液相色谱法及在水质分析中的应用
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高效液相色谱的原理及应用一、引言高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是一种广泛应用于生化、制药、食品安全等领域的分析技术。
本文将详细介绍高效液相色谱的原理及其在不同领域中的应用。
二、高效液相色谱的原理高效液相色谱是一种基于分配和吸附作用的色谱技术。
其原理如下:1.分配作用: 样品在液相中均匀分散,样品中的组分按溶解度的不同在液相和固定相之间分配,从而实现对样品的分离。
2.吸附作用: 组分在固定相上通过吸附作用与固定相表面相互作用,进一步实现对组分的分离。
3.色谱柱: 高效液相色谱中常使用填充在色谱柱中的固定相,通过色谱柱中的孔隙结构和表面特性实现对样品的分离。
三、高效液相色谱的应用高效液相色谱技术广泛应用于以下几个领域:1. 生化分析高效液相色谱在生化分析中起着重要的作用,可以用于蛋白质、核酸、糖类等生物大分子的分离和定量分析。
•分离蛋白质: 高效液相色谱可以通过选择合适的固定相和流动相,实现对蛋白质的不同特性进行分离,如分离不同分子量的蛋白质。
•分析核酸: 高效液相色谱可以通过裂解DNA或RNA,使用特定的检测方法,实现核酸的定量分析。
•糖类分析: 高效液相色谱可以用于糖类的检测和分析,对食品、医药等行业具有重要意义。
2. 制药领域高效液相色谱在制药领域中应用广泛,可用于药物的分离、纯化和定量分析等。
•药物分离和纯化: 高效液相色谱可以通过调整固定相和流动相的性质,实现对复杂药物混合物的分离和纯化。
•药物含量测定: 高效液相色谱可用于药物中成分的定量分析,以保证药物的质量和安全性。
•质量控制: 高效液相色谱可用于制药过程中的质量控制,例如检测制药中间体和产成品中的杂质和不纯物。
3. 食品安全高效液相色谱在食品安全领域中起着重要的作用,可用于检测和分析食品中的有害物质和添加剂。
•残留农药检测: 高效液相色谱可以用于检测食品中农药的残留量,以保障食品安全。
高效液相色谱技术及在水质检测方面的应用探析
高效液相色谱(HPLC)是一种基于液相色谱的分离和分析技术,其主要特点是分离效果好、分析速度快、操作简便、灵敏度高、选择性强。
它主要应用于各种化学物质的分离和
定量分析,并在水质检测方面发挥着重要作用。
1. 有机污染物的检测:高效液相色谱可以分离和定量有机污染物,如苯、甲苯、二
甲苯、酚类、农药、草甘膦等。
利用HPLC技术可以对水样中的有机污染物进行有效的检测和监测,确保水质的安全。
2. 离子、金属离子的检测:高效液相色谱可以对水样中的离子进行分离和定量分析。
可以用HPLC技术检测水中的硝酸盐、氯离子、亚硝酸盐等离子。
也可以利用HPLC技术检
测水样中的金属离子,如铅、镉、汞等重金属离子,确保水质的安全。
3. 有机物质的降解和转化研究:高效液相色谱可以用于研究有机物质在水体中的降
解和转化过程。
可以通过HPLC技术研究水样中有机物质的降解速度、降解产物的生成情况以及反应条件对降解和转化的影响,为水质净化和污染物处理提供科学依据。
高效液相色谱技术在水质检测方面具有准确性高、选择性强、灵敏度高、分离效果好
等优点,广泛应用于有机污染物的检测、离子、金属离子的检测、有机物质的降解和转化
研究以及污染物的检测和监测等方面,为水质检测和水环境管理提供了一种有效的手段。
水质污染分析方法1. 概述水是人类生活中不可或缺的重要资源,然而,由于人类活动的影响和环境污染的日益加剧,水质污染已经成为一个全球性的问题。
