有几种方法可以降低风险：一种方法是确保在分析已知浓度很低的样品之前，
绝不直接分析
已知浓度很高的样品。另一种方法是
插入额外的空白样本
，以减少真实样本的携带污染水平。还有一种方法是将样品
稀释
到有限的浓度范围内。
所有这些方法都是许多实验室的常规方法，但这些方法本身并不理想，因为这会导致分析时间延长和样品处理量增加。理想的做法是在色谱方法开发阶段就解决携带污染（残留）问题，以确保将携带污染控制在最低水平。
分析人员如何降低色谱系统的携带污染水平？成功解决这一问题的方法之一是“隔离和消除”。这是一个必须系统进行的过程，方法是：依次去除色谱系统中的成分，以确定残留的来源。第二阶段是确定需要采取哪些措施将其从系统中清除：包括更换有问题或受污染的部件，或者改变洗涤溶剂或流动相。
隔离
有几种成分可能成为携带污染的来源，第一阶段是确定携带污染的来源，并确定携带污染的性质，其可能来源包括以下几个方面：
要确定携带污染是否来自某一特定成分，有必要进行一系列高浓度试验，然后从系统中移除可疑成分，再注入空白样品，以确定假设是否正确。
就携带污染的性质而言，主要有两种情况：
前者更可取，因为这表明去除残留的方法是有效的，而后者则表明色谱系统存在固有问题，可能是受到了污染。
如果怀疑存在污染，那么解决起来相对比较简单。不过也有缓冲液被污染的例子，但是这种原因导致的现象可能不是很明显。因此，如果怀疑存在污染，就必须清除所有潜在的污染源，以确保问题得到解决。
如果残留不是来自污染源，则必须进一步隔离色谱系统。首先要隔离的是自动进样器切换阀。在色谱系统设置为起始状态的情况下注入高浓度标准物质，然后在自动进样器从色谱系统中移除的情况下注入“空白”样本，这样就能确定残留是来自自动进样器还是来自系统的其他部分。目前市场上有许多不同的自动进样器，但它们的工作方式都大同小异。设计的核心是使用一个双位端口切换阀，用于将样品从进样装置转移到色谱系统的流路中。
为简单起见，我们将讨论一种使用注射器吸取样品，然后将样品注入样品环的自动进样器；不过，该方法的原理可随时应用于任何类型的自动进样器。在这种系统中，样品直接注入注射器的针筒中，然后通过一个与样品环相连的双位阀将样品注入色谱系统。其他系统可能会在注射器或计量装置与样品之间使用一段惰性管，但基本概念非常相似。通过研究样品接触的部件，可以发现有几个位置可以有效地截留样品。
注射器
样品很有可能滞留/吸附在注射器的玻璃表面或针头的金属表面。如果柱塞和注射器玻璃管之间的密封不够严密，则可能出现以下情况之一：
-
当柱塞吸满注射器时，空气被吸入，减少了注射器中的样本量。
-
当柱塞被向下推时，样本有可能通过柱塞密封圈和玻璃管泄漏，导致样本沉积在玻璃管和/或柱塞中。就残留量而言，这可能非常严重。
进样切换阀
这与样品从注射器进入注射器回路时的流经体积有关。在切换阀内，由于流体动力学的分布，液体可能无法流经某些区域，如图 1 所示。这可能导致样品滞留在转子内或定子上。当转子在“加载”位置和“进样”位置之间旋转时，样品会与定子接触，这将导致样品有可能滞留在定子上。在这种情况下，转子或定子表面的缺陷，如划痕或小擦伤，可能是造成样品残留的主要原因。如果在将样品转移到样品回路中时存在溶解性问题，那么分析物的少量沉积物就有可能残留在各个切换阀部件上。
色谱柱残留
在其他成分中，样品可能会被不可逆转地保留下来，出现这种情况的原因有很多。色谱柱的表面积通常很大，因此部分样品无法从色谱柱中洗脱出来的可能性很高。因此有可能在注入样品后，并非所有样品都能从色谱柱中洗脱出来。
如果分析物在流动相中的溶解范围有限，就会出现这种情况，蛋白质和其他大分子就是这种情况的典型代表。在这种情况下，下一次进样时就会有该成分被洗脱出来，从而导致分析物浓度的测定不准确。不同的色谱柱具有不同程度的保留性，如果在色谱柱中注入基质，则会改变样品的保留机制，并有可能产生高保留位点，从而无法优先洗脱相关化合物，这就使问题变得更加复杂。
起初，重要的是确定携带污染的性质；是持续存在，还是洗几次就消失了？这是个相对容易进行的测试，只需注入高浓度标准物质，然后从同一小瓶中注入一系列空白样即可。很明显，这就提出了空白样可能被污染的问题。可以使用各种不同来源的空白样进行测试，并重复前面的测试。如果分析物的信号水平没有下降，则应调查可能的污染源。
要想确定残留的位置，需要进行一系列的实验。分离出残留物是一回事，但还必须找到去除残留物的方法。如果携带污染物来自色谱柱，那么改变流动相、增加强溶剂的用量、改变 pH 值、改变流速都会对分析物的溶解度产生影响，从而影响残留的水平。此外，还需要检查色谱柱的安装是否正确。
