高效液相色譜法儀器結構與原理

發布時間:2017-06-19  瀏覽次數:2423

高效液相色譜儀現在多做成單元組件，然后根據分析要求將各所需單元組件組合起來，最基本的組件是輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器和工作站(數據系統)。此外，還可根據需要配置自動進樣系統、流動相在線脫氣裝置和自動控制系統等。圖10.1是普通配置的高效液相色譜儀的原理圖。輸液泵將流動相以穩定的流速(或壓力)輸送至分析體系，在色譜柱之前通過進樣器將樣品導入，流動相將樣品帶入色譜柱，在色譜柱中各組分被分離，并依次隨流動相流至檢測器，檢測到的信號送至工作站記錄、處理和保存。

1、高壓(輸液)泵

高壓泵的作用是將流動相以穩定的流速(或壓力)輸送到色譜系統。其穩定性直接關系到分析結果的重現性、精度和準確性。因此其流量變化通常要求小于0.5％。流動相流過色譜柱時會產生很大壓力，高壓泵通常要求能耐40～60MPa的高壓。

2、進樣器

現代的液相色譜儀幾乎都采用耐高壓、重復性好和操作方便的閥進樣器。最常用的是六通閥進樣器，進樣體積由定量管確定，通常使用的是10，20和50μL體積的定量管。進樣器的結構如圖10.2所示。操作時先將閥柄置于采樣位置(10ad)，這時進樣口只與定量管接通，處于常壓狀態，用微量注射器(體積應大于定量管體積)注入樣品溶液，樣品停留在定量管中。將進樣器閥柄轉動60。至進樣位置(inject)時，流動相與定量管接通，樣品被流動相帶到色譜柱中。

3、色譜柱

色譜柱是實現分離的核心部件，要求柱效高、柱容量大和性能穩定。最常用的分析型色譜柱是內徑4.6mm，長100～300mm的內部拋光的不銹鋼管柱，內部填充5～10μm粒徑的球形顆粒填料。不同的物質在色譜柱中的保留時間不同，依次流出色譜柱進入檢測器。

4、檢測器

檢測器是用來連續檢測經色譜柱分離后流出物的組成和含量變化的裝置。它利用被測物的某一物理或化學性質與流動相有差異的原理，當被測物從色譜柱流出時，檢測器把化學信號轉化為可測量的電信號，以色譜峰的形式表現出來。幾種主要檢測器的基本特性列于表10.1。

5、紫外-可見光(UV-VIS)吸收檢測器

UV-VIS吸收檢測器既有較高的靈敏度和選擇性，也有很寬廣的應用范圍。由于UV-VIS對環境溫度、流速、流動相組成等的變化不是很敏感，所以適用于梯度淋洗。用UV-VIS檢測時，為了得到高的靈敏度，常選擇被測物質能產生最大吸收的波長作檢測波長，但為了選擇性或其他目的也可適當犧牲靈敏度而選擇吸收稍弱的波長，另外，應盡可能選擇在檢測波長下沒有背景吸收的流動相。

二極管陣列UV-VIS檢測器可以瞬間實現紫外-可見光區的全波長掃描，同時得到時間一波長-吸收強度三維色譜圖。它可與色譜工作站聯用獲得樣品純度的信息。

6、示差折光檢測器

示差折光檢測器也稱折射指數檢測器(RI)，是一種通用型檢測器。凡是與流動相的折射率有差別的被測物都可以采用RI檢測。在多數情況下，被測物與流動相的折射率都有差異，所以RI檢測器應用范圍很廣，特別是在凝膠色譜中應用較多。但與其他檢測方法相比，靈敏度要低1～3個數量級。因為折射率對溫度的變化非常敏感，因此難于用于梯度洗脫。

7、熒光、化學發光檢測器

許多有機化合物，特別是芳香族化合物、生化物質，如有機胺、維生素、激素、酶等，被一定強度和波長的紫外光照射后，發射出較激發光波長要長的熒光。熒光強度與激發光強度、量子效率和樣品濃度成正比。有的有機化合物雖然本身不產生熒光，但可以與發熒光物質反應，衍生化后檢測。熒光檢測的最大優點是有非常高的靈敏度和良好的選擇性，靈敏度要比紫外檢測器高2～3個數量級，而且所需樣品量很小，特別適合于藥物和生物化學樣品的分析。

化學發光的原理是基于某些物質在常溫下進行化學反應，生成處于激發態的反應中間體或反應產物，當它們從激發態返回基態時發射出光子，因為物質激發態的能量來自于化學反應，故稱化學發光。化學發光檢測器結構簡單、價格便宜，而且靈敏度和選擇性都很高，是一種有實用價值的檢測方法。

8、電化學檢測器

電化學檢測器是利用物質的電活性，通過電極上的氧化或還原反應進行檢測。電化學檢測有很多種，如電導、安培、庫侖、極譜、電位等，應用較多的是安培檢測器。電化學檢測器對流動相的限制較嚴格，電極污染常造成重現性差等缺點，所以一般只用于檢測那些既沒有紫外吸收又不產生熒光但有電活性的物質。

9、工作站

工作站可在線模擬顯示所有分析過程，自動采集數據、處理和儲存，并能實現分析過程中儀器的自動控制。如果設置好有關分析條件和參數，可以自動給出最終分析報告。

參考資料：現代儀器分析實驗與技術