当前位置: 试验设备 >> 试验设备资源 >> 高效液相色谱仪性能的测试方法
一、范围
本标准规定了高效液相色谱仪主要性能的测试方法。
本标准适用于高效液相色谱仪(HPLC)、超高效液相色谱仪(UPLC)。
本标准测试方法分为单元部件和仪器整机两部分。
二、规范性引用文件
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GB/T-分析仪器环境试验方法GB/T-高效液相色谱仪
GB/T-色谱数据工作站GB/T-液相色谱仪测试用标准色谱柱
GB/T-分析仪器性能测定术语
GB/T-液相色谱法术语柱色谱法和平面色谱法
JJG-液相色谱仪检定规程GB/T-分析实验室用水规格和试验方法
三、条件要求
3.1仪器工作条件
环境温度:15℃~35℃;
相对湿度:20%~80%;
供电电源:电压V±22V,频率50Hz±0.5Hz,并接地良好;
室内避免易燃、易爆和强腐蚀性气体及强烈震动、电磁干扰,有良好的通风装置。
3.2试验条件
试验用计量仪器、仪表和玻璃器皿等均按有关规定,经计量检定单位检定合格并满足量程和精度的要求;
标准溶液与试剂:标准溶液应使用满足相关标准的有证标准物质,并按照相关要求配制,各种试剂应使用优级纯或分析纯。
四、单元部件性能指标的测试
4.1恒流泵
4.1.1密封性
4.1.1.1设备与试剂
高压截止阀一个,耐压不小于仪器压力上限%;精密压力表一个,量程不小于仪器压力上限的%,0.4级;三通一个;秒表一块,分度值不大于0.1s。
纯水:二次蒸馏水,满足《GB/T-分析实验室用水规格和试验方法》中一级水要求,以下同。
4.1.1.2测试方法
通过三通将恒流泵、高压截止阀和精密压力表连接,恒流泵最高压力设定为仪器压力上限90%处。以纯水为流动相,待系统排出气体,流量设置为0.1mL/min;运行仪器,将高压截止阀处于截流状态,压力将逐渐上升,达到仪器压力上限90%时,停止运行;记录此时压力表示值p1,保持10min后,记录压力示值p2。按式(4-1)计算压力降。
4.1.2流量准确度与精密度
4.1.2.1设备与试剂
秒表一块,分度值不大于0.1s;带探针数字温度计一支,分度值不大于0.1℃;分析天平一台,根据流量大小选择合适载荷,测试质量控制在天平载荷的60%左右,准确度不低于II级,实际分度值不大于0.1mg;背压装置一个,在设定流量下可提供(8±2)MPa背压;合适规格的称量瓶三个。
纯水。
4.1.2.2测试方法
连接恒流泵入口、出口管路,以纯水为流动相(将数字温度计探针插入流动相内,测定此时流动相的温度),分别设定仪器流量上限的1%、10%和50%,调整背压在(8±2)MPa。待仪器运行稳定后,按照表1要求收集流动相,采用秒表计时,记录数据。分别按照式(4-2)、式(4-3)计算流量准确度和精密度。
注:流量的设定可根据恒流泵的流量范围而定,此处以流量上限为10mL/min为例。
注:为方便起见,亦可采用检定合格的液体流量计(精度不低于0.01mL/min)测试流量准确度与精密度。
4.1.3压力脉动
4.1.3.1设备与试剂
精密压力表一个,量程不小于仪器压力上限的%,0.4级;背压装置一个:在设定1.0mL/min流量下,在0~30MPa范围内可调;秒表一块,分度值不大于0.1s。
纯水。
4.1.3.2测试方法
依次连接恒流泵、精密压力表、背压装置入口与出口管路,以纯水为流动相,设定流量为仪器流量上限的10%,调整背压为仪器压力上限的20%左右(如仪器压力上限为40MPa,则背压调整在(8±2)MPa;如仪器压力上限为MPa,则背压调整在(20±2)MPa)。待仪器运行稳定后,监测精密压力表示值,记录10min内的最大、最小压力值及平均值(每间隔1min读数一次,计算平均值)。按照式(4-4)计算压力脉动率δp。
4.2自动进样器
4.2.1进样准确度与精密度
4.2.1.1设备与试剂