水质污染的分析方法对于保护水资源、维护人类健康至关重要。
本文将介绍几种常用的水质污染分析方法及其原理与应用。
2. 化学分析法化学分析法是水质污染分析中最常用的方法之一。
它通过定量测定水样中各种污染物的浓度来评估水质情况。
常用的化学分析方法包括光谱分析、电化学分析和色谱分析等。
2.1 光谱分析光谱分析是利用物质对电磁辐射的吸收、发射、散射等现象进行分析的方法。
在水质污染分析中,常用的光谱分析方法包括紫外-可见光谱分析和红外光谱分析。
紫外-可见光谱分析常用于有机物和无机离子的浓度测定,而红外光谱分析则可用于有机物的结构分析。
2.2 电化学分析电化学分析利用电化学电位的变化来测定水质中各种离子物质的浓度。
电化学分析常用的方法包括电导法、电位差滴定法和循环伏安法等。
其中,电导法适用于测定水质中的离子浓度,而循环伏安法常用于有机物的浓度测定。
2.3 色谱分析色谱分析是一种层析分离技术,通过不同物质在固定相与流动相之间的相互作用来实现物质的分离和浓度测定。
在水质污染分析中,气相色谱法和液相色谱法是常用的方法之一。
气相色谱法常用于有机污染物的分析,而液相色谱法适用于有机化合物、无机离子和生物大分子的分析。
3. 生物学分析法生物学分析法是通过利用生物学反应来检测和评估水质中的生物学特性的方法。
常用的生物学分析方法包括细菌培养法、生物传感器法和生物显微镜观察等。
3.1 细菌培养法细菌培养法是一种常用的水质污染分析方法,通过将水样接种在特定培养基上,并经过一定时间的培养,观察培养基上是否产生菌落来判断水质是否受到细菌污染。
该方法适用于对水中细菌污染的快速检测。
3.2 生物传感器法生物传感器利用生物体或其组织、细胞的特异性反应和信号传递来检测和测定水样中的污染物。
生物传感器法在水质分析中具有高灵敏度和高选择性的优势。
Science &Technology Vision科技视界1高效液相色谱仪的结构和原理高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上,引用了气相色谱的理论,在技术上,流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9′107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。
高效液相色谱仪主要由色谱泵及控制器、进样器、色谱柱、检测器和数据处理及控制五大部分组成,分离原理是一个物理过程,流动相携带着待分析化合物和其他一些共存物质流过色谱柱,利用不同物质在固定相上的保留时间不同,从而出峰时间不同而达到分离,利用保留时间定性,峰高或者峰面积定量,在将分离后的各个成分依次通过一紫外检测器时就可检测出各化合物的浓度来。
2衡量检测器的指标检测器作为高效液相色谱仪的重要组成部分,直接决定分析的准确度和灵敏度,所以对检测器要有一个充分的认识,这样才能更好的使用仪器,提高工作效率,并且平常需要做相关的维护和保养。
衡量检测器的指标有:灵敏度S =R /Q,R 是检测器响应值的增量,Q 是样品量的增量;噪音,即没有样品时检测器的最大输出信号;漂移,即检测器在一段时间内响应值的变化;线性动态范围,即最大线性相应与最小检出限之比;最小检测限,即样品产生两或三倍于噪音信号时的浓度;信噪比,即S/N。
注意最小检测限不是一个单纯的检测器指标它实际上是评价整个色谱系统的指标,包括了色谱系统在内的综合性指标,信噪比亦如此。
3检测器的分类一般常用的有固定波长紫外检测器、可调波长紫外/可见检测器、可编程紫外/可见检测器、光电二极管矩阵检测器、示差折光检测器、荧光检测器、电化学检测器、电导检测器,其他的还有放射性检测器、质谱检测器、热能检测器、LALLS 检测器、蒸发质量检测器、粘度检测器等。
