液相色谱仪色谱柱在色谱分析系统中主要起着分离检测物质的作用,如同色谱系统的心脏,同时也是易损耗品。什么情况下会导致液相色谱柱柱效降低甚至“失效”
1、筛板堵塞
色谱柱入口筛板堵塞是常见的问题之一,会导致柱压升高、色谱峰拖尾、塔板数降低等问题。通常分析样品中微粒杂质右可能堵塞色谱柱入口,因此分析时,需要先过滤或者离心,乳浊或浑浊样品应以0.25µm滤膜处理,也可用针头过滤器过滤。进样器与泵密封垫的磨损也会带入微粒,在进样阀与色谱柱之间使用0.25µm或0.45µm的在线过滤器,通常可以避免这类问题
2、强保留样品组分
强吸附性的样品组分吸附在柱头填料上,能严重地影响色谱柱寿命。像生物组织或体液的提取物、天然产物等复杂样品,极易造成柱头的污染。相对较纯的样品,一般不会出现这一问题。色谱柱应用中,色谱峰严重拖尾或分裂往往是强保留污染物在柱头吸附的体现。
3、色谱柱装填不良
装填不良的色谱柱,在短时间应用后,填充床的压缩通常使柱头处产生塌陷,导致柱效突然降低。色谱柱的初始评价指标,如塔板数、不对称因子等往往不能很好地表征色谱柱床层的稳定性,这种情绪只能在实际应用中发现。
4、压力因素
液相色谱仪色谱柱使用过程中的骤然压力波动、机械撞击或温度骤然变化都会对色谱柱床层产生影响,导致峰形变差和柱效降低。进样过程中,进样阀转动太慢可引起压力波动,使色谱柱床产生裂隙,在柱切换时也存在同样的问题。使用填充良好的色谱柱,在较低柱压下操作,可大大减少由压力波动造成的色谱柱损坏。
有些色谱柱厂家建议在使用液相色谱柱时加入保护柱,保护柱是收集、阻断来自进样器的机械和化学杂质,以保护和延长分析柱的使用寿命。
高压输液泵是液相色谱仪的关键部件,其作用是将流动相以稳定的流速或压力输送到色谱系统。对于带在线脱气装置的色谱仪,流动相先经过脱气装置再输送到色谱柱。输液泵的稳定性直接关系到分析结果的重复性和准确性。
高压液相色谱仪对高压输液泵的基本要求如下:
1、流量准确可调
对一般的分析工作而言,流动相的流速在0.5~2mL/min,输液泵的最大流量一般为5~10mL/min。输液泵的流量控制精度通常要求小于±0.5%。输液泵必须能精确地调节流动相流量,这样可以通过电子线路调节电极转速或冲程长短来实现。流量的测定通常采用热脉冲流量计。
2、耐高压
高效液相色谱柱是将很细颗粒的填料,在高压下填充到柱管中,为了保证流动相以足够大的流速通过色谱柱,需要足够高的柱前压。通常要求泵的输出压力达到30~60MPa的高压。
3、液流稳定
输液泵输出的液流应无脉动,或配套脉冲抑制器。
4、泵的死体积小
为了快速更换溶剂和适于梯度洗脱,泵的死体积通常要求小于0.5mL。泵的结构材料应耐化学腐蚀。
高效液相色谱仪的工作过程:
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,在两相中做相对运动时,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。以下是总结高效液相色谱仪的的应用:
1、在食品分析中的应用
食品营养成分分析:蛋白质、氨基酸、糖类、色素、维生素、香料、有机酸(邻苯二甲酸、柠檬酸、苹果酸等)、有机胺、矿物质等;
食品添加剂分析:甜味剂、防腐剂、着色剂(合成色素如柠檬黄、苋菜红、靛蓝、胭脂红、日落黄、亮蓝等)、抗氧化剂等;
食品污染物分析:霉菌毒素(黄曲霉毒素、黄杆菌毒素、大肠杆菌毒素等)、微量元素、多环芳烃等。
2、在环境分析中的应用
多环芳烃(特别是稠环芳烃)、农药(如氨基甲酸脂类,反相色谱)残留等。
3、在生命科学中的应用
HPLC技术目前已成为生物化学家和医学家在分子水平上研究生命科学、遗传工程、临床化学、分子生物学等必不可少的工具。其在生化领域的应用主要集中于两个方面:
低分子量物质,如氨基酸、有机酸、有机胺、类固醇、卟啉、糖类、维生素等的分离和测定。
高分子量物质,如多肽、核糖核酸、蛋白质和酶(各种胰岛素、激素、细胞色素、干扰素等)的纯化、分离和测定。
4、在医学检验中的应用
体液中代谢物测定;药代动力学研究;临床药物监测:
合成药物:抗生素、抗忧郁药物(冬眠灵、氯丙咪嗪、安定、利眠宁、苯巴比妥等)、黄胺类药等。
天然药物生物碱(吲哚碱、颠茄碱、鸦片碱、强心甙)等