纯水对于HPLC的影响

纯水对于HPLC的影响 来源：技术部 作者：

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography \\ HPLC）是一种有效可靠的技术，目前已成为许多实验室研究的重要工具。HPLC最常见的一个问题就是溶剂中的污染物对分析结果的影响。

颗粒

颗粒可以损坏泵和注射器。颗粒也可以堵塞色谱柱并且熔化它，这会导致回压增大。颗粒还会表现为另一种固相，可能改变样品的组分。

有机物

超纯水中的有机物可能影响色谱峰的分离度和积分、可能导致鬼峰、还可能改变固定相的选测性以及影响色谱基线。

离子

离子浓度的改变会影响分离结果，部分能吸收UV的离子会对峰产生影响。某些有腐蚀性离子的还会降低高压输液泵等配件的使用寿命。

胶体

胶体会不可逆的吸附在固定相上面，影响柱的分离效果。

微生物

微生物会堵塞色谱柱，其代谢产物会增加有机物，颗粒等污染物。

瓶装纯净水和蒸馏水是目前部分HPLC分析中使用的纯净水，由于瓶装纯净水和蒸馏水均只是普通纯水而不是超纯水，水中仍含有少量离子和有机物等杂质，用以配制液相和洗脱液不仅可能污堵昂贵的色谱柱，也影响HPLC定出平坦的基线。

瓶装纯净水的纯化工艺，通常包括吸附、过滤、反渗透等，对颗粒性有机物的去除效果较好，但对微量离子及有机物的去除却不能满足高灵敏度的HPLC实验之需求，并且，由于其包装通常多为PVC瓶，透氧率高，同时存在一定的化学溶出量，从而污染瓶中的纯净水，尤其是保存一段时间后，水质下降更多，因此表现在HPLC色谱图上，虽无特定吸收峰，但

基线存在较严重的不稳干扰。

蒸馏水是指用蒸馏方法制备的纯水。可分一次和多次蒸馏水。水经过一次蒸馏，不挥发的组分残留在容器中被除去，挥发的组分进入蒸馏水的初始馏分中，通常只收集馏分的中间部分，约占60％，要得到更纯的水，可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液，除去有机物和二氧化碳；加入非挥发性的酸（硫酸或磷酸），使氨成为不挥发的铵盐。通过对双蒸水进行HPLC检测时发现，254nm和214nm在22-27分钟时都出现较强的吸收峰，这表明有疏水性较强的有机物污染，其原因应是蒸馏过程的共沸现象导致了某些挥发性有机物去除不彻底。

瑞枫公司推出的PURIST系列超纯水系统综合了反渗透、离子交换、活性炭吸附、膜过滤、超滤及紫外光氧化等多种纯化工艺，产水电导率达到18.2MΩ?cm, 产水水质超过国标一级水标准且稳定可测，超纯水即取即用，不会因储存引入污染，水质有保证，较之使用瓶装纯净水或蒸馏水，更能满足用户高精度仪器分析的需要。

纯水质量对全自动生化分析仪及检测结果的影响

水是实验室内一个非常重要但又容易被忽视的试剂。在全自动生化分析仪检测过程中，纯水作为生化反应的载体或介质、样品或试剂的稀释液和溶剂、仪器的清洗液以及反应的参与试剂等贯穿检测的全过程，其纯化质量的高低直接关系到检测结果的可信度。目前国内大部分检验科实验室都使用反渗透中央纯水系统。瑞枫通过对该系统工作流程的分析以及遇到的实际情况，发现并总结了导致水纯度不够的几种原因及其对全自动生化分析仪检测的影响。

1 纯水系统工作流程及影响因素

1．1 原水预处理 原水是指进入实验室的自来水，预处理就是除去自来水中绝大部分的杂质。

1.1.1方法：预处理一般使用预过滤组件包，通常包含以下内容： ①深层过滤滤芯过滤原水中的泥沙等大的颗粒物；

②活性炭滤芯通过吸附作用去除水中的大部分有机物，特别是自来水中的余氯； ③软化剂滤芯减少水中的钙镁离子浓度，降低水的硬度。如果自来水的硬度较低，也可以不安装软化剂滤芯。

