高效液相色谱法－仪器.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,二 仪 器,高效液相色谱仪可分为,分析型,整机型,凝胶色谱仪,离子色谱仪,制备型,组合型,氨基酸分析仪,工业用高效液相色谱系统,常见的高效液相色谱仪,高效液相色谱仪和气相色谱仪的流程基本相同。从构成仪器功能块可分为五大系统：,流动相供给和输送系统、进样器、分离柱、检测器、数据处理系统,。,输液系统,进样器,分离柱,检测器,数据处理系统,1.高压输液系统,溶剂贮存器,过滤器,脱气装置,高压泵,阻尼器,梯度洗脱装置,溶剂贮存器,材料：耐腐蚀，玻璃、不锈钢、氟塑料等,容积：分析型0.5-2升,放置：高于泵体，保持一定的静压差,密闭：防止溶剂挥发、空气重新溶解,过滤器,脱气装置,流动相进入高压泵前必须脱气，否则容易在系统的低压部分放出气泡，影响,高压泵,工作，,色谱柱,的分离效率和,检测器,的稳定，使固定相或样品发生,化学反应,。,脱气方法：,减压,：可能影响流动相组成,吹氦,：简单方便，氦气贵,超声,：方便，普遍使用,脱气效率,高压泵,要求：,泵体材料能耐化学腐蚀。,能在高压下连续工作。通常要求耐压4050,MPa,cm,-2,。,输出流量范围宽。一般为0.110,mL,/min。,输出流量稳定，重复性高。流量控制的精密度应小于1%。,高压泵的种类,恒压泵,：,又称气动放大泵，是输出恒定压力的泵。目前这种泵只用于装填色谱柱。,恒流泵,恒流泵可输出恒定体积流量的流动相。,恒流泵又分为,注射型泵,（注射式螺旋泵）和,往复式泵,。,注射型泵,工作原理,：,用一台步进电机驱动注射泵的活塞把液流从泵腔中挤出，泵腔体积较大（250500,mL,），,密封性好的活塞把泵腔中的液体等速流出。,优点,：,在高输出压力下给出精确无脉动、可重现的流量,缺点,：,泵液缸容积有限，每次流动相输完后需重新吸入，当流量较大时不利于连续工作,对活塞和液缸的密封要求高、更换溶液不方便、价格昂贵,主要用于微柱液相色谱或超临界流体色谱仪,往复型泵,工作原理,电机带动凸轮转动，凸轮驱动一活塞杆作往复运动，通过单向阀的开启和关闭，定期将贮存在液缸里（0.1-0.5,ml）,的液体以高压连续输出,优点,可在高压下连续以恒定的流量输液,液缸容积很小，只有几十至几百微升，其柱塞尺寸小易于密封，柱塞、单向阀的阀球和阀座使用人造红宝石材料，造价低，更换溶剂方便，特别适用于梯度洗脱,缺点,：,输出的流量存在脉动,往复式恒流柱塞泵,阻尼器,梯度淋洗装置,梯度洗脱,指采用两种（或多种）不同极性的溶剂，在分离过程中按一定程序连续变化流动相组成比和极性的一种洗脱模式，使每个流出的组分都有合适的容量因子，样品中的所有组分可在最短的分析时间、以合适的分离度获得圆满地选择性地分离。对于复杂混合物，特别是保留性能相差较大的混合物的分离梯度洗脱是一种极为重要的手段。梯度洗脱装置可分为,高压梯度,或,低压梯度,两种模式。,高压梯度,采用两台或两台以上的高压泵按比例控制流量输出溶剂直接混合成流动相相进行洗脱。,低压梯度,几种不同的溶剂由比例阀控制各个溶剂进入低压混合室的量，混合后由高压泵输入进入色谱系统进行洗脱。,梯度洗脱与定度洗脱,梯度速度,梯度曲线,注意问题,溶剂的互溶性,溶剂纯度,混合溶剂的粘度,脱气,溶剂纯度,2.进样系统,进样系统包括进样口、注射器和进样阀等，它的作用是把分析试样有效地送入色谱柱上进行分离。,高效液相色谱仪采用阀进样方式。