安捷倫，島津...6步教你如何選購液相色譜！

液相系統一般由高壓輸液泵、進(jìn)樣器、色譜柱、檢測器、數據記錄及處理裝置等組成。其中輸液泵、色譜柱、檢測器是關(guān)鍵部件。有的儀器還有梯度洗脫裝置、在線(xiàn)脫氣機、自動(dòng)進(jìn)樣器、預柱或保護柱、柱溫控制器等，現代HPLC儀還有微機控制系統，進(jìn)行自動(dòng)化儀器控制和數據處理。制備型HPLC儀還備有自動(dòng)餾分收集裝置。

一、高壓輸液泵

高壓輸液泵是HPLC系統中zui重要的部件之一。泵的性能好壞直接影響到整個(gè)系統的質(zhì)量和分析結果的可靠性。輸液泵應具備如下性能：①流量穩定，其RSD應＜0.5%，這對定性定量的準確性至關(guān)重要；②流量范圍寬，分析型應在范圍內連續可調，制備型應能達到100ml/min；③輸出壓力高，一般應能達到150~300kg/cm2；④液缸容積??；⑤密封性能好，耐腐蝕。

泵的種類(lèi)很多，按輸液性質(zhì)可分為恒壓泵和恒流泵；恒流泵按結構又可分為螺旋注射泵、柱塞往復泵和隔膜往復泵。恒壓泵受柱阻影響，流量不穩定；螺旋泵缸體太大，這兩種泵已被淘汰。目前應用zui多的是柱塞往復泵。

柱塞往復泵的液缸容積小，可至0.1ml，因此易于清洗和更換流動(dòng)相，特別適合于再循環(huán)和梯度洗脫；改變電機轉速能方便地調節流量，流量不受柱阻影響。其主要缺點(diǎn)是輸出的脈沖性較大，現多采用雙泵系統來(lái)克服。雙泵按連接方式可分為并聯(lián)式和串聯(lián)式，一般說(shuō)來(lái)并聯(lián)泵的流量重現性較好（RSD為0.1%左右，串聯(lián)泵為0.2~0.3%），但出故障的機會(huì )較多（因多一單向閥），價(jià)格也較貴。

歐世盛是專(zhuān)業(yè)高壓輸液泵等精密儀器核心部件供應商，我們的高壓輸液泵采用耐腐蝕的材質(zhì)，瑞士*單向閥，美國原裝密封圈和壓力傳感器，使用壽命長(cháng)，冷壓柱塞桿，同軸度偏差zui小，特殊凸輪設計，減小壓力脈動(dòng)，多種電機規格可供選擇，電機等部件可選范圍廣，流量精度高。進(jìn)口的品質(zhì)，國產(chǎn)的價(jià)格，受到各行業(yè)的*！

二、進(jìn)樣器

早期使用隔膜和停流進(jìn)樣器，裝在色譜柱入口處?，F在大都使用六通進(jìn)樣閥或自動(dòng)進(jìn)樣器。進(jìn)樣裝置要求：密封性好，死體積小，重復性好，保證中心進(jìn)樣，進(jìn)樣時(shí)對色譜系統的壓力、流量影響小。HPLC進(jìn)樣方式可分為：隔膜進(jìn)樣、停流進(jìn)樣、閥進(jìn)樣、自動(dòng)進(jìn)樣。

【隔膜進(jìn)樣】

用微量注射器將樣品注入專(zhuān)門(mén)設計的與色譜柱相連的進(jìn)樣頭內，可把樣品直接送到柱頭填充床的中心，死體積幾乎等于零，可以獲得*的柱效，且價(jià)格便宜，操作方便。但不能在高壓下使用（如10MPa以上）；此外隔膜容易吸附樣品產(chǎn)生記憶效應，使進(jìn)樣重復性只能達到1~2%；加之能耐各種溶劑的橡皮不易找到，常規分析使用受到限制。

【停流進(jìn)樣】

可避免在高壓下進(jìn)樣。但在HPLC中由于隔膜的污染，停泵或重新啟動(dòng)時(shí)往往會(huì )出現“鬼峰”；另一缺點(diǎn)是保留時(shí)間不準。在以峰的始末信號控制餾分收集的制備色譜>中，效果較好。