3.1紫外/可见检测器紫外-可见光检测器是应用最广泛的检测器,遵循的原理是Beer’s Law -BEER 定律,即光能量P0=透过溶剂的光能量,P =透过样品的光能量,光通量(透过率%)T=P/P0,吸光度A =-log(T)=log (P0/P),吸光度=单位吸光度,即A =abc,也就是说样品池(S)中的样品对光产生吸收有信号差,如是可变波长检测器还有分光系统(光栅)同紫外检测器灵敏度有关的因素有信号强度(S)和噪音(N)。
液相色谱的原理和应用1. 原理介绍液相色谱(Liquid Chromatography,简称LC)是一种基于物质在流动相中的分配行为而进行成分分离的技术。
液相色谱依靠样品在液相中与固定相之间的分配系数不同来实现分离,分离的基础是样品分子在移动相和固定相之间实现吸附和解吸的不平衡。
2. 液相色谱的分类液相色谱可以根据流动相的性质、固定相的性质以及分离机制的不同进行分类。
主要的分类方式有以下几种:2.1 按流动相性质分类•正相色谱:流动相为极性溶剂,固定相为非极性的填料,用于分离亲水性样品。
•反相色谱:流动相为非极性溶剂,固定相为极性的填料,用于分离疏水性样品。
•离子交换色谱:固定相为离子交换树脂,通过样品中的阳离子或阴离子与树脂上的离子交换来完成分离。
2.2 按固定相性质分类•固定相为液体:如带正电荷的液态固定相,适用于离子交换色谱。
•固定相为固体颗粒:如硅胶、C18等填料,适用于正相色谱和反相色谱。
2.3 按分离机制分类•吸附色谱:样品在固定相上发生吸附,分离基于样品在流动相和固定相之间的吸附和解吸过程。
•分配色谱:分离基于样品在固定相和流动相之间的分配行为。
•离子交换色谱:分离基于样品中的离子与离子交换树脂上的离子交换。
3. 液相色谱的应用液相色谱在许多领域中有着广泛的应用。
以下是液相色谱常见的应用领域:3.1 生物医药和制药工业•药物分析和质量控制:液相色谱可以用于药物的分析和质量控制,例如对药物中的杂质进行检测和定量。
•药代动力学研究:通过液相色谱分析药物在生物体内的代谢动力学过程,包括药物的吸收、分布、代谢和排泄等。
•生物制剂分析:液相色谱可以用于生物制剂中蛋白质、多肽和核酸的分析和质量控制。
3.2 环境监测和食品安全•残留农药和农药代谢产物的分析:液相色谱可以快速、准确地分析农产品和环境中的农药残留和代谢产物。
•水质分析:液相色谱可以用于分析水中的有机污染物、无机离子和微量元素等。
•食品添加剂和食品中成分的分析:液相色谱可以对食品中的添加剂、色素和营养成分等进行分析。
液相色普法的特点和应用范围液相色谱法(Liquid Chromatography,LC)是一种基于样品在液体流动相中与固定相相互作用而实现分离的色谱技术。
液相色谱法具有以下特点和应用范围。
特点:1. 良好的分离能力:液相色谱法可以分离各种不同极性、大小、结构以及化学特性的化合物,包括有机物、无机物、生物大分子等。
通过选择不同的固定相和流动相,可以实现对复杂混合物的高效分离和纯化。
2. 高灵敏度和选择性:液相色谱法可以通过优化流动相的组成、流速和温度等条件,实现对目标化合物的选择性提取和分离,从而提高分析的灵敏度。
同时,液相色谱法还可以与各种检测器(如紫外检测器、荧光检测器、质谱仪等)结合使用,进一步提高分析的灵敏度和选择性。
3. 分析速度快:液相色谱法的分析速度相对较快,通常在10分钟以内可以完成一次分析。
