作者:依利特 来源:液相售后 2026-01-07 09:14:42
在液相色谱(HPLC)分析工作中,系统压力的稳定性直接关乎实验结果的准确性、重复性,更影响分析效率与仪器使用寿命。不少实验室操作人员都曾遭遇过压力忽高忽低、骤升骤降或持续异常的问题,不仅打乱实验节奏,还可能导致色谱柱损坏、样品报废等额外损失。本文结合实操经验,全面剖析液相压力异常的核心原因,补充关键排查要点,并给出可落地的解决方案与维护建议,助力实验室高效解决压力难题。
一、液相压力变低的常见原因及隐形诱因
1. 流动相问题
流动相中有气泡:除常规超声脱气不充分外,环境温度骤升导致溶剂中溶解气体析出,或流动相放置时间过长滋生微生物,也会引发气泡问题,进而导致压力偏低且波动。
溶剂过滤器堵塞或流动相不足:溶剂过滤器长期未更换易被杂质堵塞,而流动相瓶内导管未浸没、导管老化开裂进气,同样会造成泵吸液不足,压力下降。
流动相比例或组成发生变化:梯度洗脱时比例阀故障、手动混合流动相时混合不均,或流动相组分挥发(如甲醇、乙腈等易挥发溶剂),都会导致流动相实际比例偏离设定值,引发压力异常降低。
2. 泵系统问题
单向阀堵塞或损坏:单向阀内残留的样品杂质、流动相结晶(如缓冲盐溶液未及时冲洗)会导致阀芯卡滞,无法正常闭合,泵输出压力不足。
密封圈老化或磨损:长期使用后密封圈弹性下降,出现渗漏,不仅降低压力,还可能污染流动相,影响实验结果。
泵头内有气泡:泵头排气不彻底、流动相脱气不充分,或更换流动相时未及时排空泵头内空气,都会导致泵输出压力不稳定且偏低。
3. 管路连接问题
管路接头松动或漏液:接头长期拆卸导致磨损、密封圈丢失,或连接时未拧紧,都会造成流动相渗漏,压力下降;漏液严重时还可能污染实验室环境。
管路堵塞或存在死体积:管路弯折、内壁残留样品杂质导致部分堵塞,或管路连接不当形成死体积,会阻碍流动相顺畅通过,局部压力异常,整体表现为系统压力偏低。

表1.液相压力变低原因与解决方案对照表
二、液相压力越来越高的原因及致命影响
1. 色谱柱问题
色谱柱堵塞(样品残留、颗粒物堆积):样品未经过0.22μm滤膜过滤、流动相杂质未去除,或分析含蛋白质、多糖等大分子样品时未做衍生处理,都会导致杂质在色谱柱内堆积,柱压逐步升高;长期堵塞会造成柱效下降,甚至无法恢复。
柱床塌陷或填料变质:色谱柱反接使用、压力骤变(如突然停泵、切换流动相过快)会导致柱床塌陷;流动相选择不当(如使用与填料不兼容的溶剂)、保存环境不当(如潮湿、高温)会导致填料变质,两者均会引发柱压升高。
柱温过低导致流动相黏度增加:柱温低于设定值,或柱温箱故障导致温度波动,会使流动相黏度上升,流经色谱柱的阻力增大,压力随之升高;同时还会影响分离效果,导致峰形拖尾、保留时间漂移。
2. 过滤系统问题
在线过滤器堵塞:在线过滤器是保护色谱柱的关键部件,长期使用后截留的杂质会堵塞滤膜,导致系统压力持续升高,需定期拆卸清洗或更换。
保护柱或预柱饱和:保护柱/预柱长期未更换,截留的杂质达到饱和状态,无法继续过滤,不仅会导致压力升高,还会失去保护作用,使杂质进入分析柱。
进样器转子密封垫堵塞:进样过程中样品残留、流动相结晶会堵塞密封垫缝隙,导致进样口压力升高,还可能影响进样准确性,出现鬼峰、峰面积重现性差等问题。
3. 操作条件问题
流速设置过高:流速超过色谱柱大耐受范围,或高于仪器泵的额定输出流速,会导致系统压力急剧升高,长期高流速运行还会损伤色谱柱和泵部件。
梯度洗脱过程中溶剂黏度变化:梯度洗脱时,不同溶剂混合比例变化会导致流动相黏度突变(如甲醇-水体系在某一比例下黏度达到峰值),若未提前预判并调整梯度程序,会导致压力骤升。
样品过载或样品基质复杂:进样量过大导致样品过载,或样品基质中含有大量干扰杂质,会加剧色谱柱负担,导致柱压升高,同时出现峰形展宽、分裂等问题。

