制备型液相色谱故障处理

制备型液相色谱故障排除：实战指南

在精密分析与生产流程中，制备型液相色谱（Prep-LC）扮演着至关重要的角色。其高效的分离能力为物质纯化和目标产物制备提供了有力支撑。任何精密仪器都可能面临挑战，Prep-LC亦不例外。本文将结合多年的实践经验，为实验室、科研、检测及工业从业者提供一份详尽的故障排除指南，旨在快速定位问题，恢复仪器正常运行，确保实验和生产的连续性。

常见故障与排查思路

1. 流速不稳定或波动

流速是Prep-LC的核心参数之一，直接影响分离度和产物收率。

• 问题表现： 仪器显示流速与设定值偏差较大，或在运行过程中出现明显波动。
• 可能原因及排查：
  • 溶剂供应问题：
    • 溶剂瓶液位过低： 确保溶剂瓶内有足够的溶剂，通常需要高于泵吸入口至少5cm。
    • 溶剂管路堵塞/气阻： 检查溶剂管路是否有异物或气泡。对于气泡，可尝试以较高流速（如50 mL/min）空打溶剂排除，或拆卸泵头进行排气。
    • 脱气不充分： 长期使用未脱气的溶剂或溶剂储存不当可能导致气体溶解度增加。建议使用在线脱气机或对溶剂进行充分脱气（如超声处理15-30分钟）。
    
    
  • 泵系统故障：
    • 密封圈/活塞磨损： 长期运行会导致密封圈或活塞过度磨损，无法有效建立压力。检查泵头密封圈是否有硬化、裂纹或变薄迹象。常见磨损量可达0.5mm厚度。
    • 单向阀堵塞/失效： 单向阀（进液阀和出液阀）是保证泵体单向输液的关键。检查阀门是否有颗粒物堵塞，或阀座/阀球的密封性是否下降。可尝试用特定溶剂（如甲醇/异丙醇混合物）清洗或更换。
    • 驱动部件松动/损坏： 检查泵杆、凸轮等驱动部件是否连接牢固，有无异常磨损或异响。
    
    
  • 管路压力波动：
    • 连接处泄露： 仔细检查所有管路连接处（包括接头、阀门）是否存在肉眼可见的渗漏或使用肥皂水/检测气体（如氦气）进行气密性测试。
    • 进样系统问题： 进样阀内部密封不良或阀芯磨损也可能导致压力不稳定。
    
    
  
  

2. 柱效降低或分离度下降

这是Prep-LC令人头疼的问题之一，直接影响产物纯度。

• 问题表现： 色谱峰展宽，相邻峰的分离度（Rs）下降，无法达到预期的纯度要求。
• 可能原因及排查：
  • 色谱柱问题：
    • 色谱柱堵塞： 样品前处理不当，引入的颗粒物或高分子杂质会堵塞色谱柱填料。尝试反冲色谱柱（若填料允许），或使用在线过滤器。
    • 填料老化/损坏： 长期使用、操作不当（如pH范围超出使用范围、过度氧化）会导致填料化学结构破坏。可根据色谱柱厂家提供的寿命数据（如通常可处理100-500 kg样品或运行1000-5000小时）和性能衰减情况判断是否需要更换。
    • 样品残留/污染： 某些不易洗脱的样品组分吸附在填料上，影响后续分离。尝试使用强溶剂（如100%乙腈、DMF）进行柱子清洗，并遵循厂家推荐的清洗流程。
    
    
  • 流动相问题：
    • 流动相配制不当： 缓冲盐浓度、pH值、溶剂比例偏差会严重影响分离。使用高精度天平（0.001g级别）和容量瓶，并确保所有试剂均达到HPLC级别。
    • 流动相变质： 某些流动相（如含四氢呋喃的混合物）易与空气反应或滋生微生物，影响分离效果。新鲜配制，并注意储存条件。
    
    
  • 进样量过大： Prep-LC虽然载样量大，但仍有上限。超出载样量会导致色谱峰严重拖尾和分离度下降。参考色谱柱厂家推荐的最大载样量（通常与柱体积和填料粒径相关，例如10-50g/柱）。
  
  

3. 检测器信号异常

• 问题表现： 基线漂移、噪音增大、信号强度过低或过高，甚至无信号。
• 可能原因及排查：
  • 流动池堵塞/污染： 检测器流通池是信号产生的地方，极易被杂质堵塞或污染。定期使用强溶剂（如酸性甲醇）冲洗，或根据厂家说明进行拆卸清洗。
  • 光源老化/故障： 对于UV/Vis检测器，灯管使用寿命有限（如短弧氙灯一般为2000小时）。灯管老化会导致灵敏度下降，需及时更换。
  • 电导率/pH探头问题（适用于ELSD、CAD、MS等检测器）： 探头污染或损坏会影响信号采集。
  • 连接管路问题： 检测器与馏分收集器之间的管路连接不良或内壁挂胶，也可能导致信号异常。
  
  

4. 馏分收集器故障

• 问题表现： 收集不准确、收集器定位错误、无法按体积或时间收集。
• 可能原因及排查：
  • 蠕动泵/注射泵问题： 驱动收集臂的泵存在故障，导致移动不准确。
  • 传感器/编码器失灵： 用于定位的传感器或编码器可能被污染或损坏。
  • 软件/控制信号中断： 检查仪器与收集器之间的通信是否正常，软件设置是否正确。
  
  

总结

制备型液相色谱的故障排除是一个系统性的过程，需要结合对仪器原理的深刻理解和丰富的实践经验。在日常维护中，定期对仪器进行检查、校准和冲洗，使用高质量的耗材（如溶剂、色谱柱），以及规范的操作流程，是预防故障、保障仪器稳定运行的关键。当故障发生时，冷静分析，遵循上述步骤，往往能快速找到问题的根源并有效解决。

数据参考：

• 流速波动容忍度： 典型Prep-LC系统允许的流速波动范围通常在±2%以内。
• 分离度（Rs）计算： Rs = 2 * (t2 - t1) / (w1 + w2)，其中t为保留时间，w为峰宽。一般而言，Rs > 1.5 表示峰已完全分离。
• 检测器噪音： UV检测器基线噪音通常在0.00001 AU/cm 以下。

通过掌握这些故障处理技巧，相信您能更从容地应对Prep-LC使用过程中遇到的各种挑战。