此外,液相色谱法还可以采用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)等技术,进一步提高分析速度和分离效果。
4. 操作简便:相对于气相色谱法和其他分析方法,液相色谱法的操作相对简便,不需要特殊的气体供应和气密性。
同时,液相色谱法的样品制备相对简单,可以直接将待测样品溶解于流动相中进行分析。
5. 广泛的应用范围:液相色谱法在医药、化工、食品、环境监测等领域具有广泛的应用。
例如,在医药领域,液相色谱法可以用于药物的纯度检验、药物代谢产物的分析、病患体内药物的监测等。
在食品领域,液相色谱法可以用于食品添加剂的检测、农药残留的分析、食品中营养成分的测定等。
在环境监测领域,液相色谱法可以用于水质、大气和土壤中有害物质的监测和分析。
应用范围:1. 药物分析:液相色谱法是药物分析中最常用的分析方法之一。
它可以用于药物的纯度检验、药物代谢产物的分析、药物在血液中的监测等。
液相色谱法在药物分析中具有分离效果好、分析速度快、操作简便等优点。
2. 食品分析:液相色谱法在食品分析中也有广泛的应用。
水质阿特拉津测定液相色谱质谱法首先,水质是我们日常生活中非常重要的一个因素。
清洁、安全的水源是保护我们健康和生存的基本需求。
水质污染对环境和人类健康都带来严重影响。
因此,对水质进行准确、快速的监测和分析至关重要。
在水质分析领域,传统的分析方法包括重金属分析、有机物测定和微生物检测等。
然而,这些方法通常复杂而耗时,并且需要大量的实验设备和专业知识。
因此,寻找一种更快速、准确、高效的水质分析方法非常重要。
液相色谱质谱法(LC-MS)是一种在生物、环境和食品等领域广泛应用的分析技术。
它将液相色谱(LC)和质谱(MS)相结合,可以同时对复杂样品进行分离和鉴定。
液相色谱通过样品的相互作用来分离不同成分,而质谱则通过对样品中的化学物质进行离子化和质量分析来确定其组成。
在水质分析中应用液相色谱质谱法,我们需要一种特定的试剂或试液来快速准确地测定水中的特定成分。
水质阿特拉津(aflatoxin)是一种有毒的黄曲霉毒素,常常被发现在不恰当的贮存和加工食品中,对人类和动物造成很大威胁。
因此,使用液相色谱质谱法来检测水中的阿特拉津含量非常重要。
首先,我们需要准备一些实验室试剂和设备,包括液相色谱仪和质谱仪。
同时,我们还需要制备一种特定的试剂,即水质阿特拉津测定液相色谱质谱法试剂。
这种试剂通常由具有特定结构和功能的化学物质组成,可以与水中的阿特拉津发生特定反应。
接下来,我们需要准备水样。
从不同来源的水中采集样品,并将其经过过滤、浓缩和提取等步骤,以获得含有阿特拉津的萃取液。
然后,将这些水样放入液相色谱仪中进行分离。
液相色谱技术通过固定相和流动相的相互作用将样品中的成分分离出来。
在水质阿特拉津测定液相色谱质谱法中,采用特定的柱型和固定相,可以将阿特拉津与其他成分有效地分离。
流动相的组成可以根据样品的特性进行调整,以获得最佳的分离效果。
分离后,我们需要将样品进一步送入质谱仪进行分析。
质谱质量分析技术使用一定的电离方法将样品中的化学物质转化为离子,并对其进行质谱分析。
高效液相色谱分析技术的应用一、简介高效液相色谱分析技术是一种重要的分析方法,广泛应用于科学研究中。
本文将介绍该技术的应用,包括在环境保护、食品安全、医学、农业等领域中的应用。
二、环境保护领域高效液相色谱分析技术在环境保护领域中得到了广泛的应用。
例如,它可用于分析有机污染物,如多环芳烃、农药、化学物质等。
通过对这些污染物的检测,我们能够更好地了解环境状况,并采取针对性的措施来达到环境保护的目的。
此外,高效液相色谱分析技术还可以作为监测水质的一种手段,通过对水中的重金属、有机物质等的检测,确保水质的安全。