分析天平一台,准确度不低于II级,实际分度值不大于0.1mg;2mL样品瓶若干。
纯水。
4.2.1.2测试方法
启动自动进样器,排除管路气泡,清洗进样针,取2mL的进样瓶,加入一定量的纯水,用分析天平称量,记录数据。按表2执行取样,每次取样结束后,均对进样瓶进行称量,记录数据。按式(4-5)和式(4-6)进行计算SS和SR,作为进样准确度与精密度*。
4.2.2线性
4.2.2.1设备与试剂
同4.2.1.1。
4.2.2.2测试方法
同4.2.1.2,依次设定进样体积为5uL,10uL,20uL,25uL,50uL(如样品环体积为uL),每个体积连续测量三次,记录数据,取算术平均值m,与对应的取样体积作一元线性拟合校准曲线,得出线性相关系数r。
4.2.3残留
4.2.3.1设备与试剂
高效液相色谱仪系统一套,C18色谱柱一支(满足《GB/T-液相色谱仪测试用标准色谱柱》标准要求,理论塔板数不低于,以下同)。
0.1mg/mL的萘/甲醇溶液;85%甲醇水溶液。
4.2.3.2测试方法
将自动进样器连入测试用高效液相色谱仪系统中,采用C18色谱柱连接自动进样器出口与检测器入口,启动仪器,设置检测器波长为nm,以85%甲醇水溶液为流动相,流量设定为1.0mL/min,平衡系统。启动进样器,排除管路气泡,清洗进样针,取2mL的进样瓶,加入一定量的0.1mg/mL的萘/甲醇溶液,放入自动进样器托盘指定位置。设置自动进样器参数,进样前后各清洗1次(清洗体积为系统体积的3~5倍),依次注入20uL的0.1mg/mL的萘/甲醇溶液和%甲醇溶液。重复测量三次,记录色谱峰面积,取算术平均值,按式(4-7)计算残留量。
4.2.4最小进样时间
在色谱数据工作站上设定分析方法,编辑序列,进样量设为20uL,选择不洗针模式,点击运行序列,同时用秒表计时,至完成进样,色谱工作站开始采集数据为止,记录此过程的时间为最小进样时间。
4.3色谱柱恒温箱
4.3.1温度准确度与精密度
4.3.1.1设备与试剂
校准过的带探针数字温度计一台,分度值不大于0.1℃;空色谱柱管一支。
4.3.1.2测试方法
将数字温度计探针放置在一支空色谱柱的中心,将空色谱柱固定在色谱柱温箱内放置色谱柱处,选择4℃(制冷1)、室温+10℃,40℃,温度上限的90%进行测量。按温度从低到高顺序升温,开机加热或制冷60min后,每隔5min记录一次数字温度计显示温度2,测试五次计算平均值。按照公式(4-8)和(4-9)计算温度准确度与精密度。
式中:
ts—温度设定值误差,作为温度准确度,℃;
—为5次测量的平均值,℃;
t0—温度设定值,单位为摄氏度(℃);
tc—控温稳定性,作为温度精密度,℃;
tmax—x次测量最大值,℃;
tmin——n次测量最小值,℃
注1:如色谱柱恒温箱具有制冷功能时,才需测试;注2:亦可通过计算机软件实时检测温度变化曲线,待仪器稳定后,记录温度曲线,计算温度准确度与精密度。
4.4检测器
4.4.1通用性能指标
4.4.1.1静态基线噪声与漂移
(1)设备与试剂
色谱数据工作站一套,纯水。
(2)测试方法
按照表3要求,设定仪器参数,连接测试系统。开机预热60min后,记录基线60min;取60min内平行包络线的中心线的起点与终点的差值作为检测器的基线漂移(如图1所示);选取所记录基线中噪声较大的5min作为计算噪声的基线,以1min为界画平行包络线(如图2所示),按式(4-10)计算短期基线噪声。5个包络线宽度的平均值,作为检测器基线噪声。
图1基线漂移计算示意图图2基线噪声计算示意图4.4.1.2信噪比
(1)设备与试剂
色谱数据工作站一套;二元梯度系统一套(梯度误差不大于±1%)或1mL注射器一支;试剂:按照表4配制标准样品。
(2)测试方法
将检测器与二元梯度系统,以及色谱数据工作站连接好,按照表3设置仪器参数。开机预热后,以甲溶液为流动相A注入,1.0mL/min的流量平衡系统,冲洗流通池至示值稳定后归零。然后以乙溶液为流动相B注入流通池,检测器示值稳定后记录响应信号值,重复测试三次,取算术平均值。然后按式(4-11)计算信噪比(S/N),噪声计算方法参照4.4.1.1。
