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液相色谱仪的高压输液系统和进样系统
点击次数:271 发布时间:2019-06-24

一、高压输液系统

  高压输液系统除了主要部件高压泵之外,还包括一些辅助的装置,如流动相贮液槽、脱气装置、梯度洗脱(gradient elution)装置等。为了除去流动相中溶解的气体(O2和N2),贮液槽通常带有使用真空泵的脱气装置。梯度洗脱装置的作用是让流动相的组成随时间而改变,以调节流动相的极性、离子强度或pH值,使试样组分的相对保留值得以改变,从而提高分离效率。梯度洗脱有两种方式:一种称低压梯度,指常压下溶剂按一定比例混合后再由高压泵输入色谱柱,又称外梯度;另一种称高压梯度,指先用高压泵将各溶剂输入混合器混合,再送人色谱柱,也称为内梯度。

  高压泵的输出压力一般在150~500kg/cm2。(1kg/cm2=98.0665kPa),流速在0.01~10m1/min。对高压泵的要求是流速恒定,无脉动,流量可以调节。常用的高压泵有往复泵,柱塞往复运动,由单向阀控制吸液、排液,输出液体压力和流速具有一定脉冲,一般采用双泵或多泵系统,并加阻尼装置,以提高输出压力和流速的稳定性。此外柱塞泵往复运动频率高,对泵的密封、结构、材料、加工等都有特殊要求。

  二、进样系统

  进样系统是将待分析样品引入色谱柱的装置。进样装置需满足重复性好、死体积小、在柱的中心进样、进样时对色谱柱系统流量波动要小,便于实现自动化等多项要求。进样系统包括取样、进样两种功能,实现这两个功能又有手动和自动两种方式。

  1.注射器进样装置

  注射器进样装置是指使用注射器,刺穿弹性隔膜后柱头直接进样;这种进样方式适用于较低压力,在现代HPLC操作中已不用。

  2.阀进样装置

  阀进样装置适用于高压进样。阀进样装置由高压六通阀和固定体积的定量管组成。阀体用不锈钢制成,内壁精密加工,旋转密封部分由既耐磨又具有良好的密封性能的铝合金陶瓷材料或聚四氟乙烯制作。进样时在定量管里充满试样,然后通过切换阀进样。进样量大小可通过选择不同体积(1~103μl)定量管来改变。

  3.自动进样器

  自动进样器在程序控制器或微机控制下可自动完成取样、进样、清洗等一系列操作,操作中需将样品按顺序装入贮样装置即可。

  4.进样技术对峰扩展的影响

  进样技术对峰扩展的影响包括进样体积、进样时间、样品浓度、选用的进样装置、进样方式和进样位置。进样体积过大会使柱效下降,峰形变宽。进样时间越短越好。但较难控制。样品浓度易使柱头瞬间饱和,造成谱峰严重展宽,分离度下降。柱头超载不仅与固定相有关,而且与溶质及溶剂的性质有关。一般认为,在柱容量范围内,注入较大体积稀溶液优于较小体积的浓溶液,即样品浓度对谱峰展宽的影响比样品体积更为重要。

  由于HPLC柱要比气相色谱柱短得多,所以因进样系统和检测器中存在的死体积所引起谱峰展宽的影响要大得多。为了克服柱头展宽,HPLC法对进样要求较为严格。无论哪一种进样,都要求做到准确进样、重现性好。

  色谱柱是液相色谱仪的核心部件。柱效高、选择性好、分析速度快是对色谱柱的一般要求。分析用的色谱柱长一般为lO~50cm,内径为2—5mm,制备用的色谱柱内径可达25mm。用不锈钢或硬质玻璃制成直形柱管,使用玻璃柱要注意它的耐压强度。色谱柱的两端装有烧结不锈钢或多孔聚四氟乙烯过滤片。在色谱柱前通常还配有前置柱,柱内的填充物和分析柱相同,但粒度较大,其目的是除去流动相中的杂质,以避免分析柱被沾污;同时又可使流动相预先被前置柱中的固定液所饱和,以减少流动相在流过分析柱时洗脱其中的固定液,起到防止固定液流失的作用。

  由于柱技术的发展,内径小于2mm的色谱柱应用已经越来越多,微径小柱的发展又促进了色谱仪器向更高压力、更加快速的方向发展。因为用于微径小柱的固定相颗粒与常规HPLC柱的固定相颗粒相比要细而均匀得多,这对液相色谱仪器的各个方面提出了更高的要求,从而产生各种超高压的液相色谱仪器,如waters公司的UPLC和Agilent公司的超高压HPLC仪器。

  检测系统

  HPLC仪对检测器的要求与气相色谱仪完全相同,其中主要是死体积要小、噪声要小、基线要稳、灵敏度要高。

  l.HPLC检测器的分类

  常用的检测器一般分为两类:通用型检测器和专用型检测器。

  (1)通用型检测器

  通用型检测器可连续测量色谱柱流出物的全部特性变化,通常采用差分测量法。这类检测器有示差折光检测器、蒸发光散射检测器、介电常数检测器、电导检测器和近年来发展的磁光旋转检测器等。通用型检测器适用范围广,但由于对流动相有响应,因此易受温度变化、流动相流速和组成变化的影响,噪声和漂移都较大,灵敏度较低,一般不宜用于梯度洗脱。质谱检测器是较好的通用型检测器,由于接口技术的改进及其本身的特点,没有普通的通用型检测器的上述缺点。质谱检测器详见HPLC/MS联用技术介绍。

  (2)专用型检测器

  专用型检测器用以测量被分离样品组分某种特性的变化。这类检测器对样品中组分的某种物理或化学变化敏感,而这一特性是流动相所不具备的,或至少在操作条件下不示。这类检测器包括紫外检测器、荧光检测器、极谱检测器、放射性检测器等。

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