丹尼顶空进样器维修手册

使用液相色谱作为维修工具维修顶空进样器故障的维修案例[align=center]概述[/align]用液相色谱仪的输液泵作为维修工具，进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]——顶空进样器的维修案例介绍。[align=center]背景介绍[/align]某医药研发企业使用Shimadzu [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]-2010 Pro[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]系统，分析某种药物中微量低沸点溶剂残留。用户采用顶空进样方式进行实验，顶空进样器的型号为Dani HSS8650Plus，近期出现故障，用户反应顶空进样后，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]不能出峰。[align=center]故障的分析和预判[/align]建议用户首先实验排除[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]部分的问题，建议用户使用液体进样的方法确认故障位置。用户采用液体直接进样的方法进行实验，结果[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]出峰正常，基本确认故障发生在顶空进样器。Dani顶空进样器结构和进样原理较为简单，进样不出峰的常见原因主要是取样针堵塞、定量环堵塞、排空阀堵塞或者存在泄漏。此类型的顶空进样器结构原理如图1所示。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111161840188009_8305_1604036_3.png[/img][/align][align=center]图1 顶空进样器结构原理图[/align][align=center]故障的确认[/align]抵达用户现场之后，检查顶空进样器的分析方法、外接管路气密性和气源压力以及测试系统的泄漏，均无异常。使用空白的顶空瓶进样测试，以期望重现故障现象。此时将顶空进样器的vent出口连接软管，软管的末端浸没进入盛有水的烧杯，监视系统排空口的气流状态。进样开始至完成的整个过程中，软管的末端均未观察到有气泡溢出，可以确认顶空系统存在堵塞问题。此时拆解顶空进样器系统，首先检查顶空取样针，发现此取样针发生堵塞，气体完全不能通过。将顶空进样针取下超声清洗以试图予以疏通，发现不能奏效。考虑到顶空取样针的堵塞往往来自顶空瓶垫或者其他污染物质，此类物质实际难以用溶剂去溶解的方法予以解决，并且取样针的通气孔直径较小，并且处于进样针体的侧面，难以使用工具进行疏通。观察用户的实验室同时安装有多台液相色谱仪，想到了使用液相色谱仪的输液泵作为疏通工具的方法——HPLC的输液泵可以输出数十MPa的压力，希望如此高的压力可以将取样针内的堵塞物祛除。使用两通接头连接HPLC的输液泵和顶空进样器取样针，然后开启输液泵，不久即观察到取样针头内有异物涌出，外观呈现蓝色胶体状态。大概十几秒钟，再次测试针头，气流比较通畅。恢复顶空进样器，进样测试，出峰正常。[align=center]小结[/align]询问用户，用户近期测试过蓝色胶囊类的样品。用户的操作习惯是将胶囊和溶剂装入顶空瓶之后，用力上下摇晃顶空瓶。那么胶囊的碎屑可能会粘附在顶空瓶垫内侧，进样时造成了取样针的堵塞。

Dani HS86.50 顶空进样器不出峰的维修案例一则 概述：Dani HSS86.50 顶空不出峰的检查案例。用户有一台Dani HSS86.50的顶空进样器，分析水溶液中的甲酸。近期出现了进样不出峰的故障，用1%浓度的乙醇水溶液进样检查，也未见出峰。断开顶空和GC，直接在GC进样口进样乙醇可以出峰，因此确认故障发生在顶空部分。顶空进样器不出峰的常见问题，一般是顶空进样针或者阀流路堵塞、泄漏或者压力控制问题。首先对仪器原理结构的了解是非常重要的，可以参见http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20121204/4411895/ 这一文章。按照一般的规则，首先检查确认最为常见的问题——堵塞，于是找了一根1mm内径的软管，连接到顶空进样器的Vent端，软管的另一端插入盛有水的烧杯中。（如下图所示，标号为3的端口就是顶空进样器的Vent出口。）http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508032356_558919_1604036_3.png顶空在进样的时候，进样针扎入加压的样品瓶，然后打开vent阀，样品气体就在压力的作用下灌注定量环，此时在顶空的vent端应该可以观察到样品气泡的逸出。另见原理图，蓝色部分表示样品。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508032356_558920_1604036_3.png启动进样操作后，发现在Vent On 的状态下，烧杯中未观察到气体逸出，证实顶空内部堵塞。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508032356_558921_1604036_3.jpg拆开顶空，顺着样品流路，将顶空各个部件依次拆开，用洗耳球吹扫检查确认，发现六通阀的定子堵塞。将定子和转子拆下，疏通定子中的污染物，用乙醇清洗和超声。然后将仪器回复原状，进样测试。系统出峰正常！此时再次观察Vent端的气流状态，如下图所示，可以看到连贯的气泡逸出。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508032356_558922_1604036_3.jpg小结：在维修仪器之前，一定要对仪器结构和原理做出一定的理解。