表2.液相压力升高原因与解决方案对照表
三、液相压力一直变化及波动大的原因及排查难点
1. 泵工作不稳定
柱塞杆或密封圈磨损:柱塞杆长期往复运动导致磨损,或密封圈老化,会导致泵吸液和排液不顺畅,压力波动明显;磨损严重时还会出现漏液现象。
泵头内存在气泡:泵头内气泡未彻底排出,会导致泵输出流量不稳定,压力随之波动;尤其在低流速分析时,波动更为明显。
溶剂混合不均匀:二元泵、四元泵的比例阀故障,或流动相混合时未充分搅拌,会导致混合后的流动相组成不均,流经色谱柱时压力出现波动。
2. 环境因素影响
实验室温度波动大:实验室未配备恒温设备,或空调出风口直吹仪器,会导致流动相温度、色谱柱温度波动,进而影响流动相黏度和柱内阻力,压力随之变化。
未使用脱气机或脱气效果不佳:流动相中溶解的气体未彻底去除,在系统压力变化时会析出气泡,气泡的产生与破裂会导致压力剧烈波动;尤其在梯度洗脱时,脱气不充分的影响更为显著。
电源电压不稳定:实验室电源电压波动过大,会影响泵、柱温箱等仪器部件的正常工作,导致泵输出压力不稳定,进而引发系统压力波动。
3. 系统综合问题
多部件同时轻微故障:系统中多个部件(如单向阀轻微堵塞、管路接头轻微渗漏、保护柱轻度污染)同时出现轻微故障,单独排查时难以发现问题,但组合在一起会导致压力持续波动。
系统未充分平衡:更换流动相、色谱柱后,未给予足够的平衡时间,系统压力未稳定就开始进样分析,会导致压力在分析过程中持续变化,同时影响分离效果。
软件控制参数设置不当:梯度程序设置不合理、流速 ramp 时间过短,或压力上限/下限设置不当,会导致仪器在运行过程中频繁调整输出,引发压力波动。

表3.液相压力波动大原因与解决方案对照表
四、解决压力问题的实用建议及进阶技巧
1. 日常维护措施(细化补充)
定期更换关键部件:建议根据仪器使用频率制定更换周期(如高频使用时,密封圈每3-6个月更换一次,过滤白头每月检查更换,保护柱每100-200次进样更换);更换后做好记录,便于追溯。
充分脱气:优先使用在线脱气机,确保脱气效果;若使用超声脱气,需注意超声时间(一般15-20分钟),超声后静置片刻再使用,避免气泡再次混入;缓冲盐溶液需现配现用,减少气体溶解。
严格样品前处理:所有样品、流动相均需通过0.22μm(反相色谱)或0.45μm(正相色谱)滤膜过滤;分析生物样品、环境样品等复杂基质样品时,需增加预处理步骤(如固相萃取、液液萃取),去除干扰杂质。
正确保存色谱柱:使用后需用兼容溶剂冲洗色谱柱(如反相柱用甲醇或乙腈冲洗),去除柱内残留杂质;长期保存时,需将色谱柱两端封死,置于阴凉干燥处,避免柱床干涸、填料变质。
定期清洁仪器部件:每周清洁进样器、管路接头,每月拆卸清洗在线过滤器,避免杂质堆积;清洁时使用兼容的溶剂(如甲醇、异丙醇),避免损伤部件。
2. 故障排查流程(分步详解)
记录基线数据:排查前先记录正常状态下的系统压力基线(如流速1.0mL/min时的压力值),作为对比基准;同时记录压力波动的幅度、频率,以及是否与进样、梯度洗脱等操作同步。
分段检查系统压力:将系统拆分为泵出口、在线过滤器、保护柱、分析柱、检测器等多个区段,逐一断开连接,测定每个区段的压力值,定位压力异常的具体区段。
从泵开始逐步向后排查:先关闭泵出口管路,启动泵,观察泵的输出压力是否稳定;若泵压力异常,排查泵头气泡、单向阀、密封圈等部件;若泵压力正常,依次检查后续管路、过滤系统、色谱柱等。
更换怀疑部件进行测试:针对排查出的可疑部件(如堵塞的在线过滤器、污染的保护柱),更换为新部件或已知正常的部件,观察压力是否恢复稳定,验证故障原因。
总结排查经验:将故障现象、排查过程、解决方案、更换部件等信息整理归档,建立故障排查手册,便于后续遇到类似问题时快速解决。