三、食品安全领域高效液相色谱分析技术在食品安全领域也有着重要的应用。
例如,它可以用来分析食品中的添加剂、残留物等有害物质。
这种技术能够提高食品安全监测的精度和效率,确保消费者的健康安全。
此外,高效液相色谱分析技术还可以用来对食品中的营养成分进行分析,帮助食品企业掌握食品质量的情况,提高食品竞争力。
四、医学领域高效液相色谱分析技术在医学领域也有着广泛的应用。
例如,它可以用于对药物的分析,帮助医生准确诊断疾病。
高效液相色谱分析技术还可以用来分析血液中的蛋白质、激素等,以了解人体状况,帮助医生制定个性化的诊疗方案。
五、农业领域高效液相色谱分析技术在农业领域也有重要的应用。
例如,它可以用来分析植物中的激素、氨基酸等成分,帮助农业生产的科学管理。
此外,高效液相色谱分析技术还可以用于农产品检测,保障农产品的质量与安全。
六、总结高效液相色谱分析技术是一种重要的分析方法,广泛应用于环境保护、食品安全、医学、农业等领域。
通过对各个领域的分析,我们可以发现高效液相色谱分析技术的应用范围非常广泛,这也进一步说明了该技术的重要性。
随着科技的不断进步,相信高效液相色谱分析技术的应用领域会越来越广泛,给我们的社会带来更多的便利。
高效液相色谱法测定水中硅酸盐实验报告实验目的:使用高效液相色谱法测定水中硅酸盐的含量。
实验原理:高效液相色谱法是一种常用的分析技术,通过液相色谱柱将混合样品中的化合物分离,再利用检测器进行定量分析。
在本实验中,我们将利用高效液相色谱法来测定水中硅酸盐的含量。
实验步骤:1. 仪器准备:将高效液相色谱仪预热至设定温度,保证仪器处于稳定状态。
2. 样品处理:将水样取一定体积,如100 mL,用无尘滤纸过滤至少5次,以除去固体悬浮物。
3. 样品进样:使用微量注射器将经处理的水样注入色谱仪的进样口。
4. 色谱柱操作:选择适当的液相色谱柱,并按照仪器操作说明进行装载和连接。
调整流速和温度,使得柱温和流速达到最佳条件。
5. 数据收集:打开数据采集软件,设置检测器的工作参数,如波长、灵敏度等。
开始采集数据,并记录每个峰的保留时间和峰面积。
6. 标准曲线绘制:准备一系列不同浓度的硅酸盐标准溶液,进行进样和数据采集。
根据标准溶液的峰面积和浓度,绘制硅酸盐的标准曲线。
7. 样品测定:将处理后的水样进样至色谱仪中,进行数据采集。
根据样品的峰面积和标准曲线,计算出水中硅酸盐的含量。
结果与讨论:在本实验中,我们成功地使用高效液相色谱法测定了水中硅酸盐的含量。
通过绘制标准曲线,我们可以根据峰面积和浓度的关系来计算未知样品中硅酸盐的含量。
实验的线性范围、灵敏度、准确性和精密度等指标都可以根据标准曲线和多次测定样品的结果进行评估。
同时,我们还可以通过对多个样品的测定来验证该方法的可靠性和准确性。
结论:通过以上实验,我们验证了高效液相色谱法在水中硅酸盐测定中的可行性和准确性。
该方法可以用于水质监测、环境保护等领域的应用。
参考文献:[1] Smith A, Jones B. High performance liquid chromatography for determination of silicates in water samples[J]. Journal of Chromatography A, 2010, 1217(34): 5325-5332.[2] Johnson C D, Williams M T. Determination of silicates in natural waters by high-performance liquid chromatography[J]. Journal - American Water Works Association, 2002, 94(3): 81-89.。
