液相色谱仪系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。
储液器中的流动相被高压泵打入系统,样品溶液经进样器进入流动相;
被流动相载入色谱柱(固定相)内,由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数;
在两相中作相对运动时,经过反复多次的吸附-解吸的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别;
被分离成单个组分依次从柱内流出,通过检测器时,样品浓度被转换成电信号传送到记录仪;
数据以图谱形式打印出来高效液相色谱仪主要有进样系统、输液系统、分离系统、检测系统和数据处理系统;
下面将分别叙述其各自的组成与特点。
进样系统
一般采用隔膜注射进样器或高压进样间完成进样操作,进样量是恒定的。
这对提高分析样品的重复性是有益的。
输液系统
该系统包括高压泵、流动相贮存器和梯度仪三部分。
高压泵的一般压强为47~44X10Pa,流速可调且稳定,当高压流动相通过层析柱时;
可降低样品在柱中的扩散效应,可加快其在柱中的移动速度;
这对提高分辨率、回收样品、保持样品的生物活性等都是有利的。
流动相贮存器和梯度仪,可使流动相随固定相和样品的性质而改变;
包括改变洗脱液的极性、离子强度、PH值,或改用竞争性抑制剂或变性剂等。
这就可使各种物质(即使仅有一个基团的差别或是同分异构体)都能获得有效分离。
分离系统
该系统包括色谱柱、连接管和恒温器等。
色谱柱一般长度为10~50cm(需要两根连用时,可在二者之间加一连接管);
内径为2~5mm,由"优质不锈钢或厚壁玻璃管或钛合金等材料制成;
住内装有直径为5~10μm粒度的固定相(由基质和固定液构成)。
固定相中的基质是由机械强度高的树脂或硅胶构成;
它们都有惰性(如硅胶表面的硅酸基因基本已除去)、多孔性(孔径可达1000?)和比表面积大的特点;
加之其表面经过机械涂渍(与气相色谱中固定相的制备一样);
或者用化学法偶联各种基因(如磷酸基、季胺基、羟甲基、苯基、氨基或各种长度碳链的烷基等)或配体的有机化合物。
因此,这类固定相对结构不同的物质有良好的选择性。
例如,在多孔性硅胶表面偶联豌豆凝集素(PSA)后,就可以把成纤维细胞中的一种糖蛋白分离出来。
另外,固定相基质粒小,柱床极易达到均匀、致密状态,极易降低涡流扩散效应。
基质粒度小,微孔浅,样品在微孔区内传质短。这些对缩小谱带宽度、提高分辨率是有益的。
根据柱效理论分析,基质粒度小,塔板理论数N就越大。
这也进一步证明基质粒度小,会提高分辨率的道理。
再者,高效液相色谱的恒温器可使温度从室温调到60C;
通过改善传质速度,缩短分析时间,就可增加层析柱的效率。
液相色谱仪是一种常见的色谱分析方法,与气相色谱相比液相色谱可以在常温中操作,且不受样品挥发度和热稳定性的限制。这使得液相色谱非常适合相对分子量较大,难汽化,不易挥发或对热敏感的物质、离子型化合物和高聚物的分离分析。
然而要选购一台品质优良的液相色谱并不容易。液相色谱仪的指标很多,有关于泵的、关于检测器的、关于色谱柱的……不过,从选购角度考虑,可以优先考虑噪音、漂移、最小检测浓度、定性定量重复性等主要技术指标。当然,这些指标都要放在系统、回路里去看去比较。
1.噪音
噪音指由仪器的电器元件、温度波动、电压的线性脉冲以及其他非溶质作用产生的高频噪声和基线的无规则波动产生的声音。噪音的大小直接关系到仪器的检测灵敏度,噪音越大检测的灵敏度就越低。对于检测低含量的样品就要求仪器的噪音越小越好,否则噪音过大将会导致基线不稳,甚至影响分析结果;
2.最小检测浓度(最小检测限)
最小检测浓度是反映仪器灵敏度的重要参数。根据公式CL=2×Nd×C/H(CL:最小检测浓度 Nd:噪音 C:样品浓度最小检测浓度 H:样品峰高),最小检测浓度是和噪音成正比的,噪音越大,最小检测浓度就越大,灵敏度就越低。如果选购的仪器回避了这个指标,说明他们不愿在最小检测浓度的基础上去比较噪音;
3.漂移