【閥進(jìn)樣】

一般HPLC分析常用六通進(jìn)樣閥（以美國Rheodyne公司的7725和7725i型zui常見(jiàn)），其關(guān)鍵部件由圓形密封墊（轉子）和固定底座（定子）組成。由于閥接頭和連接管死體積的存在，柱效率低于隔膜進(jìn)樣（約下降5~10%左右），但耐高壓（35~40MPa），進(jìn)樣量準確，重復性好（0.5%），操作方便。

【自動(dòng)進(jìn)樣】

用于大量樣品的常規分析。

三、色譜柱

色譜是一種分離分析手段，分離是核心，因此擔負分離作用的色譜柱是色譜系統的心臟。對色譜柱的要求是柱效高、選擇性好，分析速度快等。市售的用于HPLC的各種微粒填料如多孔硅膠以及以硅膠為基質(zhì)的鍵合相、氧化鋁、有機聚合物微球（包括離子交換樹(shù)脂）、多孔碳等，其粒度一般為3,5,7,10μm等，柱效理論值可達5~16萬(wàn)/米。對于一般的分析只需5000塔板數的柱效；對于同系物分析，只要500即可；對于較難分離物質(zhì)對則可采用高達2萬(wàn)的柱子，因此一般10~30cm左右的柱長(cháng)就能滿(mǎn)足復雜混合物分析的需要。

柱效受柱內外因素影響，為使色譜柱達到*效率，除柱外死體積要小外，還要有合理的柱結構（盡可能減少填充床以外的死體積）及裝填技術(shù)。即使的裝填技術(shù)，在柱中心部位和沿管壁部位的填充情況總是不一樣的，靠近管壁的部位比較疏松，易產(chǎn)生溝流，流速較快，影響沖洗劑的流形，使譜帶加寬，這就是管壁效應。這種管壁區大約是從管壁向內算起30倍粒徑的厚度。在一般的液相色譜系統中，柱外效應對柱效的影響遠遠大于管壁效應。

【柱的構造】

色譜柱由柱管、壓帽、卡套（密封環(huán)）、篩板（濾片）、接頭、螺絲等組成。柱管多用不銹鋼制成，壓力不高于時(shí)，也可采用厚壁玻璃或石英管，管內壁要求有很高的光潔度。為提高柱效，減小管壁效應，不銹鋼柱內壁多經(jīng)過(guò)拋光。也有人在不銹鋼柱內壁涂敷氟塑料以提高內壁的光潔度，其效果與拋光相同。還有使用熔融硅或玻璃襯里的，用于細管柱。色譜柱兩端的柱接頭內裝有篩板，是燒結不銹鋼或鈦合金，孔徑0.2~20μm(5~10μm)，取決于填料粒度，目的是防止填料漏出。

色譜柱按用途可分為分析型和制備型兩類(lèi)，尺寸規格也不同：①常規分析柱（常量柱），內徑2~5mm（常用4.6mm，國內有4mm和5mm），柱長(cháng)10~30cm；②窄徑柱（又稱(chēng)細管徑柱、半微柱semi-microcolumn），內徑1~2mm，柱長(cháng)10~20cm；③毛細管柱（又稱(chēng)微柱microcolumn），內徑0.2~0.5mm；④半制備柱，內徑＞5mm；⑤實(shí)驗室制備柱，內徑20~40mm，柱長(cháng)10~30cm；⑥生產(chǎn)制備柱內徑可達幾十厘米。柱內徑一般是根據柱長(cháng)、填料粒徑和折合流速來(lái)確定，目的是為了避免管壁效應。

【柱的發(fā)展方向】

因強調分析速度而發(fā)展出短柱，柱長(cháng)3~10cm，填料粒徑2~3μm。為提高分析靈敏度，與質(zhì)譜(MS)聯(lián)接，而發(fā)展出窄徑柱、毛細管柱和內徑小于0.2mm的微徑柱（microbore）。細管徑柱的優(yōu)點(diǎn)是：①節省流動(dòng)相；②靈敏度增加；③樣品量少；④能使用長(cháng)柱達到高分離度；⑤容易控制柱溫；⑥易于實(shí)現LC-MS聯(lián)用。