如果残留不是来自色谱柱，则可以进一步缩小色谱系统，以分离出越来越少的成分。重新组装自动进样器时，下一个最容易拆卸的部件是注射器。再次对系统进行设置，使其处于正常运行模式，然后注入高浓度标准物质，之后移除或禁用注射器，使样品无法从注射器中进入。
因此，假定已经检查了色谱柱的残留量，残留量只能来自切换阀。如果残留可以忽略不计，那么残留就来自于被移除的部件，在这种情况下就是注射器。
如果残留来自注射器，则应检查注射器，确保针筒与活塞之间紧密配合。此外，还应对注射器进行目视检查，以确保筒壁、柱塞或针尖没有明显的偏差。同样，如果携带污染来自切换阀，则应检查定子或转子是否有任何磨损。在大多数情况下，这些部件都很容易接触到，并且可以轻松观察。
在这两种情况下，如果没有明显的物理变化，那么选择洗涤溶剂和洗涤溶剂的体积就变得至关重要。重要的是，洗涤溶剂的选择要确保所获得化合物的最大溶解度。对于有机化合物，可以使用 Snyder 的研究成果对不同溶剂进行分类（见图 2），然后使用合适的洗涤溶剂来优化化合物的溶解度，从而减少残留。如果不了解分子的理化学性质，那么使用涵盖各种溶剂性质的混合溶剂是一种更通用的方法，也会取得一定的成功。pH 值的选择也很重要，因为对于可电离化合物来说，pH 值会导致化合物处于带电或不带电状态，从而增加或减少化合物的溶解度。
示例1
来自美国富兰克林的 Joe 提供了一个在色谱柱上观察到携带污染现象的例子，见图 3。在这个例子中，使用的是低 pH 值的混合溶剂，分析的是碱性化合物。固定相封端不佳，因此产生了相当多的二次相互作用，导致了一些拖尾现象，同时也产生了大量的残留。因此，图 3a 中显示了高浓度标准物质和随后的空白对照。观察到的残留接近 10%，几乎无法进行定量。
图 3b 显示了自动进样器从色谱系统中移除后，原始空白与另一空白的重叠。这清楚地表明，残留并非来自自动进样器，而是需要对其他成分进行调查。最终确定，携带污染实际上来自色谱柱。在这个例子中， Joe 研究了改变流动相的 pH 值，使其高于被分析物的 pKa 值。这意味着不可能发生离子交换作用，从而基本消除了携带污染现象，图 3c。
示例2
Eilidh 希望分析一系列乙酰胆碱酯酶抑制剂，特别是依度洛芬、新斯的明和吡啶斯的明。Eilidh 希望从 200μL 的血浆样品中提取出 0.1 ng/mL 至 100 ng/mL的大动态范围样品，然后用 WCX 材料进行 HILIC 分析。一般来说，HILIC 的有机溶剂含量较高，这意味着残留较少。然而，在这种情况下，Eilidh 发现，与低浓度标准样品的结果相比，高浓度标准样品的残留程度是不可接受的（图 4a、b）。
采用先隔离后排除的方法，确定了残留实际上来自自动进样器的切换阀。在对转子和定子进行检查后发现，问题显然与受污染的切换阀有关。如图 4c 所示，在超声浴中用酸性甲醇溶液清洗定子并更换转子后，残留大大减少，从而扩大了检测的动态范围。采用这种方法必须小心谨慎，以确保不会产生更多的活性吸附位点，因为这会增加残留。
示例3
Joanne 正在研究开发一种 HILIC 方法，并在方法开发过程中发现了一些严重的携带污染现象。这很好地说明了洗涤溶剂对色谱系统的重要性。在这种情况下，执行之前概述的测试，可以明显看出残留来自自动进样器，尤其是洗涤溶剂。图 5a 是在高浓度标准品之后直接进空白样品，其洗涤溶剂来自反相系统（异丙醇、乙腈、丙酮 45:45:10）。图 5b 显示了洗涤溶剂对残留的影响。在这种情况下，洗涤溶剂改为水，水是一种更适合极性分子的溶剂，因为溶解性问题较少。正如 Joanne 在此情景中所观察到的，洗涤溶剂的选择至关重要。
不过，这也说明了另一个重要的事实：即没有一种通用的溶剂可以去除携带污染，这确实取决于所研究的分子。使用 pH 值和 Synder 三角形可以帮助选择更适用的溶剂，但在所有存在残留的情况下，都必须结合化合物的性质来考虑携带污染的性质和来源。Synder 三角形根据三个参数对溶剂进行分类，这样就可以选择最符合分析理化性质的正确溶剂，确保将携带污染降至最低。
结论
对于许多行业的分离科学家来说，携带污染是一项重大挑战，通常会导致产生的数据质量受到影响或增加检测的复杂性。使用图 6 所示的方法可以解决这个问题，该方法已被成功应用于初步分离残留物，然后通过更换受污染或损坏的组件或改变用于清洗单个组件的溶剂来消除残留物。选择正确的清洗溶剂和样品溶剂是一个重要因素，必须结合所研究分析物的理化性质进行选择，以优化清洗机制。
加载更多