1.1.2影响因素：

①自来水水质：自来水中杂质含量高时会导致预处理部件使用寿命缩短和处理后水质不达标，甚至会堵塞管道，一般要求自来水中固体溶解物含量(TDS)小于1000 ppm。

②预处理部件使用寿命：深层过滤滤芯、活性炭滤芯、软化剂滤芯等都是有使用寿命的材料，它们对反渗透膜具有保护作用，如果它们失效，RO膜负荷就会加重，寿命就会缩短。具体使用寿命应根据各地自来水水质合理设置。

1.2 反渗透膜（RO）处理

反渗透膜(RO)大量去除水中的离子和其他杂质。去除能力通常可大于95%。 1.2.1 影响因素

①进水压：一般纯水系统反渗透膜都需要用高压泵维持一定的进水压力才能维持正常工作，当泵压力不足时会导致产水量下降。

②纯水系统的维护：纯水系统一般都具有自动反冲洗功能，当其设置不合理或故障以及人工维护不当时也会影响纯水机的正常工作，导致纯化效率及水质下降。

1.3去离子水的制备

一般经RO膜处理过的水只能达到三级纯水(电阻率>0. 2MΩ·cm)的标准。三级纯水虽然已经去除了大部分杂质，但其中的离子等杂质浓度还较高，会影响生化分析仪的微量检测，因此必须将三级纯水进一步去离子以达到一级纯水(电阻率≥lOMΩ·cm)的标准才能用于生化检测。

1.3.1方法：离子交换树脂法是纯水制备的常用方法，所用的部件就是离子交换纯化柱（罐），包括阴离子交换柱、阳离子交换柱和混合柱等，试剂为阴阳离子交换树脂。阴阳离子交换树脂一般是由苯乙烯聚合成后再通过二乙烯苯交联得到多孔网状骨架结构，然后在骨架上连接活性基团而形成的高分子聚合物。离子交换树脂所连接的活性基团可分为酸性基团和碱性基团两大类型。连接酸性基团的离子交换树脂称为阳离子交换树脂，连接碱性基团的树脂称为阴离子交换树脂。

1.2.2原理：

①阳离子交换柱原理即硬水软化原理：阳离子交换树脂中的酸性基团有磺酸基(-S03H)、羧基(一COOH)和苯酚基(-C6H40H)等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。

②阴离子交换柱的原理：阴离子交换树脂中的碱性基团有季氨基[-N (CH3)30H]、氨基(-NH2)和亚氨基(=NH)等。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用。

③混合柱：当两者串联使用或混合使用时，产物就只有水。 1.2.3影响因素：

①离子交换树脂的质量：离子交换树脂是有使用寿命限制的，当离子交换达到一定量时就达到饱和，需要进行再生处理，因此质量越好总量越大其使用期限越长。

②阴阳离子交换树脂的连接方式：复床式：若干个阳离子交换柱和若干个阴离子交换柱串联而成，阳在前阴在后，其优点是再生方便，缺点是出水质量不高(单级复床式出水电阻率只有0.5 MΩ·cm，双级复床式出水电阻率为2 MΩ·cm)。混床式：将阳离子树脂和阴离子树脂以1:2容积比均匀混合装入同一个交换柱内而成，优点是出水纯度高（电阻率≥1OMΩ.cm），缺点是再生困难。联合式：将复床式和混床式串联起来即成，出水质量高（电阻率最高可达18. 3MΩ.cm，即超纯水），使用寿命长。

③三级纯水的纯度：当三级纯水质量不合格，其中一些非离子杂质通过离子交换柱时就会影响离子交换柱的使用寿命并造成出水水质的降低。有些开放性的纯水系统将生成的三级纯水储存于水箱中以备其它用途使用时储存时间过长或其它原因导致的二次污染也会使水纯度下降

2.1 不合格纯水中的杂质成分 纯水质量不合格也就意味着纯水系统水纯化的失败，可能出现在原水预处理过程、反渗透过程、离子交换过程和纯水储存中的任何一步。无论哪一步失败，其杂质来源无外乎自来水和纯水机水通道的污染物，主要有：

①离子，常见的有H+，Na+，K+，NH4+，Mg+，Ca+，Fe+，Cu+，Mn+，Zn+，Al+等阳离子和F-，CI-,N03-,HC03-,S04-,P04-,H2P04-,HSi03-等阴离子；

②有机物质，如农药、烃类、醇类和酯类等； ③颗粒物，如自来水管道中的铁锈和泥沙等； ④微生物；

⑤溶解气体(Nz，02，C12，H2S，CO，CO2，CH4等)。 2.2不同杂质成分对生化分析仪及检测结果的影响

2

3

2

2

3

2

2

2

3