但由于柱體積越來(lái)越小，柱外效應的影響就更加顯著(zhù)，需要更小池體積的檢測器（甚至采用柱上檢測），更小死體積的柱接頭和連接部件。配套使用的設備應具備如下性能：輸液泵能精密輸出1~100μl/min的低流量，進(jìn)樣閥能準確、重復地進(jìn)樣微小體積的樣品。且因上樣量小，要求高靈敏度的檢測器，電化學(xué)檢測器和質(zhì)譜儀在這方面具有突出優(yōu)點(diǎn)。

【柱的填充和性能評價(jià)】

色譜柱的性能除了與固定相性能有關(guān)外，還與填充技術(shù)有關(guān)。在正常條件下，填料粒度＞20μm時(shí)，干法填充制備柱較為合適；顆粒＜20μm時(shí)，濕法填充較為理想。填充方法一般有4種：①高壓勻漿法，多用于分析柱和小規模制備柱的填充；②徑向加壓法，Waters>；③軸向加壓法，主要用于裝填大直徑柱；④干法。柱填充的技術(shù)性很強，大多數實(shí)驗室使用已填充好的商品柱。

必須指出，液相色譜柱的獲得，裝填技術(shù)是重要環(huán)節，但根本問(wèn)題還在于填料本身性能的優(yōu)劣，以及配套的色譜儀系統的的結構是否合理。

四、檢測器

檢測器是HPLC儀的三大關(guān)鍵部件之一。其作用是把洗脫液中組分的量轉變?yōu)殡娦盘?。HPLC的檢測器要求靈敏度高、噪音低（即對溫度、流量等外界變化不敏感）、線(xiàn)性范圍寬、重復性好和適用范圍廣。

【分類(lèi)】

按原理可分為光學(xué)檢測器（如紫外、熒光、示差折光、蒸發(fā)光散射）、熱學(xué)檢測器（如吸附熱）、電化學(xué)檢測器（如極譜、庫侖、安培）、電學(xué)檢測器（電導、介電常數、壓電石英頻率）、放射性檢測器（閃爍計數、電子捕獲、氦離子化）以及氫火焰離子化檢測器。

按測量性質(zhì)可分為通用型和專(zhuān)屬型（又稱(chēng)選擇性）。通用型檢測器測量的是一般物質(zhì)均具有的性質(zhì)，它對溶劑和溶質(zhì)組分均有反應，如示差折光、蒸發(fā)光散射檢測器。通用型的靈敏度一般比專(zhuān)屬型的低。專(zhuān)屬型檢測器只能檢測某些組分的某一性質(zhì)，如紫外、熒光檢測器，它們只對有紫外吸收或熒光發(fā)射的組分有響應。

按檢測方式分為濃度型和質(zhì)量型。濃度型檢測器的響應與流動(dòng)相中組分的濃度有關(guān)，質(zhì)量型檢測器的響應與單位時(shí)間內通過(guò)檢測器的組分的量有關(guān)。

檢測器還可分為破壞樣品和不破壞樣品的兩種。

【性能指標】

噪音和漂移：在儀器穩定之后，記錄基線(xiàn)1小時(shí)，基線(xiàn)帶寬為噪音，基線(xiàn)在1小時(shí)內的變化為漂移。它們反映檢測器電子元件的穩定性，及其受溫度和電源變化的影響，如果有流動(dòng)相從色譜柱流入檢測器，那么它們還反映流速（泵的脈動(dòng)）和溶劑（純度、含有氣泡、固定相流失）的影響。噪音和漂移都會(huì )影響測定的準確度，應盡量減小。

靈敏度(sensitivity)：表示一定量的樣品物質(zhì)通過(guò)檢測器時(shí)所給出的信號大小。對濃度型檢測器，它表示單位濃度的樣品所產(chǎn)生的電信號的大小，單位為mV·ml/g。對質(zhì)量型檢測器，它表示在單位時(shí)間內通過(guò)檢測器的單位質(zhì)量的樣品所產(chǎn)生的電信號的大小，單位為mV·s/g。