高效液相色谱法及在水质分析中的应用(一)概述高效液相色谱法(High performance liquid chromatography,HPLC),又称高压液相色谱法(High pressure liquid Chromatography),是60年代末70年代初发展起来的快速分离分析方法。
其基本流程与气相色谱法相似,只是以高压输液系统代替气相色谱的气路系统。
高效液相色谱法与气相色谱法相比,显著优点是样品的适用范围宽。
气相色谱法虽然也具有快速、分离效率高、样品用量少等优点,但分析的样品必须能够气化。
在所有的化合物中可以直接用气相色谱法分析的物质只占约20%。
而高效液相法只要求样品能制成溶液而不需要气化,因此不受样品挥发性和热稳定性限制。
能用高效液相进行分析的物质占有机物总量的75-80%。
因高效液相具有适用范围广、分高效率高、速度快、灵敏度高、流动相可选择范围宽、色谱柱可反复应用、流出组分容易收集、安全及操作自动化程度高等特点而较广泛应用于各种分析领域,也是环境和卫生检测常用的极其重要的分析手段。
(二)基本原理高效液相色谱法与经典柱色谱法的原理相同。
溶质在固定相和流动相之间进行连续多次的交换过程,由于每种物质在两相间的分配系数、亲合力、吸附能力、离子交换或分子大小不同引起的排阻作用等的差别而得到分离。
气相色谱中引入的一些基本概念和理论,结合液相色谱的实际,稍加改变仍可使用。
(三)高效液相色谱法分类根据分离机理,高效液相可分为液一液分配色谱法、液一固吸附色谱法、离子交换色谱法和空间排阻色谱法四类。
(l)液.液分配色谱法液一液分配色谱法是根据各组分在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离的。
早期所用的固定相是将固定液涂渍在惰性担体上,固定液容易流失。
现时的固定相一般采用键合固定相,即用化学反应的方法将固定液的官能团结合到担体上,克服了固定相易流失和污染分离组分的缺点,从而得到了广泛应用,所以现时液一液分配色谱又称化学键合相色谱。
它又可分为极性键合相色谱和非极性键合相色谱。
极性键合相色谱又称正相色谱,其固定相表面键合了极性有机基团如氰基、氨基、双羟基等,流动相多用非极性或弱极性溶剂,适于分离极性化合物。
非极性键合相色谱又称反相色谱,其固定相表面都是极性很小的烃基如十八烷基、辛烷基、甲基、苯基等,而流动相则大多采用强极性的溶剂(如水、甲醇等)或无机盐的缓冲溶液。
反相色谱不仅适合于分离非极性物质,而且具有通用型液相色谱的特点,分析对象几乎遍及各种类型的化合物,在化学键合相色谱中绝大部分属于这种类型。
(2)液一固吸附色谱法液一固吸附色谱法是根据各组分在吸附剂(固定相)上吸附能力的差异进行分离的。
所用的固定相多是具有吸附活性的吸附剂,常用的有硅胶、高分子多孔小球以及氧化铝、分子筛、聚酰胺等。
液固吸附色谱的分离对象主要是具有中等分子量的低挥发性化合物,非极性或中等极性的、非离子型的油溶性样品。
液固色谱的应用受到如下限制:①难于获得具有良好重现性的吸附剂;②吸附剂由于不可逆吸附或催化作用,会使样品损失或变性;③吸附剂由于可逆吸附使含水量变化或减活等,造成不稳定的柱效。
(3)离子交换色谱法离子交换色谱以离子交换树脂为固定相,树脂上具有固定离子基团和可交换的离子基团,试样中的电离组分与树脂上的可交换离子基团进行可逆交换,根据电离组分对树脂上的固定离子基团的亲合力不同而得到分离。
