如何選擇液相色譜儀

　　隨著(zhù)最近幾年我國以及世界各國對食品安全等方面要求越來(lái)越嚴格，越來(lái)越多的用戶(hù)選擇液相色譜儀作為常規的檢測儀器。但是，液相色譜儀屬于技術(shù)含量比較高的產(chǎn)品，用戶(hù)很難對目前市場(chǎng)上所有產(chǎn)品都有較為深入的了解。在選購儀器時(shí)，往往不能客觀(guān)的判斷這些產(chǎn)品到底孰優(yōu)孰劣，大都憑著(zhù)感覺(jué)，或是聽(tīng)信銷(xiāo)售商的推薦。因此購買(mǎi)的儀器往往達不到用戶(hù)的要求，在使用過(guò)程中還會(huì )出現各種各樣的問(wèn)題。

　　就上述情況，我們談一談選擇一臺品質(zhì)優(yōu)良的液相色譜系統應該注意哪些方面-

　　一、儀器各器件加工精度

　　液相色譜儀是精密的分析儀器，所以要求工藝精湛、制作精良，才能保證其性能。一臺好的儀器，從外形到內部的各個(gè)細節，都應該做工精良，控制面板字符清晰;功能鍵動(dòng)作正確;旋鈕轉動(dòng)順滑;管接頭螺紋加工精良，稍加力擰緊就密封良好;不銹鋼材料與高性能樹(shù)脂材料一定要能經(jīng)受液相色譜常用液體的腐蝕。

　　有些挑剔的用戶(hù)會(huì )提出打開(kāi)儀器的機箱蓋來(lái)看看，這是一個(gè)很好的主意。好的儀器不僅外觀(guān)好，更能做到里外如一，內部機械零件與線(xiàn)路板的加工也非常精良。打開(kāi)機箱蓋，可以看到儀器各部件安排合理、井井有條，調試與維修調換都非常方便。劣質(zhì)的儀器各部件安排混亂，走線(xiàn)像亂頭發(fā)一把。檢查儀器內部質(zhì)量很能看出儀器制造廠(chǎng)的水平。

　　二、儀器的性能指標

　　以常用的配備了紫外檢測器的液相系統為例，哪些性能指標比較重要呢?國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局于2002年批準了編號為JJG 705-2002的液相色譜儀檢定規程。很多儀器的說(shuō)明書(shū)都沒(méi)有引用JJG-705-2002規程中的有關(guān)指標檢測儀器。實(shí)際上對用戶(hù)考核儀器，這是非常權威并且有效的考核標準。根據這個(gè)規程，需要考慮的基本技術(shù)指標有：噪音、漂移、最小檢測限、定性定量重復性、波長(cháng)示值精度和線(xiàn)性范圍等。另外，穩定時(shí)間和儀器的動(dòng)態(tài)響應特性也是衡量?jì)x器優(yōu)劣的重要指標之一。

　　1.基線(xiàn)噪聲

　　液相色譜儀的系統噪聲主要是由檢測器電子部件與光學(xué)部件產(chǎn)生的電子噪音、高壓恒流泵的脈動(dòng)和流動(dòng)相中的雜質(zhì)引起的干擾綜合。噪聲的大小直接關(guān)系到儀器的檢測靈敏度，噪音越大，檢測的靈敏度就越低。噪音過(guò)大將導致基線(xiàn)不穩，進(jìn)而影響分析結果。

　　就目前國內外儀器的普遍水平來(lái)說(shuō)，噪聲指標達到1~2×10-5AU已經(jīng)是相當優(yōu)秀了。注意這里說(shuō)指的噪聲指標是動(dòng)態(tài)噪音，也就是整個(gè)流路單元及檢測單元都在工作時(shí)的噪聲，能夠最直接的反映儀器系統的噪聲大小。還有一種噪聲我們稱(chēng)之為靜態(tài)噪聲，所謂靜態(tài)噪聲是指由儀器的光學(xué)部件與電子部件所產(chǎn)生的噪聲，僅僅說(shuō)明了檢測單元的噪聲大小，并沒(méi)有涉及到流路單元，而流路單元卻恰恰是系統噪聲的主要來(lái)源，在儀器的使用過(guò)程中是不可避免的。然而有些公司包括一些進(jìn)口品牌生產(chǎn)商在對外宣傳時(shí)片面地強調靜態(tài)噪聲，而閉口不談動(dòng)態(tài)噪聲，我們認為這是一種不科學(xué)的說(shuō)法，試問(wèn)，哪個(gè)用戶(hù)在檢測樣品的時(shí)候不需要輸液?jiǎn)卧��?綜上所述動(dòng)態(tài)噪聲才是儀器所必需注重的指標，也是影響用戶(hù)分析的重要因素，脫離動(dòng)態(tài)的靜態(tài)噪聲指標顯然是意義不大的。

　　2.漂移

　　是指儀器穩定后一段時(shí)間內基線(xiàn)漂離原點(diǎn)的距離�；�線(xiàn)漂移影響色譜峰積分處理。漂移在儀器充分預熱與色譜柱平衡后可以達到1×10-4AU/h以?xún)取?

