池(例如錐形流通池),將這些梯度變化降至最低。其他原因還包括流動相中的溶劑或試劑污染物。

 

非特異性漂移可能是由于強保留峰從受污染的色譜柱中慢慢滲出造成的。這些問題可以通過用強溶劑清洗色譜柱直到基線穩(wěn)定來解決。溫度波動或流通池中的微小漏液也會造成漂移。熱效應(yīng)引起的漂移在示差折光和電導(dǎo)率檢測器中尤為突出。周期性的熱效應(yīng)(如通風(fēng)源的周期性冷卻)或周期性的電壓波動(如與 HPLC 檢測器處于同一電路上的高功率壓縮機的周期性電流消耗所引起的電壓波動)都會造成周期性的基線漂移。

 

基線上出現(xiàn)毛刺 (Spikes on the baseline):基線上的毛刺(圖 3c)可能是檢測器流通池中的氣泡排氣造成的??赏ㄟ^流動相脫氣和在檢測器出口處安裝壓力限制器(如 50 psi 背壓裝置)來消除。信號線連接不良(接線松動或損壞)、檢測器以及數(shù)據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障也可能導(dǎo)致毛刺現(xiàn)象。

 

 

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來源:GMP資料岳岳屋

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