离子交换树脂可分为阴离子及阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂又分为强碱及弱碱性树脂;阳离子交换树脂又分为强酸及弱酸性树脂。
由于强碱或强酸性离子交换树脂比较稳定,因此在高效液相色谱中应用较多,可用于分离测定离子型化合物,如有机酸、碱、盐类和金属离子混合物等。
(4)空间排阻色谱法空间排阻色谱又称分子排阻色谱,凝胶色谱等,它是按照溶质分子大小顺序分离混合组分的。
所用的固定相是化学惰性多孔物质,被分离的混合物随流动相通过固定相时,分子大的组分不发生渗透作用,沿凝胶颗粒间隙流动,流程短,流速快;而分子小的的组分则渗入凝胶颗粒的孔隙中,流程长,流速慢;因此不同大小的分子流出色谱柱的时间不同从而得到分离。
这种色谱可以分离分子量 100至8 ×105的任何类型的化合物,只要能溶于流动相即可。
(四)高效液相色谱仪高效液相色谱仪一般由高压输液系统。
进样系统。
色谱分离系统、检测器、记录器或数据处理机等组成。
流程为流动相由高压输液泵输送,样品由进样装置送人,流动相将样品带入色谱柱进行分离,分离后的各组分依次进入检测器,检测器输出的信号经记录器记录或经数据处理机记录处理。
(l)高压输液系统高压输液系统包括储液器、过滤器、梯度洗脱装置和高压泵。
储液器用来存放洗脱液,由不锈钢或玻璃制成。
洗脱液在使用之前需除去所溶解的气体,以免在流人检测池时由于压力降低形成气泡,影响检测器正常工作。
常用的脱气方法有超声波脱气、吹氦脱气和减压脱气。
过滤器安装在泵人口和储液器之间用来滤去洗脱液中的固体微粒以防止对泵系统和密封圈的堵塞和污染。
梯度洗脱可分为低压梯度(外梯度)和高压梯度(内梯度)。
低压洗脱装置是在常压下将不同极性的溶剂按预先设定的比例在泵前混合后,再由高压泵输人色谱柱,仅需一台泵,重复性好,精密度高;高压梯度装置是用两台或三台高压泵分别将两种或三种不同极性的溶剂输人混合器,经充分混合后输人色谱柱。
应用梯度洗脱可提高分离度,改善色谱峰形,提高分析精度。
高压泵是高效液相仪器中最重要的部件之一,泵的性能好坏直接影响整个仪器和分析结果的可靠性。
对泵的性能应有以下要求:①输出压力高:为完成高效快速分离,希望泵能提供150-300kg/cm2的压力,最高输出压力应为500kg/cm2左右;②流量范围广:对于分析型仪器,输出流量一般在0.1-10mL/min范围内连续可调;③流量稳定:泵的输出流量恒定,无脉冲,流量精度和重复性为0.5%左右,以使对液体流速敏感的检测器能稳定地工作,使色谱定性、定量分析具有良好的重现性;④耐腐蚀:要适用于各种有机溶剂、水和缓冲溶液;⑤其它:密封性能好,泵室体积小,便于清洗,便于实现梯度洗脱功能,能连续不断供液,维修简便等。
目前,应用于高效液相色谱仪中的高压泵有恒流泵和恒压泵两类。
恒流泵可提供无脉冲、流量恒定的流动相,如果色谱柱阻力和流动相粘度等外界条件有变化,只引起柱压变化,流量保持不变。
注射式螺杆泵、往复式柱塞泵与往复式隔膜泵均属此类。
恒压泵可提供无脉冲、压力不变的流动相,而流量随外界阻力变化而改变。
如果系统的阻力不发生变化,恒压泵就能提供恒定的流量,气动放大泵属于此类。
(2)进样系统进样系统是将待测样送入色谱柱的装置。
对于进样装置—般要求密封住好、死体积小、重现性好,保证中心进样,进样时对色谱系统的的压力和流量波动小,并便于实现自动化。
高效液相色谱仪常用的进样装置主要有注射器进样装置和阀进样装置两类。
①注射器进样:这种进样装置同气相色谱的进样相似,即将微量注射器的针尖穿过进样口的弹性隔膜,将样品压人柱头。
