系统一般由输液泵、进样器、色谱柱、检测器、数据记录及处理装置等组成。
其中输液泵、色谱柱、检测器是关键部位。有的仪器还有梯度洗脱装置、在线脱气机、自动进样器、与柱或保护住、柱温控制器等,现代HPLC仪还有微机控制系统,进行自动化仪器控制和数据处理。
下面就介绍下高效液相色谱使用中的几个重要环节吧。
实验前的准备工作
1.过滤流动相。为了保证流动相洁净,流动相使用前都必须微膜过滤。
2.流动相脱气。为了避免流动相中气泡对仪器(气泡可能会对仪器及相关设备的正常使用及寿命产生一定影响)及分析结果的影响。
3.运行液相泵前尽量先清洗泵柱塞部件。清洗液一般采用10%甲醇溶液,也有采用10%异丙醇溶液
(5%甲醇或异丙醇等有机相溶液能避免微生物污染,但浓度不能太高,高于20%缓冲液可能会导致盐结晶析出,碰到酸碱类物质可能会有比较强烈的反应;另外异丙醇粘度较大,清洗能力较强;也有采用纯水清洗的,这样如果仪器每天使用还行,如果长期不用,为了防止微生物繁殖,纯水还得用含有有机相的清洗液置换出去)
冲洗,这是为了保护泵柱塞和密封圈等部件在泵运行时不被结晶盐等磨损而导致泵头漏液。
4.每天运行仪器前先排气。一般的液相色谱仪都有排气功能,没有的可以不接色谱柱开机运行几分钟排气。
5.泵运行时尽量不采用大流量模式(主要是换流动相或排气泡等,流量尽量设为3.0ml/min以内,这样更有利于保护泵柱塞杆和密封圈等部件的寿命)。
6.分析前先对色谱系统(整个流路)进行冲洗及平衡,尤其是色谱柱。先用纯甲醇冲洗30分钟,再换10%甲醇水溶液冲洗30分钟,最后换含缓冲盐或酸碱类物质的流动相平衡30分钟。色谱柱如果长期没用,每一步冲洗、平衡量尽量为色谱柱柱容量20倍以上)。
如果流动相中不含缓冲盐或酸碱类物质,纯甲醇冲洗完可直接换为流动相。使用色谱柱前知道或怀疑色谱柱中残留有或酸碱盐类物质,在用纯甲醇冲洗前增加一步10%甲醇水溶液冲洗。
7.如果色谱柱需要控温(升温),要先运行泵后再设柱温箱温度。
8.待仪器运行稳定后(基线基本走平后,这个是经验值),方可进样。
样品前处理
1.样品浓度不要太大,杂质不要太多,否则色谱柱处理起来压力很大。
2.进样前样品一定得先经微膜(一般采用0.22um或0.45um微膜)过滤。
实验过程中注意事项
1.为了避免进样器残留影响,进样前先对进样器进行清洗(这个不是必须的,但尽量是每进一针样品或标准品前都清洗进样器和进样针,当然同一样品也可以不洗,不同样品尽量洗),清洗顺序为纯水、甲醇、流动相。
2.每进一针样品后要对系统进行一次冲洗、平衡后再进下一针样品(等度要求不高,梯度要求相对高,主要是冲洗色谱柱中残留的强保留物质)。
实验完毕的后续工作
1.做完样要先清洗进样器,清洗顺序为纯水、甲醇。
2.关闭柱温箱温度设置。
3.冲洗色谱系统及色谱柱。先用10%甲醇水溶液冲洗30分钟后换为纯甲醇冲洗30分钟,待基线基本走平停泵。如果流动相中不含缓冲盐或酸碱类物质,冲洗时流动相可直接换为纯甲醇。色谱柱用完后如果长时间内不会再用,纯甲醇冲洗量要大于色谱柱柱容量20倍以上的,冲洗后卸下,两端密封保存。
4.待色谱柱温度降至接近于室温时再停泵、关机(这一点需特别注意,目的是防止温度过高损坏色谱柱)。
5.关机前用清洗液清洗柱塞杆。
液相色谱仪的应用,可用于高沸点、热稳定性差以及具有生理活性物质的分析。一般来说,沸点在450℃以下,相对分子质量小于450的有机物可用液相色谱仪分析,但这些物质只占有机物的15%~20%,其余的80%~85%有机物原则上都可采用高效液相色谱仪分析。