3. 专业维护提示(进阶指导)
建立系统压力基线记录:每天开机后,在相同的流速、流动相、柱温条件下,记录系统压力基线,形成压力变化趋势图;若发现压力偏离基线超过5%,及时排查原因,避免小故障扩大。
定期进行预防性维护:制定季度、年度预防性维护计划,季度维护包括全面清洁仪器、检查管路磨损情况、校准柱温箱温度等;年度维护可联系仪器厂家工程师,进行泵精度校准、检测器性能检测等深度维护。
培训操作人员规范使用:定期组织操作人员培训,讲解仪器工作原理、压力异常的危害、正确的操作流程及维护方法;避免因操作不当(如野蛮拆卸管路、未冲洗色谱柱就停机)导致的压力问题。
合理选择流动相和色谱柱:根据样品性质选择兼容的流动相和色谱柱,避免使用会导致填料变质的溶剂;使用缓冲盐流动相时,需注意pH值范围,避免缓冲盐结晶堵塞管路和色谱柱。
应对特殊场景的压力问题:分析高黏度样品时,可适当提高柱温、降低流速,减少压力升高的风险;梯度洗脱时,优化梯度程序,避免流动相黏度突变区间的流速过快。

表4.日常维护与故障排查核心表格
五、压力异常的潜在风险与规避价值
很多实验室操作人员容易忽视轻微的压力波动,认为不影响峰形就无需处理。但实际上,压力异常背后往往隐藏着仪器部件磨损、污染等问题,若长期忽视,可能引发一系列连锁反应:轻则导致保留时间漂移、峰面积重现性差,影响实验结果的准确性,增加数据处理难度;重则造成色谱柱永久性损坏、泵部件故障,增加仪器维修成本,甚至导致实验中断,影响项目进度。
通过规范日常操作、定期维护仪器、快速排查压力故障,不仅能保障实验的顺利进行,还能延长仪器使用寿命、降低耗材消耗成本、提高实验效率。对于科研实验室、质检机构等对实验结果要求严格的场景,稳定的系统压力更是保障数据可靠性、提升实验室公信力的关键。
液相色谱系统压力异常并非难以解决的难题,核心在于精准定位故障原因、规范落实维护措施。通过本文总结的压力异常原因、排查流程及维护建议,希望能帮助实验室操作人员快速解决压力忽高忽低等问题,提升仪器操作与维护水平。若在实际操作中遇到复杂的压力故障,可联系仪器厂家技术支持,或与同行交流经验,及时规避实验风险,保障分析工作的高效、精准开展。
常见问题解答(FAQ)
Q1:开机后系统压力持续波动,但未出现漏液,可能是什么原因?
A:这种情况大概率是系统内存在气泡或溶剂混合不均匀导致的。首先检查流动相脱气是否充分,可重新对流动相进行超声脱气或开启在线脱气机延长脱气时间;其次排查泵头是否存在气泡,通过手动排气功能彻底排空泵头内空气;若为梯度洗脱模式,需确认比例阀工作正常,可尝试手动混合流动相后进行等度洗脱测试,观察压力是否稳定。
Q2:压力升高后,更换了保护柱和在线过滤器,压力仍未恢复正常,该怎么办?
A:此时应重点排查分析柱和管路。先断开分析柱入口端,启动泵测定前段管路压力,若压力正常,说明问题出在分析柱;可尝试用兼容的溶剂(如反相柱用甲醇-水=90:10)进行反向冲洗,若冲洗后压力仍高,可能是柱床塌陷或填料变质,需更换分析柱。若前段管路压力仍高,需检查管路是否弯折、内壁是否有残留杂质,可拆卸管路用甲醇或异丙醇冲洗,必要时更换新管路。
Q3:同一套系统,分析不同样品时压力波动幅度差异大,是什么原因?
A:这主要与样品基质复杂度和前处理效果有关。若分析的样品基质复杂(如生物样品、环境水样),且未经过充分预处理,样品中的大分子杂质、颗粒物会快速堵塞过滤系统和色谱柱,导致压力波动加剧;而纯净样品对系统的污染较小,压力相对稳定。此外,样品黏度差异也会影响压力,高黏度样品流经色谱柱时阻力变化更大,易出现压力波动。建议针对复杂基质样品优化前处理流程,增加固相萃取、离心等步骤,确保样品过滤彻底。
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