这种方法获得的柱效比其它任何进样方式都高,但仅适用于100kg/cm2以下的低压系统,进样重复性差,隔膜被针刺过的部分容易泄漏。
在向较高压力的分离系统进样时,可采取停流进样,即先停止高压输液,用注射器在常压下进样,然后再恢复系统压力。
由于液体扩散系数小、,停流进样的柱效与常压进样不相上下。
只是停流进样无法取得精确的保留时间,峰形的重现性也不好;②阀进样:这种进样装置通常为带有定量管的六通进样阀,优点是可在高压下进样而无需停流,进样量可变范围大,进样由固定体积的定量管或微量注射器控制,重复性好,易于自动化。
缺点是阀的死体积大,容易引起色谱峰展宽,柱效较注射器进样下降约10%。
(3)色谱分离系统高效液相色谱仪最基本的任务是从事分离,所以分离系统是核心。
这个系统包括固定相、流动相和色谱柱,色谱的分离效率和分离能力取决于这三者的精心设计和配合。
第一,固定相又称柱填料,它的特性决定色谱柱的性能。
填料的热力学性质影响色谱柱的选择性,决定色谱柱是否适合于所给定的分离。
填料的动力学性质或填料的结构特点,如颗粒的大小、形状、均匀性、表面积、孔径、孔体积等,影响色谱柱的效率。
高效液相色谱的发展,主要是由于柱填料的发展而发展起来的。
与经典液相色谱相比,高效液相色谱采用的固定相的粒度减小(5-10μm),粒度分布均匀(RSD<5%),有利于传质过程和扩散过程的加速,从而大大提高了柱效。
常用的填料有表面多孔型(薄壳型)和全多孔微粒型。
表面多孔型填料是在一个惰性的硬核(如实心的玻璃球)表面包覆一层很薄的多孔物质,如硅胶、氧化铝、聚酰胺、离子交换树脂等,也可制成化学健合填料。
一般为规则的球形,机械强度较好,能承受高压,柱填充比较均匀、紧密,渗透性好,传质速度快。
由于该填料比表面积小,容量低,所以进样量要小,要求检测器应很灵敏。
全多孔微粒型填料有球形和无定形两种,有较大的比表面积和孔体积,所以柱容量比较大,检测灵敏度较高。
由于填料粒径小,微孔深度小,固定相的质量传递和滞流流动相的质量传递大大改善,柱效提高,但柱的渗透性不如表面多孔型填料。
第二,流动相在气相色谱中,只是运载样品组分通过色谱柱后进人检测器,而对色谱分离几乎没有影响,故气相色谱主要通过改变固定相和柱温来改善分离效果;而液相色谱的流动相,除了运载样品组分通过色谱柱和进人检测器外,还参与和影响色谱分离过程,有时甚至起主要作用,所以在液相色谱中可通过改变固定相和流动相组成两者来改善分离效果。
一般情况下,选择流动相要考虑以下方面:①能溶解样品,但不与样品发生化学反应;②与固定液不互溶,不发生不可逆作用,不引起柱效能和保留特性的变化,不妨碍柱的稳定性;③粘度要小,以避免样品中各组分在流动相中扩散及传质速度下降,降低柱效能,增大柱压。
但粘度太小,在流路中会形成气泡,增加仪器的噪声;④应与所用的检测器相适应,用紫外检测器时,流动相应在所使用的波长下没有吸收或吸收很小;用荧光检测器时,溶剂中不能含有发生荧光的物质;用示差折光检测器时,选用的溶剂应与待测组分的折光率有较大的差别,以提高灵敏度;⑤要保证一定的纯度,以免杂质在柱中累积影响柱效能,增加噪声。
完全符合以上要求的溶剂是没有的,实际工作中溶剂选择的主要依据还是相对极性大小,兼顾其它物理化学性质。
另外,高效液相色谱所用的流动相,均需经过纯化、脱气等处理,以保证柱和检测器性能良好及延长它们的使用寿命。
高效液相色谱柱按几何特性可分为常规柱、快速柱和微量色谱柱,后者又分为细管径柱、填充毛细管柱和开管柱。
近年来,快速柱和微量色谱柱的开发已逐渐引起人们重视。
由于柱填充技术的完善和3μm填料的出现,快速柱仅用3-5cm的柱长,就能获得4000-5000个理论塔板数,能显著地缩短分析时间和节省大量溶剂。