漂移是指仪器稳定后一段时间内基线漂离原点的距离,通常用来衡量仪器稳定快慢。高品质的仪器能在较短的时间内达到稳定,从而在一定程度上提高分析效率;
4.定性定量重复性
主要是考核仪器稳定性的指标,这对于分析样品来说是非常重要的。好的仪器其稳定性应该是十分不错的,这就要求多次进样保留时间及含量的一致性,这样做出来的结果才能使人信服。虽然这些指标都属于检测器,但是就像前面所说的,条件是要放在整个回路和系统里去看去比较。
例如:泵的脉动会直接影响噪音指标、泵的流量准确度指标,以及密封性不好也会影响相关指标。所以要系统地看指标才可以反应出仪器的一些真实水平。
在选择仪器的时候需要充分考虑到仪器的方方面面才能拿到自己满意的机器。
首先从常规的几个部件做个简单的分析。
(一)输液泵应具备如下性能:
① RSD(流量稳定性)<0.3%;
② 流量范围宽, 0.1~5.0ml/min内连续可调,有的实验则需要更大流量;
③ 输出压一般应能达到150~400 kg/cm2,流量越大,最高压力越低;
④ 液缸容积小,有助于减少流动相死体积,利于清洗。
⑤ 密封性能好,耐腐蚀。
(二)检测器
①紫外检测器,分为可变单波长检测器VWD和二极管阵列检测器DAD,可以检测有紫外吸收的物质
②荧光检测器,检测有荧光的物质
③视差折光检测器,通用型检测器,但对环境要求极为苛刻,而且灵敏度低
④ELSD,蒸发光散射检测器
⑤MSD,质谱检测器
常用的是紫外检测,然后是MSD和ELSD
(三)色谱柱
要求柱效高、选择性好,分析速度快等。目前市场上销售的用于HPLC的各种微粒填料如多孔硅胶以及以硅胶为基质的键合相、有机聚合物微球(包括离子交换树脂)、氧化铝、多孔碳等,其粒度一般为3,5,7,10μm等,柱效理论值可达5~16万/米。
一般的分析只需5000塔板数的柱效;同系物分析500即可;难分离物则可用2万的柱子。
因此一般10~30cm左右的柱长基本能满足复杂混合物分析的需要。所以要根据自己实际情况来选择合适的柱子。
柱效受柱内外因素影响,为使色谱柱达到较佳效率,除柱外死体积要小外,还要有合理的柱结构(尽可能减少填充床以外的死体积)及装填技术。即使可以的装填技术,在柱中心部位和沿管壁部位的填充情况总是不一样的,靠近管壁的部位比较疏松,易产生沟流,流速较快,影响冲洗剂的流形,使谱带加宽,这就是管壁效应。这种管壁区大约是从管壁向内算起30倍粒径的厚度。在一般的液相色谱系统中,柱外效应对柱效的影响远远大于管壁效应。
此外,温度在色谱分析中是个不容忽视的环境条件,环境温度对溶剂的溶解能力、色谱柱的性能、流动相的粘度都有影响。而且不同的检测器对温度的敏感度不一样。保持恒定的温度对实验而言是个绝对不容忽视的条件,因此也要留意注温箱的选择。以保证实验结果的准确性。
(四)进样器
进样装置要求:密封性好,重复性好,死体积小,保证中心进样,进样时对色谱系统的压力、流量影响小。而且进样方式多种多样,可分为隔膜进样、停流进样、阀进样、自动进样。自动进样器则是市场发展的趋势。
(五)数据处理系统
一般专业的液相色谱仪生产厂家都有自己配套的液相色谱仪控制软件。但有不少液相色谱仪可以使用通用型的色谱数据工作站进行数据计算处理。进口软件价格比较高,这个自己得根据资金选择了。
二元泵和四元泵的区别二元有两个泵,泵后混合,气体的溶解度随压力的增大而增大,所以二元高压混合不会产生气泡。四元只一个泵(另外一个是辅泵),是泵前混合,在常压下进行的,两种液体混合时,会降低气体在混合溶液中的溶解度,通常会有气泡产生,所以四元低压梯度系统一定要配在线真空脱气机
安捷伦液相色谱仪的日常维护及保养方法如下,一起来看看
1、手动进样器:
平时应该注意使用二次蒸馏水和甲醇在装载状态及进样分析状态清洗;如果出现漏液现象,原因极可能为转子密封垫磨损或污染,一般要申请维修或更换配件。
2、排液阀:
此处不能完全密封或漏液时一般是其中的垫片污染或磨损,可卸下后取出其垫片用异丙醇超声波清洗或更换垫圈。
3、单向阀:
如遇到泵压不稳或流动相不能抽取,则可能是单向阀出现问题,卸下用异丙醇超声波清洗,清洗时须按其安装的方向放置在小烧杯中,切记不可与安装方向倒置超洗!
