技術(shù)應(yīng)用
一、離子色譜法
離子色譜法(IC)是利用離子交換原理,連續(xù)對(duì)共存的多種陰離子或陽(yáng)離子進(jìn)行分離、定性和定量的方法。其一般分為陰陽(yáng)離子不同體系，而其中陽(yáng)離子大多使用甲烷磺酸體系，陰離子使用氫氧根體系或者碳酸根體系。每種體系所要用到的相關(guān)部件也有所不同。
圖1. HR LIC-510離子色譜儀
離子色譜主要流路由四大系統(tǒng)組成，分別為輸液系統(tǒng)（色譜泵（PEEK材質(zhì)））、進(jìn)樣系統(tǒng)（六通進(jìn)樣閥（自動(dòng)進(jìn)樣器））、分離系統(tǒng)（保護(hù)柱+色譜柱）、檢測(cè)系統(tǒng)（抑制器+檢測(cè)器）
圖2.從左到右依次為色譜泵、六通閥、色譜柱、抑制器
二、色譜泵
1. 色譜泵即高壓輸液泵，其主要作用為將流動(dòng)相以穩(wěn)定的流速（或壓力）輸送至分析體系
2. 色譜泵中主要耗材：高壓密封圈、低壓密封圈、柱塞桿
圖3.柱塞桿與密封圈
3. 組成部分：
1) 排氣閥：
主要作用為排除流路中的氣泡。其主要損壞位置為旋鈕內(nèi)部的密封圈。儀器初次使用或更換淋洗液時(shí)，管路中的氣泡容易進(jìn)入泵內(nèi)，造成系統(tǒng)壓力和流量的不穩(wěn)定
已進(jìn)入泵內(nèi)的氣泡可以通過啟動(dòng)排氣閥排除。
2) 柱塞桿：
主要作用為其***的密封性能確保了液體在傳輸過程中保持穩(wěn)定。
其使用時(shí)間過長(zhǎng)后會(huì)產(chǎn)生磨損，磨損后密封性下降會(huì)導(dǎo)致泵泄露。
3) 密封圈：
主要作用為密封泵流路。泵密封圈變形后，在高壓下會(huì)產(chǎn)生泄漏。泵漏液時(shí)，系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，儀器無法工作，為延長(zhǎng)密封圈的使用壽命，在使用了濃度較高的堿以后，要用去離子水清洗泵頭部分，以防產(chǎn)生沉淀物。
4) 泵后沖洗部分
主要作用為給予泵維護(hù)清洗的作用。泵后沖洗主要為了沖洗低壓密封圈以及柱塞桿，使其不會(huì)因使用堿后產(chǎn)生沉淀物。
4. 故障排查:
當(dāng)泵壓顯示異常時(shí)，首先觀察管路是否有泄漏。若有泄露則重新接好觀察；若無泄露，則將泵與泵后流路斷開，連接一段背壓管（3-5MPa）或者連接一根壓力正常的色譜柱，正常開啟泵，設(shè)置常用流量（比如1.0mL/min），此時(shí)泵會(huì)有兩種狀態(tài)：
1) 泵壓顯示為背壓管壓力或者色譜柱壓力，則為泵后某段流路或部件出現(xiàn)問題此時(shí)應(yīng)將各流路部件單獨(dú)接于泵后，通過看某個(gè)部件壓力異常來判斷哪一段流路或某個(gè)部件壓力異常。
2) 泵壓顯示與背壓管壓力或者色譜柱壓力有出入或者不穩(wěn)定，則為泵出現(xiàn)問題，可尋求工程師協(xié)助判斷具體問題。
三、進(jìn)樣閥
六通進(jìn)樣閥的工作原理：當(dāng)閥狀態(tài)為裝載(Load)狀態(tài)時(shí)，樣品經(jīng)微量進(jìn)樣針從進(jìn)樣孔注射進(jìn)定量環(huán)，定量環(huán)充滿后，多余樣品從放空孔排出；當(dāng)閥狀態(tài)為進(jìn)樣(Inject)狀態(tài)時(shí)，閥與液相流路接通，由泵輸送的流動(dòng)相沖洗定量環(huán)，推動(dòng)樣品進(jìn)入液相分析柱進(jìn)行分析。
圖4.六通閥裝載狀態(tài)
圖5.六通閥進(jìn)樣狀態(tài)
四、色譜柱
離子色譜通過陰陽(yáng)離子交換柱對(duì)樣品中的離子進(jìn)行分離，樣品中的離子在流動(dòng)相（水溶液）中與固定相（離子交換樹脂）發(fā)生作用，由于不同離子的相互作用力不同，從而在固定相中滯留時(shí)間不同，實(shí)現(xiàn)分離。
圖6. HR AC-P24離子色譜柱
