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常用的色譜儀器有哪兩類,各有什麽特點?

色譜儀器分為氣相色譜和液相色譜,還有氣相色譜-質譜;

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那麽,如何選擇高效液相色譜儀呢?

HPLC儀器的選擇歸結為兩個問題:如何確定HPLC儀器的配置?如何選擇HPLC儀器的品牌?

今天我們就來講第壹個問題,如何確定HPLC的配置?

HPLC可分為五個部分:高壓輸液泵單元、進樣器單元、分離單元、檢測器單元和色譜數據處理單元。下面我們逐壹分析壹下,說說HPLC的選擇規則。

1.高壓輸液泵組的配置和選擇:

高效液相色譜儀的高壓進樣方法可分為兩類:等度進樣法和梯度進樣法。

等軸模式:色譜分析時,流動相中各組分的比例不隨時間變化。例如,在分析過程中,流動相中甲醇和水的比例保持在50: 50不變,因此這種模式稱為等度模式。

梯度模式:在色譜分析過程中,流動相中各組分的比例隨時間而變化。例如,在壹個分析過程中,隨著時間的推移,流動相中壹種(或幾種)溶劑的比例逐漸增加,另壹種(或幾種)溶劑的比例逐漸減少,最後這種註入模式稱為梯度模式。

與上述兩種流動相輸註方式相對應,有兩種配置方式:等度泵和梯度泵。

等長泵:壹般采用單泵作為高壓輸液泵單元,是最簡單、最經濟的配置。

梯度泵:分為高壓梯度和低壓梯度。

高壓梯度:常用二元高壓梯度泵和三元高壓梯度泵;我們通常所說的雙泵,就是“二元高壓梯度泵”。如果有幾元的高壓,就要有幾個泵;高壓梯度泵機組,除了幾個高壓泵外,還需要壹個匹配的流動相混合裝置(通常使用混合器);由於高壓混合的梯度模式,氣泡通常不太可能產生,脫氣器通常可以省去。

低壓梯度:不同於“幾個泵用幾塊錢的高壓”的高壓梯度,低壓梯度只需要壹個高壓泵,但需要在高壓泵前端增加壹個比例閥(有些公司稱之為低壓梯度單元),通過比例閥調節進入高壓泵的幾種不同流動相的比例,實現梯度洗脫。因為不同溶劑在低壓下混合時會吸熱或放熱,所以流動相脫氣器與低壓梯度泵裝置混合器壹樣重要。

高效液相色譜高壓輸液泵單元的選擇主要取決於被測項目方法的需要。在該方法中,流動相輸註是等度的,因此等度泵(單泵)可以滿足要求。如果方法中規定需要梯度輸註,那麽就需要梯度泵。

在壹些有HPLC分析方法開發任務的單位,為了滿足未來可能的方法開發的需要,即使暫時不需要梯度泵,也經常配備梯度泵來擴展方法。

2.取樣器裝置的配置和選擇

高效液相色譜的進樣器單元有兩種配置可供選擇:手動進樣器和自動進樣器。

手動進樣器:無論國產還是進口品牌,如沃特斯、島津、安捷倫,世界上絕大多數公司都采用美國Rheodyne公司生產的六通進樣閥作為HPLC的手動進樣閥。

自動進樣器:自動進樣器最大的優點是可以大大提高設備使用效率,降低人力成本。比如某公司的HPLC部門,可以在下午下班前,將未完成的50個樣品全部放入自動進樣器,然後設置分析程序、儀器清洗程序、關機程序。然後大家不用派人值班就可以下班了,第二天早上打印圖集,上報數據。

3.分離單元(高效液相色譜柱)

色譜柱是高效液相色譜儀的核心部件。

色譜的核心機理是有效分離樣品中的組分,而分離依賴於色譜柱。

選擇色譜柱時要考慮四個參數:固定相類型(填料類型)、柱長、柱內徑和填料粒徑。

固定相類型:目前主要有以矽膠為基質的ODS (C18)、氨基、氰基、苯基、矽膠等色譜柱,以及高分子固定相填料。目前使用最廣泛的是ODS (C18),HPLC分離中約80%是ODS (C18)填料。