4、工作站:
出现死机可重起计算机;不正常运行时,首先可更换电脑测试其硬件故障;或在本机上重新插拔接口、重新安装软件。
5、过滤器:
当色谱峰出现异常情况时,有可能是此部件被污染, 拆下用异丙醇超洗或更换过滤垫片。
6、吸滤头:
特殊情况下可拆下滤头抽取以判断其中是否堵塞;亦可用注射器吸取流动相通过吸滤头打出以判断其是否堵塞。若有堵塞情况可用异丙醇超声波清洗;清洗不成功则需要更换。
7、流动相的抽作要求:
高效液相级色谱醇,二次蒸馏水,缓冲盐一定要过滤;
流动相脱气至关重要(可采用抽滤,超声波脱气等方法)
8、流通池:
在色谱峰不正常时会可能是此部件补污染。可拆卸后取出其中的垫片用异丙醇超洗(可根据说明书进行操作或申请维修)。
9、泵头:
泵头漏液或出现其它故障一般要申请维修(如漏液,或更换柱塞杆及其密封垫等)
泵压不稳:
1、泵头有气泡——流动相脱气/大流量冲洗泵/用注射器抽取流动动相
2、单向阀故障——清洗
若上述操作仍不能解决,可用异丙醇冲洗流动(无色谱柱冲洗,由手动进样器直接进检测器),流量为3-4ml/min,冲洗50分钟左右,然后重新安装色谱柱,更换流动相平衡,如此再不能解决泵压波动故障,可申请更换配件。
10.漏液处理:
C18柱绝对不能进蛋白样品、血样,生物样品。
要注意柱子的PH值范围,不得注射强酸强碱的样品,特别是碱性样品。
长时间不用仪器,应该将柱子取上用堵头封好保存,注意不能用纯水保存柱子,而应该用有机相(如甲醇)保存,因为纯水易长霉。
流路堵塞问题:堵塞导致压力太大,按预柱→混合器中的过滤器→管路过滤器→单向阀检查,并清洗。清洗方法:①以民丙醇作溶剂冲洗②放在异丙醇中超声波清洗③用10%稀硝酸清洗
11.缓冲盐的使用:
流动相含有盐分时,做完实验后一定要进行流路冲洗;
首先用水冲洗,打开排液阀用PURG键转换出原有含盐的流动相,然后关闭排液阀打开泵冲洗全部流路45分钟以上,如此更换流动相为水和甲醇混合液冲洗全部流路30分钟(此步骤一般可省去,根据实验而论),最后更换纯甲醇冲洗全部流路45分钟以上。
12.泵头冲洗;
用备件中的针头和针管分别用蒸馏水和纯甲醇冲洗3-5ml。
如流动相不含盐,可对机器定期进行简单的冲洗维护,根据实验多少而定。
手动进样器冲洗;
同样用备件中的针管和专用冲洗针头对手动进样器的装载状态和进样状态分别进行冲洗3-4ml的蒸馏水,然后再冲洗3-4ml的纯甲醇。确保每次做完实验,所有流路中充满纯甲醇!
安捷伦液相色谱仪日常保养方法_