液相色譜儀的高壓輸液系統和進樣系統

一、高壓輸液系統

　　高壓輸液系統除了主要部件高壓泵之外，還包括一些輔助的裝置，如流動相貯液槽、脫氣裝置、梯度洗脫(gradient elution)裝置等。為了除去流動相中溶解的氣體(O2和N2)，貯液槽通常帶有使用真空泵的脫氣裝置。梯度洗脫裝置的作用是讓流動相的組成隨時間而改變，以調節流動相的極性、離子強度或pH值，使試樣組分的相對保留值得以改變，從而提高分離效率。梯度洗脫有兩種方式：一種稱低壓梯度，指常壓下溶劑按一定比例混合后再由高壓泵輸入色譜柱，又稱外梯度；另一種稱高壓梯度，指先用高壓泵將各溶劑輸入混合器混合，再送人色譜柱，也稱為內梯度。

　　高壓泵的輸出壓力一般在150～500kg／cm2。(1kg／cm2=98．0665kPa)，流速在0.01～10m1／min。對高壓泵的要求是流速恒定，無脈動，流量可以調節。常用的高壓泵有往復泵，柱塞往復運動，由單向閥控制吸液、排液，輸出液體壓力和流速具有一定脈沖，一般采用雙泵或多泵系統，并加阻尼裝置，以提高輸出壓力和流速的穩定性。此外柱塞泵往復運動頻率高，對泵的密封、結構、材料、加工等都有特殊要求。

　　二、進樣系統

　　進樣系統是將待分析樣品引入色譜柱的裝置。進樣裝置需滿足重復性好、死體積小、在柱的中心進樣、進樣時對色譜柱系統流量波動要小，便于實現自動化等多項要求。進樣系統包括取樣、進樣兩種功能，實現這兩個功能又有手動和自動兩種方式。

　　1．注射器進樣裝置

　　注射器進樣裝置是指使用注射器，刺穿彈性隔膜后柱頭直接進樣；這種進樣方式適用于較低壓力，在現代HPLC操作中已不用。

　　2．閥進樣裝置

　　閥進樣裝置適用于高壓進樣。閥進樣裝置由高壓六通閥和固定體積的定量管組成。閥體用不銹鋼制成，內壁精密加工，旋轉密封部分由既耐磨又具有良好的密封性能的鋁合金陶瓷材料或聚四氟乙烯制作。進樣時在定量管里充滿試樣，然后通過切換閥進樣。進樣量大小可通過選擇不同體積(1～103μl)定量管來改變。

　　3．自動進樣器

　　自動進樣器在程序控制器或微機控制下可自動完成取樣、進樣、清洗等一系列操作，操作中需將樣品按順序裝入貯樣裝置即可。

　　4．進樣技術對峰擴展的影響

　　進樣技術對峰擴展的影響包括進樣體積、進樣時間、樣品濃度、選用的進樣裝置、進樣方式和進樣位置。進樣體積過大會使柱效下降，峰形變寬。進樣時間越短越好。但較難控制。樣品濃度易使柱頭瞬間飽和，造成譜峰嚴重展寬，分離度下降。柱頭超載不僅與固定相有關，而且與溶質及溶劑的性質有關。一般認為，在柱容量范圍內，注入較大體積稀溶液優于較小體積的濃溶液，即樣品濃度對譜峰展寬的影響比樣品體積更為重要。

　　由于HPLC柱要比氣相色譜柱短得多，所以因進樣系統和檢測器中存在的死體積所引起譜峰展寬的影響要大得多。為了克服柱頭展寬，HPLC法對進樣要求較為嚴格。無論哪一種進樣，都要求做到準確進樣、重現性好。

　　色譜柱是液相色譜儀的核心部件。柱效高、選擇性好、分析速度快是對色譜柱的一般要求。分析用的色譜柱長一般為lO～50cm，內徑為2—5mm，制備用的色譜柱內徑可達25mm。用不銹鋼或硬質玻璃制成直形柱管，使用玻璃柱要注意它的耐壓強度。色譜柱的兩端裝有燒結不銹鋼或多孔聚四氟乙烯過濾片。在色譜柱前通常還配有前置柱，柱內的填充物和分析柱相同，但粒度較大，其目的是除去流動相中的雜質，以避免分析柱被沾污；同時又可使流動相預先被前置柱中的固定液所飽和，以減少流動相在流過分析柱時洗脫其中的固定液，起到防止固定液流失的作用。

　　由于柱技術的發展，內徑小于2mm的色譜柱應用已經越來越多，微徑小柱的發展又促進了色譜儀器向更高壓力、更加快速的方向發展。因為用于微徑小柱的固定相顆粒與常規HPLC柱的固定相顆粒相比要細而均勻得多，這對液相色譜儀器的各個方面提出了更高的要求，從而產生各種超高壓的液相色譜儀器，如waters公司的UPLC和Agilent公司的超高壓HPLC儀器。

　　檢測系統

　　HPLC儀對檢測器的要求與氣相色譜儀*相同，其中主要是死體積要小、噪聲要小、基線要穩、靈敏度要高。

　　l.HPLC檢測器的分類

　　常用的檢測器一般分為兩類：通用型檢測器和型檢測器。

　　(1)通用型檢測器

　　通用型檢測器可連續測量色譜柱流出物的全部特性變化，通常采用差分測量法。這類檢測器有示差折光檢測器、蒸發光散射檢測器、介電常數檢測器、電導檢測器和近年來發展的磁光旋轉檢測器等。通用型檢測器適用范圍廣，但由于對流動相有響應，因此易受溫度變化、流動相流速和組成變化的影響，噪聲和漂移都較大，靈敏度較低，一般不宜用于梯度洗脫。質譜檢測器是較好的通用型檢測器，由于接口技術的改進及其本身的特點，沒有普通的通用型檢測器的上述缺點。質譜檢測器詳見HPLC／MS聯用技術介紹。

　　(2)型檢測器

　　型檢測器用以測量被分離樣品組分某種特性的變化。這類檢測器對樣品中組分的某種物理或化學變化敏感，而這一特性是流動相所不具備的，或至少在操作條件下不示。這類檢測器包括紫外檢測器、熒光檢測器、極譜檢測器、放射性檢測器等。

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