[align=center]Dani顶空进样色谱峰分叉的维修案例[/align]概述：进样六通阀的转子磨损造成的色谱峰分叉[align=center]一 故障情况[/align]某医药研发公司，使用Shimadzu [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]GC-2014C连接Dani HSS 8650 plus顶空进样器，主要药瓶溶剂残留方面的分析检测，仪器使用时间5年左右。近日反应顶空进样后甲醇色谱峰分叉。用户分析条件：色谱柱 Rtx-624 30m*0.32mm*1um进样口温度 200℃检测器温度 280℃程序升温 40-180℃柱流量 1.5ml分流比 30顶空加热温度 80℃加热时间 30min谱图：[align=center][img=,329,209]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907192131071100_3940_1604036_3.jpg!w329x209.jpg[/img] [/align][align=center]图1 甲醇峰分叉[/align][align=center]二 故障预判[/align]仔细考察色谱图，发现保留时间较长的色谱峰，峰形比较正常，保留时间越长，此趋势越明显。既然大部分色谱峰形状较好，那么色谱柱和检测器应该没有问题。此时怀疑待测组分在进入色谱柱时已经发生问题（或者在进入色谱柱之前）。至于保留时间较长的色谱峰，分叉问题减弱，应该是色谱柱固定相聚焦的结果。联想到在做液体分析的分析的时候，如果观察到类似形状的色谱峰（保留时间短的峰形差，保留时间长的峰形好），往往是进样口或者进样方式等原因。于是决定考察进样口和顶空进样器[align=center]三 现场诊断[/align]拆解进样口，检查分流衬管和石英棉，未见异常。切割和老化维护色谱柱。再次进样，故障未有改善。测试顶空进样器，未有漏气或堵塞等问题。最后拆解检查进样六通阀。附Dani顶空结构图：https://bbs.instrument.com.cn/topic/4411895[align=center][img=,535,503]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907192131238580_1354_1604036_3.jpg!w535x503.jpg[/img] [/align][align=center]图2 顶空结构图[/align]六通阀拆开，发现六通阀的转子密封发生磨损，如图3（蓝色部分磨损出较浅的沟槽）：[align=center][img=,504,466]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907192131393140_1417_1604036_3.jpg!w504x466.jpg[/img] [/align][align=center]图3 六通阀转子密封[/align]这样的沟槽，正处于载气流路中，进样后推测可能会发生样品初始谱带的展宽或者分布紊乱，从而造成峰形异常。[align=center]四 维修处置[/align]手头没有配件，暂时无法更换。只能临时处置一下，想到维修液相色谱仪进样器的方法，找了一点牙膏，仔细打磨转子直至沟槽消失，然后超声清洗5min。恢复系统，进样测试，色谱峰出峰正常。后期更换新六通阀，系统运行正常。[align=center]五 小结：[/align]顶空进样六通阀动作频繁，使用时间较长的顶空进样器，需要重点检查。

[align=center][font=宋体][font=Calibri]Dani[/font][font=宋体]顶空进样出峰灵敏度降低的故障维修案例[/font][/font][/align][font=宋体] [/font][align=center][font=宋体]概述[/font][/align][font=宋体][font=Calibri]Dani[/font][font=宋体]顶空进样器的样品瓶加压气体故障，造成色谱分析灵敏度下降。该案例的故障原因较为少见，需要引起注意。[/font][/font][font=宋体] [/font][align=center][font=宋体]背景介绍[/font][/align][font=宋体][font=宋体]某制药用户反映采用[/font][font=Calibri]Dani HSS-86.50 Plus [/font][font=宋体]顶空进样器连接[/font][font=Calibri]Shimadzu [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]-2010Plus [/font][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]系统，分析某种药物中微量丙酮和乙醇溶剂残留实验中出现乙醇和丙酮色谱峰面积减小的情况。