高效液相色谱仪主要部件的功能

  仪器网 ·  2012-07-15 09:00  ·  25024 次点击
(一)高压泵(high一pressurepump)
高效液相色谱分析的流动相是用高压泵来输送的。由于色谱柱很细(I一6mm),填充剂粒度小(颗粒直径一般为5一10PM),因此阻力很大,为达到快速、高效的分离,必须有很高的柱前压力。对高压输液泵来说,一般压力为150一350x10'Pa,流量的德定性直接影响到峰面积的重现性和定量分析结果的精密度,还会引起保留值和分辨能力的变化。由于检侧器对压力变化很敏感,泵的压力应是平稳无脉动的。同时还必须具备流速可调的特点,因为载液的流速事关分离好坏。高压泵分为恒流泵和恒压泵两类,主要包括:往复式柱塞泵,这种泵可方便地调节流盆。另外由于死体积小(约0.1mL),更换溶剂方便,很适用于梯度洗提。不足之处是输出有脉冲波动,会干扰某些检测器(如差示折光检测器)的正常工作,并且由于产生基线噪声而影响检侧的灵敏度。气动放大泵,是一种恒压泵,它能供给无脉冲的、稳定的流童输出,可提供大的翰出流及,因此适用于匀浆法填装色谱柱。这种泵的缺点是更换流动相不方便,不适用于频繁更换流动相的色谱条件试验,也不便于梯度洗提(需要用两台泵)。
(二)梯度洗提(称梯度洗脱、梯度淋洗)装置(gradientelutiondevices)
高效液相色谱法中的梯度洗提类似于气相色谱法中的程序升温,可改善分离效果。所谓梯度洗提就是程序化地改变载液的极性,它是通过按一定程序连续改变载液中溶剂的配比来达到改变极性的目的,将两种、三种或四种溶剂按一定比例混合进行二元、三元或四元梯度洗脱,以提高分离效果。下图比较了分段、梯度洗脱的不同效果。单独A做流动相,各组分的容盘因子k相差太大,k大的组分峰很宽,分析时间长。单独B做流动相,各组分很快被洗脱,但k小的组分无法分离。A与B混合时,可使各组分在合适的k下全部流出,峰形好(如图12一2所示)。
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梯度洗提不但可以使分离时间缩短、分辨能力增加,同时由于峰形的改善,还可以提高最小检测量和定量分析的精度。梯度洗提可以在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后再用泵输人色谱柱,这叫做低压梯度,也称外梯度;也可以将溶剂用高压泵增压以后输人色谱系统的梯度混合室,加以混合后送人色谱柱,即所谓高压梯度或称内梯度。
(三)进样装置(samplingdevice)
在高效液相色谱中,要获得良好的分离效果和重现性,需要将试样瞬间注人色谱柱上端柱担体的中心成一个小点。如果把试样注人柱担体前的流动相中,会使溶质以扩散形式进人柱顶,导致试样组分分离效能降低。高效液相色谱的进样方式主要有两种:注射器进样。用微It注射器刺穿装有弹性隔膜的进样器,针尖直达上端固定相或多孔不锈钢滤片,然后迅速按下注射器芯,试样以小滴的形式到达固定相床层的顶端。缺点是不能承受高压,在压力超过150x10'Pa后,由于密封垫的泄漏,带压进样实际上成为不可能。为此可采用停流进样的方法。这时打开流动相泄流阀,使柱前压力下降至零,注射器按前述方法进样后,关闭阀门使流动相压力恢复,把试样带人色谱柱。由于液体的扩散系数很小,试样在柱顶的扩散很缓慢,故停流进样同样能达到不停流进样的效果。但停流进样方式无法取得精确的保留时间。高压定惫进样阀,此种方法通过进样阀(常用六通阀)直接向压力系统内进样。如图12一29所示:
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(四)色谱柱(column)
液相色谱法常用的标准柱型是内径为4.6或3.9mm、长度为15~30cm的直形不锈钢柱。填料颗粒度5一105m,柱效以理论塔板数计为7000一10000,液相色谱柱发展的一个重要趋势是减小填料颗粒度以提高柱效,这样可以使用更短的柱(数厘米),更快的分析速度。另一方面是减小柱径(内径小于1mm,空心毛细管液相色谱柱的内径只有数十微米),既可大幅度降低溶剂用量又可提高检测浓度。
液相色谱柱的装柱方法有干法和湿法两种。填料粒度大于205m的可用和气相色谱柱相同的干法装柱;粒度小于205m的填料不宜用干法装柱,这是因为徽小顺粒表面存在着局部电荷,具有很高的表面能,因此在干操时倾向于顺粒间的相互聚集,产生宽的颗粒范围并枯附于管壁,这些都不利于获得高的柱效。目前,微颗粒填料的装柱只能采用湿法完成。湿法也称匀浆法,即以一合适的溶剂或混合溶剂作为分散介质,使填料微粒在介质中高度分散,形成匀浆,然后,用加压介质在高压下将匀浆压人柱管中,以制成具有均匀、紧密填充床的高效柱。
(五)检浏器(detector)
液相色谱法的检测器比较多样,主要有:
(1)紫外光度检侧器。其原理是基于被分析试样组分对特定波长紫外光的选择性吸收,其组分浓度与吸光度的关系遵守比尔定律。图12一29是一种双光路结构的紫外光度检测器光路图:紫外光度检测器具有很高的灵敏度,最小检测浓度可达[attach]51234[/attach]

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(2)荧光检测器。一些物质、特别是具有对称共扼结构的有机芳环分子受紫外光激发后,能辐射出比紫外光波长长的荧光,例如多环芳烃、维生素B、黄曲排素、叶琳类化合物等,许多生化物质包括某些代谢产物、药物、氨基酸、胺类、街族化合物都可用荧光检测器检测。荧光检测器的结构及工作原理如图12一30所示。
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由卤化钨灯产生280nm以上的连续波长的强激发光,经透镜和激发滤光片将光源发出的光聚焦,将其分为所要求的谱带宽度并聚焦在流通池上,另一个透镜将从流通池中欲测组分发射出来的与激发光呈90。的荧光聚焦,透过发射滤光片照射到光电倍增管上进行检测。
(3)差示折光检测器。原理是连续测定流通池中溶液折射率,来测定试样浓度。溶液的折射率是纯溶剂(流动相)和纯溶质(试样)的折射率乘以各物质的浓度之和。因此溶有试样的流动相和纯流动相之间折射率之差,表示试样在流动相中的浓度。
(4)电导检测器。其作用原理是根据物质在某些介质中电离后所产生电导(电导和电阻互为倒数关系)变化来测定电离物质含盘。电导检测器的响应受温度的影响较大,因此要求严格控制温度。
来源:《化学与仪器分析》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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