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高效液相色谱仪
【来源/作者】周世红 【更新日期】2018-07-11

一、高效液相色谱流程图

典型的高效液相色谱仪的流程如图5—3所示。贮器1中的流动相溶剂被泵2吸入,然后输出,经压力和流量测量(4)后导入进样器(5)。被分析样品由进样器处注入,并随流动相一起依次通过保护柱(6)(非必需部件)、分离柱(7)后进入检测器(8)。检测信号用微处理机(10)采集和进行数据处理,或用积分仪(或记录仪)(11)记录色谱峰面积和色谱图。如果不是分析而是制备目的,可以使用馏分收集器(12)。遇到复杂样品可以采用梯度淋洗操作(借助于梯度控制器3),使样品各组分均得到最佳分离,而又不致花费更多的时间。整个仪器也可使用一台微处理机操纵,包括数据处理和操作控制。

二、高效液相色谱装置部件

(一)输液泵

泵是一套高效液相色谱设备中重要的单元部件,是驱动溶剂和样品通过色谱分离柱和检测系统的高压源,其性能好坏直接影响整个仪器和分析结果的可靠性。用于分析目的的泵应当流量稳定、耐高压(30—60MPa)、耐各种流动相,如有机溶剂、水和缓冲液。目前,商品高效液相色谱仪普遍采用体积小、方便多用的往复泵和隔膜泵。

(二)色谱柱

色谱柱是色谱仪的心脏,色谱的核心问题分离是在色谱仪中进行的。为适应不同的分离分析要求,色谱柱有不同的柱型,内装不同性质的填料。最常使用的色谱柱是10~30cm长,2~5mm内径的内壁抛光的不锈钢管柱,内装5~10μm高效微粒固定相,采用高压匀浆装柱技术填充。相同柱长的效率远远高于气相色谱,例如2mm细内径柱、250cm长的5μm YWG硅胶柱柱效可达20000理论塔板数,而5μm YQG—CH反相键合相柱效可达14000理论塔板数。高效色谱柱的填充需要特殊的设备和技术,各色谱仪和色谱产品厂家均提供预装柱。

(三)进样器

待分析样品从柱头进样器引入的方式可分为注射器进样、停流进样、阀进样和自动进样器进样四种,其中注射器进样和阀进样最为常用。在10MPa以下的进口压力可用1~10μL的微量注射器进样,一般能获得最高的柱效率,但进样重复性不佳,特别是在较高压力下。阀进样时进样体积可变也可以固定,但柱效会受些影响。自动进样器适合于多样品重复操作,便于用微处理机控制,实现自动化。

(四)检测器

被分析组分在柱流出液中浓度的变化可通过检测器转化为光学的或电学的信号而被检出,从而完成定性定量任务。HPLC最常用的检测器包括示差折光检测器(RI)、紫外检测器(UV)、荧光检测器和电化学检测器。示差折光检测器是通过测量流出物折射率的变化对组分的响应值进行检测,是通用型的检测器,但灵敏度较低,适合于常量分析。紫外吸收检测器是HPLc中应用最早而又最广泛的检测器之一,它不仅有比较高的灵敏度,而且对环境温度、流动相的波动和组成变化不太敏感,无论等度洗脱或梯度洗脱都可使用,但它只能检出在特定波长下有吸收的化合物。紫外分光光度检测器可适用较宽的范围,可以弥补单波长吸收检测器选择性太强的缺陷,是一种应用面较广的高效液相色谱检测器。近年来发展的二极管阵列紫外检测器,可以对柱中流出物进行不停流的瞬间的波长快速扫描,通过微处理机控制,获得光吸收、波长和时间的三维色谱或光谱图,从而取得更多的定性和色谱峰纯度鉴定的信息,是一种比较理想的检测器。荧光检测器可测量某些样品在紫外光激发下所发射的荧光,是一种选择性好、灵敏度高的检测器,它比紫外吸收检测器的灵敏度要高10—1000倍。用来检测能发出荧光的化合物例如芳香族化合物,以及本身虽然不能产生荧光,但含有适当的官能团,可与荧光试剂反应生成荧光衍生物的物质。电化学检测器用来检测一些没有紫外吸收或不能发出荧光但具有电活性的物质,目前已研制出了电导、电位、库仑和安培等多种不同类型的电化学检测器。电化学检测器的灵敏度高;选择性好,可测量大量非电活性物质中的痕量电活性物质;线性范围宽,3—4个数量级。

色谱柱的恒温控制不必每台必配,许多场合下色谱柱和检测器在环境温度下使用即能满足要求。为了增加柱效、改善分离或者是为了取得更准确的热力学数据,有时在较高温度下恒温操作。紫外检测器经恒温控制后有利于增加稳定性。

(五)馏分收集器

如果所进行的色谱分离不是为了纯粹的色谱分析,而是为了做其他波谱鉴定,或获取少量试验样品,就需要进行馏分收集。用小试管收集,手工操作只适合于少数几个馏分,手续繁琐,易出差错。使用馏分收集器进行馏分收集,便于用微处理机控制,按预先规定好的程序,或按时间,或按色谱峰的起落信号逐一收集和重复多次收集。

(六)数据获取和处理系统

把检测器的信号显示出来的数据系统有多种形式。最简单的是电位差式长图记录器,记录信号随时问变化,得到色谱流出曲线或色谱图。采用积分仪可以进行定性定量,记录保留时间和峰面积。先进的反相液相色谱仪多用微处理机控制,微计算机一是作为数据处理机,输入定量校正因子,按预先选定的定量方法(归一化、内标法和外标法等),将面积积分数换算成实际的成分分析结果,或者给出某些色谱参数;二是作为控制机,控制整个仪器的运转,按预先编好的程序控制冲洗剂的选择、梯度淋洗、流速、柱温、检测波长、进样和数据处理。所有指令和数据通过键盘输入,结果在阴极射线管或绘图打印机上显示出来。更新一代的色谱仪,应当具有某些人工智能的特点,即能根据已有的规律自动选择操作条件,根据规律和已知的数据、信息进行判断,给出定性定量结果。

参考资料:现代食品检测技术


【关键词】液相色谱仪,高效液相色谱仪,国家标准物质网 

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