分手动进样和自动进样。,手动进样,开始分析,废液,样品,淋洗液,至分离柱,进样阀,样品,装样,废液,淋洗液,至分离柱,定量环进样,（）,（）,样品环,自动进样器,3,.,分离系统,分离系统包括色谱柱、恒温器和连接管等部件。色谱柱一般用内部抛光的不锈钢制成。其内径为2 6,mm，,柱长为10 50,cm，,柱形多为直形，内部充满微粒固定相。柱温一般为室温或接近室温。,色谱柱是色谱仪的起分离作用的关键部件，其核心是优质的色谱填料。进行特定的色谱分离工作的首要要准备性能良好的色谱柱，即选择在确定的分离条件下分离效率高和分析时间短的色谱柱,。,色谱柱,柱结构,柱材料与柱规格,柱维护与保养,柱性能检测,保护柱,柱结构,柱材料,柱材料最常用316#和314#不锈钢,但有时也采用工程塑料、氟塑料和内衬玻璃不锈钢管等特殊材料。筛板一般采用耐化学腐蚀的烧结不锈钢制成，孔径应小于填料粒度。连接进样阀和色谱柱以及色谱柱与检测器的导管通常采用内径为0.13,mm,的窄心管,柱规格,死体积,输送,分离,检测,进样,泵,进样阀,柱,淋洗液,显,色,剂,反,应,管,排放,加,压,Fe,3+,Cu,2+,Ni,2+,Zn,2+,Co,2+,Mn,2+,Fe,2+,Cd,2+,UV/VIS,检测,器,记录,柱温控制,在高效液相色谱分析中，温度的影响往往容易被忽略，现随分析样品复杂性和多样性的不断出现；人们对分析结果准确度和精密度的要求不断提高，柱温的控制日益受到人们的重视。在以下几种情况需精确控制柱温：,在一些法定标准分析方法中，要求保留时间具有再现性。,必须通过改变柱温来提高分离效率。,对高分子化合物或粘度大的样品，分析时柱温必须高于室温，,对一些具有生物活性的生物分子，要求分析时柱温应低于室温,对某些组成复杂的样品，在单一色谱柱不能实现完全分离，要使用二维色谱技术，利用柱切换，使两根色谱柱在不同柱温下操作以实现多组分的完全分离。,一个理想的,HPLC,柱温控制系统，如,HP1100,高效液相色谱仪可以实现从低于室温10至80柱温的精确控制。对凝胶渗透色谱仪其柱温可从室温至150实现精确控温。,柱维护与保养,避免压力和温度的急剧变化及机械震动,使用适宜的流动相（尤其是,pH),避免将复杂样品直接进样,经常用强溶剂冲洗色谱柱,保存时将柱内充满合适液体，拧紧柱接头，绝对禁止将缓冲溶液留在柱内过夜,柱性能检测,柱效：理论塔板高度,峰对称性：峰不对称因子：应小于或等于1.2,B(10%h),Af,=,A(10%h),保护柱,保护柱：在分析柱入口端加,550,mm,与分析柱固定相相同的短柱，吸留过滤流动相及样品中的有害组分，可经常更换，起到保护延长分析柱的作用，,加保护柱虽然柱效有所损失，但在经济和实用方面是有益的。,保护柱使用要点,选用与分析柱同样种类但粒度大的填料,不同厂家的产品存在差异，尽量使分析柱和保护柱的填料来自于同一厂家,保护柱与分析柱之间的距离尽量短,保护柱只是保护分析柱，不能取代样品处理,定期更换保护柱,保护柱不能重复使用，分析柱，尤其是反相柱需要定期清洗,何时更换保护柱,压力增高,柱效降低、分辨率降低，对称性变差,基线漂移、出现鬼峰、双峰等,4.检测器,检测器是色谱仪的眼睛，装在色谱柱的出口用于连续检测流出液的样品组分。检测器实际上是一种换能装置,即将流动相中组分含量的变化,转变成可测量的电信号(通常是电压),然后输入记录器。从原理分析，任何一种分析鉴定方法都可能色谱检测器。对检测器的要求是：,灵敏度高，重复性好、线性范围宽、死体积小以及对温度和流量的变化不敏感等。