柱長:柱長越長,分離效果越好,但反壓越大,柱也會越貴。目前柱長有375px,500px,625px,尤其是625px。

色譜柱內徑:HPLC色譜柱內徑越小,分離度越好(分離度越高),但柱負荷越小。常用的立柱內徑有3.9mm、4.6mm、6.0mm,最常用的是4.6mm。

填料粒徑:根據色譜的速率理論,填料粒徑越小,分離效果越好;但是,填料的粒徑越小,在相同的流動相流速下,對高效色譜儀高壓泵的背壓越大,對高壓泵的加壓能力和密封性能的要求也越高。壹般高效液相色譜儀器使用粒徑為3微米、5微米或10微米的填料,而超高效液相色譜儀器通常使用粒徑在3微米以下的填料。粒徑為5微米的填料是HPLC中使用最廣泛的填料。

分離單元還有兩個問題需要考慮:是否需要配備預柱(保護柱)和是否需要配備柱溫箱。

預柱(保護柱):預柱(保護柱)的存在會增加色譜死體積,降低柱效,所以除非樣品特別臟或者有大量會堵塞分析柱的高分子物質,盡量不要使用預柱(保護柱)。

柱溫箱:由於HPLC對輕微的溫度波動不是特別敏感,除了壹些對柱溫穩定性要求特別高的分離外,很多情況下HPLC不需要配備柱溫箱。當然,如果購買預算足夠,安裝柱溫箱確實可以有更好的色譜峰時間重復性。

4.探測器單元的配置和選擇

HPLC的檢測器有很多種,最常見的是紫外檢測器,還有差分檢測器、熒光檢測器、二極管陣列檢測器、蒸發光散射檢測器等等。

紫外檢測器:它是壹種選擇性檢測器,是幾乎所有HPLC檢測器中最便宜、應用最廣泛的檢測器。適用於測定有紫外吸收的物質(含苯環、雜環、雙鍵的物質)。紫外檢測器的特點是靈敏度高,適用性廣。

差分檢測器:是萬能檢測器,但靈敏度比紫外檢測器低,對流速更敏感。差分檢測器主要用於檢測壹些沒有紫外吸收的物質,如糖類、聚合物等。

熒光檢測器:只適用於檢測在紫外線照射下能發出熒光的物質,如維生素A、維生素D、黃曲黴毒素等。高效液相色譜熒光檢測器的特點是靈敏度高,但應用範圍較窄。

二極管陣列檢測器:它是紫外線檢測器的變種。二極管陣列檢測器的特點是靈敏度比紫外檢測器低,但可以做三維圖譜,特別適合醫學研發。

蒸發光散射檢測器:蒸發光散射檢測器是壹種新型的通用檢測器,未來的趨勢是可以替代差分檢測器檢測無紫外吸收的物質,但目前非常昂貴。

5.色譜數據處理單元

高效液相色譜儀的色譜數據處理單元有兩種:數據處理器和色譜工作站。隨著計算機的普及和應用,色譜數據處理器逐漸被淘汰,色譜工作站是目前的主流。

色譜工作站分為兩類:是否可以反向控制。

可控工作站:不僅可以記錄和處理色譜數據,還可以控制HPLC的各個組成部分。由於控制指令接口和數據傳輸的壹些技術問題,可控工作站壹般由各大儀器廠商自行開發設計,不能通用。

不可控工作站:只能記錄和處理色譜數據,不能反向控制高效液相色譜儀。不可控工作站通常是插件,包括硬件和軟件。硬件部分主要是壹個A/D轉換器,將HPLC傳輸的模擬信號轉換成數字信號,然後輸入計算機。軟件部分的主要功能是將硬件傳來的數字信號轉換成地圖並進行積分計算等操作。

不可控工作站的優點是通用,但不能控制儀器,不便於自動化操作。

二極管陣列檢測器必須使用特殊的三維色譜軟件。

綜上所述,我們已經明確了HPLC儀器的高壓輸液泵單元、進樣器單元、分離單元、檢測器單元、色譜數據處理單元的選擇考慮事項,這樣我們就可以在盡可能省錢的同時選擇我們需要的儀器配置。