....................................(4-11)
式中:
S/N—检测器信噪比;
H—检测器信号响应值;
N—基线噪声。
表4不同类型液相色谱检测器信噪比、线4.4.1.3线性范围与灵敏度
(1)设备与试剂
色谱数据工作站一套;1mL注射器一支;试样:按照表4配制1个空白甲溶液,配制10个系列浓度丙溶液。如紫外-可见检测器配制试样甲溶液:纯水;试样丙溶液:丙酮水溶液浓度依次为0.1%、0.2%、0.3%、、1.0%。
(2)测试方法
将检测器和色谱数据工作站连接好,按照表3设置仪器参数。开机预热后,用注射器直接向检测池内注入表4甲溶液,冲洗检测池至示值稳定后将检测器回零。然后向检测池内依次注入表4乙溶液,充满检测池并使示值稳定,记录各浓度下的响应信号值,每个浓度重复测试三次,取算术平均值。以前五个浓度点和对应响应信号值作标准曲线,计算出后五点的理论响应值,与对应含量的响应信号值比较,响应信号值刚好大于计算值5%时,认为曲线弯曲,此点浓度作为线性上限CH。CL值测定(信噪比推算法):以4.4.1.2测得结果线性推算信噪比为3时对应的浓度,即作为线性下限CL。
最后,由CH/CL算出检测器线性范围,CH值测定时标准曲线斜率作为检测器灵敏度。
4.4.2紫外-可见检测器/二极管阵列检测器
4.4.2.1波长准确度与精密度
(1)设备与试剂
色谱数据工作站一套,1mL注射器一支,氧化钬滤光片或0.4%氧化钬的10%高氯酸溶液:特征波长为nm,nm,nm。另外,亦可参照GB/T-,采用0.mg/mL重铬酸钾的0.05mol/L硫酸溶液(紫外吸收波长标准溶液,特征波长为nm,nm,nm和nm)测试。
(2)测试方法
将检测器和色谱数据工作站连接好,开机预热稳定后,将氧化钬滤光片放置在流通池处或将0.4%氧化钬的10%高氯酸溶液注入流通池进行光谱扫描,重复测试三次,记录并保存,计算谱线波峰的波长示值与特征波长值之差。按照此法依次检验各个特征波长的示值误差,取其中最大值作为检测器波长准确度。计算重复三次中最大值与最小值之差作为检测器波长精密度。
4.4.3示差折光检测器折光响应值准确度
4.4.3.1设备与试剂
色谱数据工作站一套;1mL注射器一支或恒流泵一台;0.mg/mL丙三醇水溶液(对应响应值为1×10-4RIU)和0.mg/L丙三醇水溶液(对应响应值为5×10-5RIU).纯水。
4.4.3.2测试方法
将检测器和色谱数据工作站连接好,开机预热,首先将纯水注入参比池和样品池,冲洗稳定后归零;然后将0.mg/L和0.mg/L丙三醇水溶液依次注入样品池,示值稳定后,记录响应值,重复三次取算术平均值,最后与标准值比较,计算RIU与mV的对应关系。
4.4.4荧光检测器波长准确度与精密度
4.4.4.1设备与试剂
色谱数据工作站一套,1mL注射器一支。
纯水,或者1×10-4mg/mL萘甲醇溶液。
4.4.4.2测试方法
将检测器和色谱数据工作站连接好,开机预热稳定后,向检测池内注入纯水,待检测器示数稳定后,分别设定纯水拉曼光谱的激发/发射特征波长为nm/nm,进行激发和发射光谱扫描,重复测试三次,记录并保存光谱图。按照此法依次检验各个特征波长的示值误差,取其中最大值作为检测器波长准确度。计算重复三次中最大值与最小值之差作为检测器波长精密度。
另外,亦可采用1×10-4mg/mL萘甲醇溶液测试,激发/发射特征波长为nm/nm。
五、仪器整机性能指标的测试
5.1动态基线噪声与漂移
5.1.1设备与试剂
色谱数据工作站一套,阻尼管或测试用C18色谱柱一支(理论塔板数不低于);
甲醇(色谱纯)或纯水。
5.1.2测试方法