　　3.最小檢測濃度(最小檢測限)

　　這是反映儀器靈敏度的重要參數，計算公式為：

　　CL=2×Nd×C/H

　　CL ：最小檢測濃度; Nd：噪音; C：樣品濃度; H：樣品峰高。

　　由上式可見(jiàn)，最小檢測濃度是和噪音成正比的，噪音越大，最小檢測濃度就越大，靈敏度就越低。某些廠(chǎng)家回避了這個(gè)指標，說(shuō)明他們不愿在最小檢測濃度的基礎上去比較噪音。一臺好的儀器，最小檢測濃度可以?xún)?yōu)于2×10-9g/mL(萘/甲醇溶液)。

　　說(shuō)到這里我覺(jué)得有必要向廣大用戶(hù)再提一下第一點(diǎn)中的噪聲指標和最小檢測濃度、光程(光在流通池中走過(guò)的距離，可以簡(jiǎn)單理解為流通池的厚度)三者之間的關(guān)系。我們先看下面一個(gè)公式，朗博比爾定律：

　　A=log(I0/I)=εCL

　　A是吸光率;I0代表參照池的光強;I為樣品池的光強;ε為摩爾吸光系數;C是樣品濃度;L就是流通池的光程。

　　可以看出在同樣的“C”樣品濃度情況下，“L”流通池的光程越大,儀器的“A吸光率”也就越大。這樣可以檢測到的樣品濃度就越小。然而流通池光程越大儀器的噪聲也會(huì )隨之增大，這是一個(gè)互相矛盾的概念，需要系統設計時(shí)具有良好的技術(shù)理念，才能找到兩者之間的最佳平衡點(diǎn)。然而有些廠(chǎng)家為了追求較低的系統噪聲和漂移數值，只能犧牲流通池光程，也就是犧牲了儀器的檢測靈敏度和最小檢測濃度，來(lái)達到降低噪聲和漂移數值得的目的。

　　4、定性、定量重復性

　　在液相色譜系統中，考核定性、定量重復性指標，實(shí)際上考核了高壓恒流泵的壓力脈動(dòng)和流速穩定性、紫外檢測器的噪音漂移、色譜工作站的數據采樣精度和色譜峰的積分、峰頂峰谷判斷、色譜柱的分離穩定性、流動(dòng)相與標準樣品的純度、進(jìn)樣閥的精密度等諸多因素，所以是非常重要的考核指標。JJG 705-2002規程規定，定性重復性RSD6(RT)為1.5%，定量重復性RSD6(A)為3.0%。一臺好的儀器(配上性能穩定的色譜柱)定性重復性RSD6(RT)與定量重復性RSD6(A)均可達到0.1%以?xún)�。其整個(gè)系統的重復性精度已經(jīng)達到了采用標準信號源的模擬接口色譜工作站(數據處理機)的考核指標。

　　5、波長(cháng)示值精度

　　紫外光波長(cháng)示值精度也很重要。好的儀器示值精度均能達到±1nm之內。對用戶(hù)來(lái)說(shuō)，對有光譜掃描功能的儀器可以反復幾次執行光譜掃描程序，觀(guān)察氘燈的特征峰：486nm峰和656nm峰，其顯示值與標準值誤差應在±1nm之內。

　　6、儀器的動(dòng)態(tài)響應特性

　　考核儀器的動(dòng)態(tài)響應特性難度比較高，也沒(méi)有規程可循。但是這個(gè)指標在實(shí)際儀器使用中非常重要。有些有經(jīng)驗的儀器使用者會(huì )發(fā)現，同一色譜柱，放在不同的儀器上，峰寬、峰高、峰型都可能不一樣。計算出來(lái)的理論塔板數可能相差很大。作為儀器研制工作者，此項指標可以理解為檢測器的動(dòng)態(tài)響應特性，體現為檢測器輸出信號(電壓或電流值)能真實(shí)、快速、無(wú)畸變地反映出色譜柱流向檢測器流通池的液流濃度(吸光率)的變化。此項參數與檢測器管路的死體積、流通池的體積、檢測器信號采樣放大電路的動(dòng)態(tài)響應速度、色譜工作站的采樣速率、模擬濾波和數值濾波參數均有關(guān)�？己艘合嗌�譜儀的動(dòng)態(tài)響應水平，可以用一支150mm性能比較好的色譜柱(理論塔板數越高越好)用純甲醇做流動(dòng)相，1×10-7g/mL萘/甲醇做標樣，檢查檢測器半峰寬能否達到3秒以?xún)�，峰型是否對稱(chēng)。