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]故障发生时丙酮和乙醇的峰面积较之正常情况下减小约[/font][font=Calibri]1/3[/font][font=宋体]，平行进样实验下重复性尚可。[/font][/font][font=宋体] [/font][align=center][font=宋体]故障的分析和预判[/font][/align][font=宋体][font=宋体]顶空[/font][font=Calibri]-[/font][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]分析系统如果发生问题，首先应该简化系统，单独测试[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]和顶空进样器，以确定故障位置。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]询问用户该[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]是否同时开展液体直接进样的检测项目，是否这些项目也存在灵敏度下降约[/font][font=Calibri]1/3[/font][font=宋体]的问题。用户反映液体分析项目结果正常，那么基本可以排除[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]部分的问题。[/font][/font][font=宋体]既然顶空进样连续测定时的重复性良好，那么顶空系统应该不存在六通阀磨损或者泄漏问题。[/font][font=宋体][font=宋体]顶空出现灵敏度下降的常见原因，往往与进样针[/font][font=宋体]——定量环——六通阀——排空阀这一流路的堵塞相关。此流路的堵塞造成样品气体不能有效充满定量环，从而降低灵敏度。此外样品瓶加压压力的异常，也会造成顶空分析灵敏度变化。[/font][/font][font=宋体]于是准备好相关的配件，赶赴用户。[/font][font=Calibri] [/font][align=center][font=宋体]现场检查[/font][/align][font=宋体]现场检查用户色谱分析条件，再次确认[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]液体进样状态下的灵敏度和重复性，未见异常。考察顶空进样器的分析条件和状态监视值，尤其是顶空瓶加压压力设定值，均未见异常。[/font][font=宋体][font=宋体]然后启动[/font][font=Calibri]Dani[/font][font=宋体]顶空进样，同时监测顶空进样器背面的放空出口流量。当进样器运行至“装载定量环”步骤时，顶空进样器放空出口流量正常，如图[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]所示，说明原先怀疑的流路可能不存在堵塞问题。[/font][/font][align=center][font=Calibri] [img=,362,353]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108032343532516_1483_1604036_3.png!w362x353.jpg[/img][/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Calibri]1 [/font][font=宋体]顶空装载定量环工作状态示意[/font][/font][/align][font=宋体]为了进一步确认，将顶空进样针、六通阀以及相关管路和放空阀依次用洗耳球吹扫确认，上述所有部件均无堵塞现象。拆解六通阀观察定子和转子表面状态、定子的通孔、转子沟槽亦未见异常。[/font][font=Calibri] [/font][align=center][font=宋体]故障的解除[/font][/align][font=宋体][font=宋体]此时工作暂时陷入困境，决定再次考察顶空进样器的所有部件动作状态，利用[/font][font=Calibri]dani[/font][font=宋体]顶空进样器的手工操作功能，断开附属管路，单独驱动放空阀、加压阀和六通阀，测试其开关和旋转是否正常，相关气体的通断状态是否正常。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]当考察到加压阀工作状态时（图[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]中的[/font][font=Calibri]V2[/font][font=宋体]阀），发现此部件不能完全关闭。当启动阀关闭命令时，阀出口仍然有气体流出。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]那么再次考察图[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]，正常状态下加压阀（[/font][font=Calibri]V2[/font][font=宋体]）应该是完全关闭的。由于故障发生时，[/font][font=Calibri]V2[/font][font=宋体]阀的漏气造成定量环内的样品被“稀释”，从而使得最终色谱峰面积减小。