色谱柱的使用和维护,色谱柱的正确使用和维护十分重要,稍有不慎就会降低柱效、缩短使用寿命甚至损坏。
在色谱操作过程中,需要注意下列问题,以维护色谱柱。调节流速太快,避免压力和温度的急剧变化及任何机械震动。温度的突然变化或者使色谱柱从高处掉下都会影响柱内的填充状况;柱压的突然升高或降低也会冲动柱内填料,因此在调节流速时应该缓慢进行,在阀进样时阀的转动不能过缓。
反冲色谱柱,一般说来色谱柱不能反冲,只有生产者指明该柱可以反冲时,才可以反冲除去留在柱头的杂质。否则反冲会迅速降低柱效,预柱和保护柱,选择使用适宜的流动相(尤其是pH),以避免固定相被破坏。
有时可以在进样器前面连接一预柱,分析柱是键合硅胶时,预柱为硅胶,可使流动相在进入分析柱之前预先被硅胶“饱和”,避免分析柱中的硅胶基质被溶解。
避免将基质复杂的样品尤其是生物样品直接注入柱内,需要对样品进行预处理或者在进样器和色谱柱之间连接一保护柱。保护柱一般是填有相似固定相的短柱。保护柱可以而且应该经常更换。
液相色谱仪的基本结构,由输液系统、进样系统、分离系统、检测系统和数据处理系统等组成。
工作原理,利用混合物各组分在固定相和流动相中溶解、分配或吸附等化学作用性能的差异,使各组分在作相对运动的两相中反复多次受到上述各作用力而达到相互分离。
从液相色谱仪工作流程中看到,色谱柱是实现分离的核心部件,要求柱效高、柱容量大和性能稳定。柱性能与柱结构、填料特性、填充质量和使用条件有关。
色谱填料:经过制备处理后,用于填充色谱柱的物质颗粒,通常是5-10粒径的球形颗粒。
色谱柱管:内部抛光的不锈钢管。典型的液相色谱分析柱尺寸是内径4.6mm,长250mm。
色谱柱:也称固定相,是将色谱填料填充到色谱柱管中所构成的,色谱柱的填充,干法填充:在硬台面上铺上软垫,将空柱管上端打开垂直放在软垫上,用漏斗每次灌入50-100mg填料,然后垂直台面墩10-20次。
湿法填充:又称淤浆填充法,使用专门的填充装置。
液相色谱仪根据固定相是液体或是固体,又分为液-液色谱及液-固色谱。现代液相色谱仪由高压输液泵、进样系统、温度控制系统、色谱柱、检测器、信号记录系统等部分组成。与经典液相柱色谱装置比较,具有高效、快速、灵敏等特点。
1、 泵。
泵是液相色谱仪的心脏。处于良好工作状态的泵,基线平稳,保留时间重现性好,梯度洗脱时压力变化缓慢而且平稳。
1)选择优质的溶剂和试剂,在进入仪器前用 0.45um 膜过滤,并进行脱气处理。
2)泵开始使用时,一定要用合适的流动相彻底清洗干净。
3)定期检查并更换在线过滤片及有关的垫圈,经常清洗进液处的微孔滤头。
4)改变流动相时,应注意沉淀的产生,以防止泵堵塞。
2、色谱柱。
色谱柱是化合物分离的关键。保养良好的色谱柱具有很高的塔板数,基线平稳。
1)色谱柱比较娇气不能够碰撞、弯曲或强烈震荡;安装时要保证阀件或管路的清洁。
2)流动相在使用前必须进行脱气处理,尽量不使用或少使用高粘度的流动相。
3)在满足灵敏度的前提下,尽可能的使用小进样量。如果样品比较脏,要进行净化或提纯处理。
4)分析结束后要清洗掉进样阀中残留的样品,并用流动相或适当的溶剂清洗色谱柱。
5)如长期不用,用适当的有机溶剂保存并封闭或定期补充合适的流动相。
3 、检测器
分析完成后,马上关闭检测器。
4 、进样器
分析结束后反复冲洗进样口,防止样品的交叉污染或堵塞。
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