　　7、穩定時(shí)間

　　儀器的穩定時(shí)間要短。在色譜柱充分平衡的情況下(可以先開(kāi)高壓恒流泵，使色譜系統充分平衡)再開(kāi)紫外檢測器與工作站，好的儀器在10分鐘左右即能穩定，并可進(jìn)行分析工作。這對于降低流動(dòng)相的消耗，提高儀器的使用效率是非常有利的。

　　三、高壓恒流泵的選型

　　高壓恒流泵分并聯(lián)泵與串聯(lián)泵。并聯(lián)泵采用左右獨立的兩個(gè)往復泵，兩泵頭交替工作，各承擔1/2的輸液量，達到平穩的輸液功能。串聯(lián)泵只有一個(gè)主泵頭輸液，副泵頭只起到蓄液維持均衡壓力的作用。由于并聯(lián)泵多了2個(gè)單向閥，結構較為復雜，因此制造成本較高。但是其優(yōu)點(diǎn)是密封圈與機械傳動(dòng)部分使用壽命可以比串聯(lián)泵提高一倍�！「邏汉懔鞅冒椿钊麠U的行程來(lái)分，又可以分為長(cháng)行程泵和短行程泵。長(cháng)行程泵運轉速度低，機械壽命相對較長(cháng);短行程泵工作頻率高，脈動(dòng)容易消除。

　　四、工作站的選擇——模擬接口工作站與數字接口工作站

　　目前常用的色譜數據處理工作站使用模擬接口。其工作原理是接收檢測器輸出的電壓信號，通過(guò)外置的模/數轉換器變成數字信號后再傳送到計算機內進(jìn)行數據處理。這種工作站信號通過(guò)模擬信號傳輸，在傳輸過(guò)程中，信號容易受到干擾。

　　而數字接口工作站是以計算機為中心，儀器諸單元為外部設備的數字化控制、數值處理系統。其工作原理是將檢測到的電壓或電流量通過(guò)檢測器內部的一次放大電路后立即轉換成數字信號。數字信號在傳輸與運算處理過(guò)程中可以保證無(wú)損耗、無(wú)畸變。一般來(lái)說(shuō)，對于液相色譜儀，模擬信號接口的色譜工作站要比數字信號工作站的噪音大3倍左右。用戶(hù)在挑選液相色譜儀時(shí)，必須要考慮這一點(diǎn)。

　　另外，使用數字接口工作站，還可以方便的通過(guò)數字傳輸接口對儀器進(jìn)行全面監測與控制。數字接口工作站充分發(fā)揮了數字化系統精度高、軟硬件資源豐富、智能化程度高、信息傳輸方便的特長(cháng)，代表著(zhù)未來(lái)的發(fā)展方向。

　　五、系統性

　　這里指的是儀器的整體開(kāi)發(fā)，是一個(gè)完整的系統。目前市場(chǎng)上有這個(gè)現象，說(shuō)我的泵是進(jìn)口的，或者是檢測器怎么好，用了什么很多的進(jìn)口件組裝等等。其實(shí)這是個(gè)誤區。液相色譜是個(gè)復雜的系統，不是整體開(kāi)發(fā)的，各項指標之間、軟件和硬件、硬件和硬件等都不匹配，整體水平不會(huì )高到哪里去。而且在售后服務(wù)方面對用戶(hù)也是不負責任的。

　　整體開(kāi)發(fā)的主要優(yōu)點(diǎn)有：各項技術(shù)指標統一、儀器各單元的通信協(xié)調、能夠建立一個(gè)整體的數字化評價(jià)系統、體現了企業(yè)的科技開(kāi)發(fā)實(shí)力。世界知名的液相色譜生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品也都是整體開(kāi)發(fā)的，所以能夠保證儀器的整體水平。

　　六、文件資料

　　一臺好的儀器不僅各部件制作精良，儀器提供的文件資料也清楚完備。好的儀器資料，說(shuō)明書(shū)寫(xiě)得清楚明白。儀器的使用方法、使用注意事項、維修方法、用戶(hù)與生產(chǎn)廠(chǎng)家的責任都交代的清清楚楚，圖示符號清晰明了，絕對沒(méi)有含糊的交代。從儀器的開(kāi)機驗收，到日常使用性能指標考核，都有詳細的規定。

　　綜上所述，選擇一臺品質(zhì)優(yōu)良的液相色譜儀不能片面的只考察某一個(gè)或者幾個(gè)指標，而應該綜合考慮各項重要性能指標，才能挑選到滿(mǎn)意的儀器。