離子色譜柱常見問題如下：
一、 柱壓升高
原因分析：柱壓升高可能是由于柱子內(nèi)部堵塞、進(jìn)樣器或管路污染、流動(dòng)相不合適等原因引起的。
解決方案：
1. 定期對(duì)色譜柱進(jìn)行清洗，以去除柱子內(nèi)部的污染物。
2. 檢查進(jìn)樣器和管路是否清潔，如有污染應(yīng)及時(shí)清洗。
3. 嘗試更換流動(dòng)相，使用合適的溶劑和添加劑。
二、 分離度降低
問題描述：分離度降低意味著不同離子在色譜柱上的分離效果變差，可能導(dǎo)致分析結(jié)果不準(zhǔn)確。
解決方案：
1. 檢查色譜柱是否過期或損壞，如有必要更換新的色譜柱。
2. 優(yōu)化色譜條件，如調(diào)整流速、溫度等，以改善分離效果。
3. 嘗試使用不同類型的色譜柱，根據(jù)樣品特性選擇合適的柱子。
圖7.分離度下降譜圖對(duì)比
三、死體積增大現(xiàn)象
現(xiàn)象描述：死體積增大可能導(dǎo)致峰形變寬、分辨率降低。
解決方案：
1. 檢查柱子連接處是否緊固，確保無泄露。
2. 清洗進(jìn)樣器和管路，減少死體積的影響。
3. 更換具有較小死體積的柱子或組件。
圖8.死體積增大譜圖對(duì)比
四、保留時(shí)間不穩(wěn)定
問題分析：保留時(shí)間不穩(wěn)定可能由流速變化、溫度變化或柱子性能下降等原因?qū)е隆?/b>
解決策略：
1. 定期檢查并校準(zhǔn)流速和溫度控制器，確保它們穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 密切關(guān)注色譜柱的使用情況，如有必要進(jìn)行再生或更換。
3. 優(yōu)化樣品預(yù)處理和進(jìn)樣方法，減少因樣品問題導(dǎo)致的保留時(shí)間波動(dòng)。
圖9. 保留時(shí)間不穩(wěn)定對(duì)比
五、柱子污染與清洗
污染識(shí)別：柱子污染通常表現(xiàn)為分離度下降、基線噪聲增大等。
清洗方法：
1. 使用適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ绺邼舛鹊挠袡C(jī)溶劑或無機(jī)酸/堿）進(jìn)行反向沖洗。
2. 采用超聲波清洗技術(shù)或高壓清洗來去除頑固的污染物。
3. 注意清洗過程中避免對(duì)柱子造成物理?yè)p傷。
針對(duì)色譜柱而言，其選型以及維護(hù)顯得尤為重要，選擇對(duì)的色譜柱、良好的維護(hù)習(xí)慣才是使用色譜柱正常使用的長(zhǎng)久之策。
一、柱子選擇與類型
選擇依據(jù)：根據(jù)樣品的性質(zhì)和分析目的選擇合適的色譜柱。
類型介紹：
1. 陰離子交換柱：適用于陰離子的分析。
2. 陽(yáng)離子交換柱：適用于陽(yáng)離子的分析。
二、柱子故障預(yù)防
預(yù)防措施：
1. 定期對(duì)色譜柱進(jìn)行維護(hù)和檢查，確保其處于良好狀態(tài)。
2. 使用高質(zhì)量的流動(dòng)相和樣品，避免引入污染物。
3. 遵守操作規(guī)范，避免過度使用或不當(dāng)操作導(dǎo)致的柱子損壞。
三、柱子維護(hù)方法
維護(hù)措施：
1. 使用后及時(shí)清洗柱子，避免殘留物對(duì)柱子性能的影響。
2. 存放柱子時(shí)保持干燥、避光，避免長(zhǎng)期暴露在空氣中。
3. 定期對(duì)柱子進(jìn)行再生處理，恢復(fù)其分離性能。
綜上所述，針對(duì)離子色譜柱的各種問題，我們需要從多個(gè)方面進(jìn)行分析和解決。通過合理的維護(hù)和使用方法，可以延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命并提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
五、抑制器