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]拆开加压阀（[/font][font=Calibri]V2[/font][font=宋体]）检查，发现其内部的密封垫表面存在较多黑色粉末。询问用户，用户反映自行拆装过外围载气管路，怀疑载气铜管内存在污物，造成阀开关不良。[/font][/font][font=宋体]充分吹扫并更换不良载气铜管，更换新品加压阀，连续进样测试结果正常。[/font][font=宋体] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]色谱系统的维修，最为重要的是对于系统结构原理的理解。[/font][font=Calibri] [/font][font=宋体] [/font][font=Calibri] [/font]

[align=center]Shimadzu HS-20顶空进样出现鬼峰的维修[/align]概述：进样六通阀的转子锈蚀造成的鬼峰[align=center]一 故障情况[/align]某用户，使用Shimadzu[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]GC-2010Plus，连接Shimadzu顶空HS-20顶空进样器，主要做药物溶剂残留方面的分析检测，仪器使用时间3年左右。 近日反应顶空进样有物质残留（鬼峰），怀疑是乙腈残留。用户试图提高阀温度和传输线温度，驱赶污染物，未能奏效。用户前期也做了实验，排除了实验室内空气污染的问题。用户分析条件：色谱柱 Rtx-WAX 30m*0.53mm*1um进样口温度220℃检测器温度260℃程序升温 40-180℃柱流量4ml分流比 10顶空加热温度 80℃加热时间30min使用空瓶测定的空白谱图，箭头所示的色谱峰为鬼峰，与标样中的乙腈出峰时间相近：[align=center][img=,690,202]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909092300139842_4361_1604036_3.png!w690x202.jpg[/img] [/align][align=center] [/align][align=center]二 故障预判[/align]顶空进样，尤其是药物分析中的顶空检测。经常会使用极性较强、沸点较高的物质作为样品溶剂，这些物质蒸汽在解除顶空内部的管路、阀和接头等部位时，容易产生凝结吸附等等问题。[align=center]三 维修处置[/align]HS-20的基本结构，有些类似Dani顶空，是经典的六通阀形式。参见顶空结构图：[align=center][img=,535,503]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909092300348363_7690_1604036_3.png!w535x503.jpg[/img] [/align]采用常规的处置手段，用水蒸气清洗所有管路，检查所有的开关电磁阀。（将顶空瓶中加入0.5ml纯水，顶空温度改成125度，连续多次进样，试验无效。拆解所有管路，用沸水煮10min，未见改善。）用新开关电磁阀做了代换，也未见明显改善。考察多次进样纯水的数据，发现鬼峰的响应并不稳定，毫无规律的变强或者变弱，如下图所示。（红色、蓝色、棕色为连续三次测定的基线。）未必是一般的组分残留问题，并且乙腈这样的小分子物质也不容易残留。[align=center][img=,690,212]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909092300487181_2623_1604036_3.png!w690x212.jpg[/img] [/align] 由峰面积的不稳定，怀疑到了进样阀（一般气体分析中如果阀发生磨损漏气等问题，往往会有响应不稳定的色谱峰）。于是拆解进样阀观察转子，果然发现转子表面有明显的锈蚀污染物痕迹。如图。[align=center][img=,690,782]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909092301090087_1772_1604036_3.png!w690x782.jpg[/img] [/align] 更换新转子，多次进样，故障解除。 小结： 顶空分析，仪器结构原理甚为重要，切忌先入为主。

[font=宋体]安捷伦顶空进样器，约1个月未开机，开机出现故障，同搭档一起试探着动手修理，竟然恢复正常，激动的心情难以言表，遂发文记录，期待同行们交流讨论。[/font][font=宋体][font=宋体]一、故障描述：顶空开机先显示开机正常，随后仪器发出异响，显示进样针提升器错误，样品盘提升器错误，重启[/font][font=Calibri]2[/font][font=宋体]次后，显示传输装置错误，确认仪器罢工了。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,324,702]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141646018459_9218_1245723_3.jpg!w324x702.jpg[/img][img=,324,702]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141646116740_8727_1245723_3.jpg!w324x702.jpg[/img][/font][/font][font=宋体]二、解决方案[/font][font=宋体][font=Calibri]1[/font][font=宋体]、厂家报修后，推测可能是提升杆生锈，建议拆机查看，前提是得动手能力强。