檢測限：檢測器靈敏度的高低，并不等于它檢測zui小樣品量或zui低樣品濃度能力的高低，因為在定義靈敏度時(shí)，沒(méi)有考慮噪聲的大小，而檢測限與噪聲的大小是直接有關(guān)的。

檢測限是檢測器的一個(gè)主要性能指標，其數值越小，檢測器性能越好。值得注意的是，分析方法的檢測限除了與檢測器的噪聲和靈敏度有關(guān)外，還與色譜條件、色譜柱和泵的穩定性及各種柱外因素引起的峰展寬有關(guān)。

線(xiàn)性范圍：指檢測器的響應信號與組分量成直線(xiàn)關(guān)系的范圍，即在固定靈敏度下，zui大與zui小進(jìn)樣量（濃度型檢測器為組分在流動(dòng)相中的濃度）之比。也可用響應信號的zui大與zui小的范圍表示，例如

檢測器的線(xiàn)性范圍是-0.1~2.0A。

線(xiàn)性范圍一般可通過(guò)實(shí)驗確定。我們希望檢測器的線(xiàn)性范圍盡可能大些，能同時(shí)測定主成分和痕量成分。此外還要求池體積小，受溫度和流速的影響小，能適合梯度洗脫檢測等。

池體積：除制備色譜外，大多數HPLC檢測器的池體積都小于10μl。在使用細管徑柱時(shí)，池體積應減少到1~2μl甚至更低，不然檢測系統帶來(lái)的峰擴張問(wèn)題就會(huì )很?chē)乐?。而且這時(shí)池體、檢測器與色譜柱的連接、接頭等都要精心設計，否則會(huì )嚴重影響柱效和靈敏度。

五、數據處理和計算機控制系統

早期的HPLC儀器是用記錄儀記錄檢測信號，再手工測量計算。其后，使用積分儀計算并打印出峰高、峰面積和保留時(shí)間等參數。80年代后，計算機技術(shù)的廣泛應用使HPLC操作更加快速、簡(jiǎn)便、準確、精密和自動(dòng)化，現在已可在互聯(lián)網(wǎng)上遠程處理數據。計算機的用途包括三個(gè)方面：①采集、處理和分析數據；②控制儀器；③色譜系統優(yōu)化和專(zhuān)家系統。

六、恒溫裝置

在HPLC儀中色譜柱及某些檢測器都要求能準確地控制工作環(huán)境溫度，柱子的恒溫精度要求在±0.1~0.5℃之間，檢測器的恒溫要求則更高。

溫度對溶劑的溶解能力、色譜柱的性能、流動(dòng)相的粘度都有影響。一般來(lái)說(shuō)，溫度升高，可提高溶質(zhì)在流動(dòng)相中的溶解度，從而降低其分配系數K，但對分離選擇性影響不大；還可使流動(dòng)相的粘度降低，從而改善傳質(zhì)過(guò)程并降低柱壓。但溫度太高易使流動(dòng)相產(chǎn)生氣泡。

色譜柱的不同工作溫度對保留時(shí)間、相對保留時(shí)間都有影響。在凝膠色譜中使用軟填料時(shí)溫度會(huì )引起填料結構的變化，對分離有影響；但如使用硬質(zhì)填料則影響不大。

總的說(shuō)來(lái)，在液固吸附色譜法和化學(xué)鍵合相色譜法中，溫度對分離的影響并不顯著(zhù)，通常實(shí)驗在室溫下進(jìn)行操作。在液固色譜中有時(shí)將極性物質(zhì)（如緩沖劑）加入流動(dòng)相中以調節其分配系數，這時(shí)溫度對保留值的影響很大。

不同的檢測器對溫度的敏感度不一樣。紫外檢測器一般在溫度波動(dòng)超過(guò)±0.5℃時(shí)，就會(huì )造成基線(xiàn)漂移起伏。示差折光檢測器的靈敏度和zui小檢出量常取決于溫度控制精度，因此需控制在±0.001℃左右，微吸附熱檢測器也要求在±0.001℃以?xún)取?/p>