,检测器,紫外检测器,示差折射检测器,荧光检测器,电化学检测器,紫外检测器,紫外吸收检测器,其检测原理和,UV-Vis,方法一样。只是，此时所采用的吸收池为微量吸收池，通常其光程为,2-10,mm,体积约为,110,L,。,具有灵敏度高，线性范围宽，对流速和温度不敏感等特点，它是液相色谱最常用的检测器。,HPLC,分析中，约有,80%,的物质可以用紫外吸收检测器检测。,。,在实际工作，紫外检测的主要参数是选择检测波长，它应考虑溶质和流动相的吸收特性，,在选择测量波长时注意：溶剂必须能让所选择的光透过，即所选波长不能小于溶剂的最低使用波长,固定波长型,可变波长型,二极管阵列,固定波长型,结构紧凑,造价底,操作维修方便,灵敏度高,适用于梯度洗脱,可变波长型,紫外可见分光,选择性大,二极管阵列,同时检测全波长的信号定量的同时也可光谱定性,波长,可的松,氟美松,皮质酮,快速扫描光电二极管阵列（,PDA）,检测所获得的三维色谱-光谱图,示差折射检测器,示差折射检测器是通过连续监测参比池和测量池中溶液的折射率之差来测定溶质浓度。由于折射率是物质的通用性质，示差折射检测器是一种通用型的整体性质检测器,原理：利用两束相同角度的光照射溶剂相和样品+溶剂相，利用二者对光的折射率不同，其中一束（通常是通过样品+溶剂相）光因为发生偏转造成两束光的强度差发生变化，将此差示信号放大并记录，该信号代表样品的浓度。,为通用型检测器，灵敏度为,10,-7,g/mL,。,但对温度变化敏感(0.00,X,），,且不适于梯度淋洗。,光源,调零,光学零,参比,样品,平面镜,透镜,光电转换,记录仪,放大器,遮光板,荧光检测器,荧光检测器是一种很灵敏的,有选择性的检测器,其灵敏度比,UV,高,101000,倍,一般可测,ppb,级的化合物。它用于检测物质本身具有荧光或为了提高灵敏度将无荧光的物质衍生成荧光体。可用荧光检测的物质：如某些代谢物、食品、药物、氨基酸、多肽、胺类、维生素、石油高沸点馏分、生物碱和甾族化合物等。,电化学检测器,对于具有电活性的物质,在液相色谱中可采用电化学检测器检测。它包括电导库仑、安培、极谱、电位和光电导等形式,其中,用得最多和最成功的是安培检测器,安培检测器,由恒电位仪和一薄层反应池（体积为,15,L,）,组成。如图。,该检测器是利用待测物流入反应池时在工作电极表面发生氧化或还原反应，两电极间就有电流通过，此电流大小与待测物浓度成正比。,采用安培检测器时，流动相必须含有电解质，且呈化学隋性。它最适于与反相色谱匹配。但此检测器只能检测具有电活性的物质。,液相色谱常用检测器的一般性质,检测器,选择性,梯度洗脱,线性范围,检测限(,g/ml),敏感性,对流速,对温度,紫外,紫外吸收,可以,10,5,2,10,10,不敏感,低,示差,通用型,不行,10,4,2,10,7,不敏感,10,4,荧光,发荧光物质,可以,10,3,10,11,不敏感,低,电化学,电活性,不行,10,6,10,12,敏感,1.5%,色谱数据处理和色谱工作站,早期的色谱仪采用记录仪，通常是一种电子电位差计来记录色谱图。由色谱图量取两个最重要的色谱参数：保留值和峰面积。由于色谱分析的特殊性和电子技术的迅速发展，目前色谱分析普遍使用色谱数据处理机获得色谱信息。大多数色谱数据处理装置是由数字电子积分仪和微处理机系统组成。通过,ADC,转换器,把模拟信号转换成数字信号,然后再把峰持续时间内的数值贮存起来进行计算,最后打印出分析报告。,