按照表3要求,设定仪器参数,连接测试系统。启动系统,以甲醇或纯水为流动相,流量为1.0mL/min(对UHPLC,流量为0.2mL/min),平衡稳定60min后,记录基线60min。然后按照4.4.1.1方法,计算动态基线噪声与漂移。
5.2梯度准确度与精密度
5.2.1设备与试剂
色谱数据工作站一套,紫外-可见检测器一台,两通一个,背压装置(10±2)MPa一套。丙酮(分析纯),纯水;流动相:A,纯水;流动相B,0.1%丙酮/水溶液。
5.2.2测试方法
通过两通和背压装置将梯度系统与检测器相连,检测器波长设置为nm;色谱数据工作站与梯度系统、检测器信号输出端连接,按图3设置梯度参数。恒流泵总流量设为1.0mL/min,待仪器稳定后,开始采集数据,得到梯度曲线。测量各种溶液配比时的输出信号值,用公式(5-1)计算各种溶液配比时的梯度误差,取其中最大者为梯度准确度,重复三次,按照公式(5-2)计算梯度精密度。对于四元梯度系统采用同样的方法分别测定AB、AC、CD、BC、BD五组台阶梯度,每组重复三次。
5.3系统延迟体积
设备与试剂同5.2.1。
测试方法参照5.2.2,先以%流动相A,0.2mL/min平衡系统,基线稳定后,按照表5设置梯度程序,启动程序采集检测器信号,记录谱图并保存。然后在谱图上读取基线上扬拐点(50%响应信号处)对应的时间t(min),按照公式(5-3)计算梯度系统延迟体积。
表5系统延迟体积梯度设置表5.4密封性
参照4.1.3,测试点为压力上限90%,测试位置:(1)进样阀后,色谱柱前;(2)色谱柱后,检测池前。观察恒流泵压力降,滤纸检测是否有泄漏。
5.5重复性
5.5.1设备与试剂
色谱工作站一套,带20uL样品环(对于UHPLC,选择1uL样品环)的手动进样阀一个(配自动进样器则不需要),合适规格的注射器一支(配自动进样器则不需要),C18色谱柱一支(理论塔板数不低于)或阻尼管;试样参见表6;流动相为85%甲醇水溶液(样品色谱峰保留因子k值不低于3)或纯水。
5.5.2测试方法
仪器整机系统(包括恒流泵、检测器、色谱柱、进样系统、色谱工作站等)连接好,按照仪器系统配置的检测器类型选择流动相等测试条件和参数,见表3和表6。以85%甲醇水溶液为流动相,流量为1.0mL/min,基线稳定后注入20L相应的试样,记录保留时间和峰面积,连续7次。
注:对于UHPLC,色谱柱选择亚2um,2.1×50mm,流量设为0.2mL/min,进样量为1uL。
分别将保留时间、峰面积测试数据代入式(5-4)计算定性、定量重复性RSD值。
..................(5-4)
式中:
RSD—定性、定量重复性相对标准偏差;
Xi—第i次测得的保留时间或峰面积;
—n次测量结果的算术平均值;
i—测量序号;
n—测量次数(n=7)。
5.6检出限与定量限
设备与试剂同5.5.1,试样按照表6选择。
测试方法参照5.5.2,基线稳定后注入相应的试样,采集谱图,记录色谱图中试样的峰高和基线噪声,重复三次取平均值。然后按式(5-5)、(5-6)计算,作为仪器的检出限(S/N=3)与定量限(S/N=10)。
式中:
cLOD—检出限,mg/mL(以最小检出浓度计);cLOQ—定量限,mg/mL(以最小定量浓度计);
Ni—动态基线噪声,AU(或V);
c—样品浓度,mg/mL;H—样品峰高,AU(或V);
V—进样体积,μL;
注:式中的数字“20”为标准的进样体积,μL。
5.7线性范围
设备与试剂同5.5.1,试样按照表6选择。
测试方法参照5.5.2,基线稳定后,由低到高,依次注入10个不同浓度相应的试样,采集谱图,每个浓度重复测试三次,取算术平均值。以前五个浓度点和对应峰面积作标准曲线,计算出后五点的理论峰面积,与对应含量的峰面积比较,峰面积刚好大于计算值5%时,认为曲线弯曲,此点浓度作为线性上限CH。以5.6测得的检测限作为线性下限CL。最后,由CH/CL算出检测器线性范围。
表6配置不同检测器时试样的选择注:仍未达到线性拐点,则需加大或减小试样浓度后继续进行测。