離子色譜抑制器作為離子色譜系統(tǒng)中的重要組成部分，其主要功能是降低背景電導(dǎo)，提高檢測(cè)靈敏度。然而，在實(shí)際使用過程中，離子色譜抑制器可能會(huì)遇到一些問題，如壓力異常、消耗過快、干擾分析、峰面積減小等。
圖10. HR AS-10（上）HR CS-9（下）
常見問題及解決方案：
1. 壓力異常
現(xiàn)象描述：離子色譜抑制器進(jìn)出口壓力不穩(wěn)定，或壓力過高/過低。
原因分析：
l 抑制器內(nèi)部堵塞或泄漏；
l 抑制器與色譜柱連接處密封不良；
解決方案：
l 檢查抑制器內(nèi)部是否堵塞或泄漏，如有問題及時(shí)清理或更換；
l 確保抑制器與色譜柱連接處密封良好，無滲漏；
2. 消耗過快
現(xiàn)象描述：離子色譜抑制器使用壽命縮短，消耗品更換頻繁。
原因分析：
l 樣品濃度過高或雜質(zhì)過多；
l 抑制器使用的淋洗液濃度不適當(dāng)；
l 抑制器工作環(huán)境惡劣（如溫度過高、濕度過大）。
解決方案：
l 稀釋樣品或進(jìn)行前處理，降低樣品濃度和雜質(zhì)含量；
l 調(diào)整抑制器使用的淋洗液濃度，保持適當(dāng)?shù)乃岫群碗x子強(qiáng)度；
l 改善抑制器工作環(huán)境，保持穩(wěn)定的溫度和濕度。
3. 干擾分析
現(xiàn)象描述：離子色譜抑制器在使用過程中出現(xiàn)非目標(biāo)離子干擾，影響分析結(jié)果。
原因分析：
l 抑制器抑制效果不佳；
l 樣品中存在與目標(biāo)離子相似的干擾離子；
l 抑制器與色譜柱不匹配。
解決方案：
l 檢查抑制器性能，如有問題及時(shí)更換或維修；
l 對(duì)樣品進(jìn)行前處理，去除干擾離子；
l 選擇與目標(biāo)離子兼容的色譜柱和抑制器。
4. 峰面積減小
現(xiàn)象描述：離子色譜抑制器在使用過程中，目標(biāo)離子的峰面積逐漸減小。
原因分析：
l 抑制器與色譜柱連接處松動(dòng)或泄漏；
l 色譜柱性能下降或污染。
解決方案：
l 檢查抑制器與色譜柱連接處是否松動(dòng)或泄漏，確保密封良好；
l 更換色譜柱或?qū)ιV柱進(jìn)行清洗和再生。
離子色譜抑制器作為離子色譜系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，對(duì)保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要作用。
六、儀器與維護(hù)
為了確保離子色譜系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須進(jìn)行定期維護(hù)。
一、日常維護(hù)
1、儀器檢查：每天開機(jī)前，檢查儀器各部件是否正常，確保無泄漏、松動(dòng)等現(xiàn)象。
2、管道清洗：定期使用去離子水沖洗管道，防止沉積物堵塞管道。
3、泵清洗：定期清洗泵頭，防止泵頭堵塞影響流量穩(wěn)定性。
4、檢測(cè)器清洗：定期清洗檢測(cè)器，確保檢測(cè)器靈敏度。
二、周期性維護(hù)
1、柱子更換：根據(jù)柱子使用情況，定期更換新柱，保證分離效果。
2、抑制器更換：定期維護(hù)抑制器，若出現(xiàn)抑制器相關(guān)異常，可更換抑制器保證分析結(jié)果。
三、注意事項(xiàng)
1、維護(hù)過程中要注意保護(hù)好儀器各部件，避免損壞。
2、維護(hù)后要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行***檢查，確保正常運(yùn)行。
3、對(duì)于出現(xiàn)的問題要及時(shí)處理，避免影響分析結(jié)果。
總之，離子色譜的維護(hù)是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有做好日常維護(hù)和周期性維護(hù)工作，才能確保離子色譜系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，為我們的分析工作提供有力支持。