自认为动手能力一般，怕直接把仪器修报废了，仪器有点贵，不改轻易下手。请示领导后，领导表示可以自己试着修，只要不是暴力拆卸，恶意破坏，就当练手了，万分感谢领导支持。[/font][/font][font=宋体][font=Calibri]2[/font][font=宋体]、按照安捷伦技术支持提供的拆装视频，小心翼翼[font=宋体]（第一次拆机，小紧张）[/font]，逐步打开前盖板，风扇，发现左右两侧提升杆及齿轮严重生锈，问题确认了，有一丝小激动。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,345,460]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141607310446_7278_1245723_3.jpg!w345x460.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=Calibri]3[/font][font=宋体]、提升杆连同马达一起拆卸后，喷除锈剂，齿轮用除锈剂浸泡[/font][font=Calibri]3[/font][font=宋体]小时（小烧杯里装除锈剂，将齿轮浸泡，注意除锈剂不要接触到马达），然后用砂纸打磨，齿轮与提升杆咬合，摩擦除锈，锈迹大部分被去除掉，擦干后将马达与提升杆装回仪器。[/font][/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=宋体][img=,274,365]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141646438877_2957_1245723_3.jpg!w274x365.jpg[/img][/font][/font][/font][img=,346,461]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141618469751_8953_1245723_3.jpg!w346x461.jpg[/img][img=,345,460]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141608117065_6610_1245723_3.jpg!w345x460.jpg[/img][font=宋体][font=宋体][font=Calibri]4[/font][font=宋体]、[/font][/font][font=宋体]开机后仪器显示开机正常，未再报错，右边提升杆反复升降数次后（装好提升杆后未装前侧盖板，便于观察），仪器[/font][font=宋体][font=Calibri]not ready [/font][font=宋体]灯灭，自己感觉仪器应该算正常了[/font][/font][font=宋体]；[/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=宋体][img=,481,634]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141626360990_9272_1245723_3.png!w481x634.jpg[/img][/font][/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=宋体]5、同时打开[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]，两个顶空瓶装蒸馏水，调出苯系物测定方法，设置序列，走两针空白，顶空正常进样，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]正常运行，至此维修结束。[/font][/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=&]三、待考证问题[/font][/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=&]1、此次提升杆生锈原因分析：几个月前做样，一个顶空瓶拿出后发现有裂纹，瓶中水样有遗漏，当时问技术支持说是少量溶液遗漏问题不大，后续实验也都正常，没在关注，可能当时就有产生部分锈迹。再加上近一个月未开机，近期连阴雨下了很多天，环境湿度很大，导致锈蚀严重，最后直接导致提升杆无法正常升降，仪器故障。故后期还是要定时开机运行，尤其环境湿度大时，避免此类问题再发生；[/font][/font][/font][font=宋体][font=宋体][font=&]2、[/font][/font][/font][font=宋体]客服提供拆机视频上说不要用溶液及油脂类擦洗提升杆，实际所用除锈剂含有油脂，反复擦拭后[/font][font=宋体]提升杆及齿轮上面仍残留油剂，[/font][font=宋体]不知后续对仪器环境、检测样品结果有无影响，待考证，也[/font][font=宋体]欢迎同行们讨论交流！[/font]