作者:依利特 來源:液相售后 2025-09-22 13:27:55
要入門液相色譜儀,先吃透這些基礎內容,不管是理解原理還是后續(xù)操作,都能少走很多彎路。
一、核心定義:什么是液相色譜儀?
液相色譜儀,簡單說就是靠 “液相分離 + 分析” 技術工作的儀器。它直觀的特點是用液體當 “流動相”,而起到固定作用的 “固定相” 形式很靈活 —— 像我們常見的濾紙、薄層板,或是填充床,都能派上用場。其實在色譜技術慢慢發(fā)展的這些年里,為了把不同方法區(qū)分開,大家習慣根據固定相的形式給它們起名,比如用濾紙的叫紙色譜,用薄層板的叫薄層色譜,用填充床柱子的就是柱液相色譜。日常實驗中,柱液相色譜因為分離效率高、適用范圍廣,是常接觸的類型,我們平時說的 “液相色譜分析”,大多也指這類。
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二、系統(tǒng)組成:核心部件及作用
一套完整的液相色譜系統(tǒng),通常會包含儲液器、泵、進樣器、色譜柱、檢測器和記錄儀這幾個核心部分。這幾個部件各司其職,少了任何一個都沒法正常工作:儲液器是流動相的 “存放站”,得保證流動相干凈無雜質;高壓泵是系統(tǒng)的 “動力心臟”,能穩(wěn)定輸出壓力,讓流動相勻速流過整個管路;進樣器相當于 “樣品入口”,能精準把少量樣品注入流動相;色譜柱是 “分離核心”,所有樣品組分的分離都在這里完成;檢測器是 “信號捕捉器”,能實時識別流出來的組分;記錄儀則是 “結果呈現器”,把檢測器的信號變成能看懂的圖譜。
實際工作時,儲液器里的流動相,會靠高壓泵穩(wěn)穩(wěn)地輸送到整個系統(tǒng)中;我們要分析的樣品溶液,通過進樣器注入流動相后,就會跟著流動相一起進入色譜柱 —— 也就是固定相所在的地方。這里有個關鍵的分離原理:樣品里的每一種組分,在流動相和固定相里的 “分配系數” 都不一樣。所謂 “分配系數”,可以理解成組分在兩相之間的 “喜好程度”—— 有的組分更 “喜歡” 固定相,就會多在固定相里停留;有的更 “喜歡” 流動相,就會跟著流動相快速前進。
表1.液相色譜常見類型及適用場景
表2.液相色譜系統(tǒng)核心部件及作用
三、工作原理:從進樣到出結果的全過程
所以當它們順著柱子移動時,會不斷在兩相之間反復 “吸附” 又 “解吸”,這個過程重復很多次后,不同組分的移動速度就會拉開明顯差距,后就能一個個分開,順著柱子依次流出來。等這些分開的組分經過檢測器時,樣品濃度會被轉換成電信號,傳遞到記錄儀上,終以清晰的圖譜形式呈現出來。簡單總結下就是:樣品溶在流動相里進入色譜柱,經過固定相(也就是柱子里的填料)時,因為被吸附的程度不同,所以各種組分流出柱子的先后順序也就不一樣了。我們后續(xù)分析圖譜時,就是通過 “流出順序”(出峰時間)和 “峰的大小”(峰面積),來判斷樣品里有哪些組分、每種組分含量多少。
液相色譜儀工作全流程圖
四、常見分離模式:反相色譜
在大家常用的反相色譜里,固定相的極性是比流動相小的 —— 比如固定相常用硅膠烷烴填料,流動相則多是乙腈、甲醇這類溶液。這是反相色譜核心的特點,也是它能分離大多數樣品的關鍵。這種情況下,樣品里的組分就會 “按極性排隊” 流出:極性小的組分,和固定相(極性也?。┑奈搅鼜?,就像 “好朋友互相吸引”,會在柱子里多待一會兒,所以要更晚才能從色譜柱里流出來,反映在譜圖上,就是出峰時間比較靠后;而極性大的組分,和固定相吸附力弱,更愿意跟著極性大的流動相走,所以會早早流出色譜柱,出峰時間靠前。比如分析中藥里的成分時,很多極性小的有效成分,就會在反相色譜中晚出峰,我們也能通過調整流動相的極性,來改變組分的出峰時間,讓分離效果更好。
反相色譜分離邏輯
下面再和大家分享一些液相色譜儀的常見知識,方便日常使用參考:
超高速分析
現在不少液相色譜儀的耐壓水平能達到 140MPa,這可不是隨便的參數 —— 有了這個能力,才能真正實現超高速分離。以前耐壓低的時候,流動相流速不能太快,不然壓力會超標,分離時間就得拉長;現在耐壓上去了,流速可以適當提高,原本要 1 小時的分析,可能 20 分鐘就能完成,大大節(jié)省了時間。而且因為系統(tǒng)耐壓能力變強了,就算是一些可能讓壓力升高的流動相(比如含鹽量稍高的水相),也能放心使用,這樣一來,我們能選擇的分析方法就更多了,尤其在檢測成分復雜的樣品(比如食品里的多種添加劑、環(huán)境水樣里的微量污染物),或是開發(fā)新的分析方法時,能幫上不少忙。
高分辨分析
要實現高分辨分析,離不開儀器各部分的優(yōu)化:a. 新開發(fā)的色譜柱,理論塔板數能達到 50000 以上,耐壓也能到 140MPa,有了這樣的柱子,才能真正做到高分辨分析。“理論塔板數” 是衡量柱子分離能力的關鍵指標,數值越高,分離效果越好,就算是兩種性質很接近的組分(比如結構相似的同分異構體),也能清晰分開;b. 新型的二元泵,配備了沖程可變的獨立柱塞,除了用了日立特有的 LBT*1 技術,還自帶低容量雙螺紋混合器,這兩個設計加起來,能明顯提升送液的混合效果,讓流動相的比例更精準、輸送更穩(wěn)定。流動相混合不均勻的話,會導致基線漂移,影響檢測結果,穩(wěn)定的送液能讓譜圖更平穩(wěn),數據更可靠;c. 儀器用的是 10mm 全反射型毛細管流通池,這種流通池能有效減少柱外擴散的影響。“柱外擴散” 就是組分在離開色譜柱后,還沒到檢測器就提前擴散開,導致峰變寬、分離度下降,而這種流通池能大限度避免這個問題,這樣后得到的分離分辨率自然就更高了。
高靈敏度分析
對于需要檢測微量物質的場景(比如藥品里的微量雜質、血液里的痕量激素),高靈敏度就很關鍵了:a. 二極管陣列檢測器搭配了 65mm 流通池,靈敏度特別高,面對痕量物質檢測時,表現很出色。流通池的長度會影響檢測靈敏度,65mm 的長度能讓組分在檢測器里停留更久,信號更強,就算是含量極低的組分,也能被準確捕捉到;b. 它的新型光學系統(tǒng)做了優(yōu)化,能有效降低噪聲和信號漂移,這樣就算是高靈敏度分析,結果也能保持可靠。噪聲大會讓基線波動,容易誤判 “有沒有組分”,信號漂移則會影響峰面積的準確性,優(yōu)化后的光學系統(tǒng)能讓檢測更穩(wěn)定,數據誤差更?。籧. 自動進樣器提供了好幾種清洗模式,而且還標配了進樣口反沖功能,能大大降低樣品殘留的風險,避免影響下一次檢測。如果進樣器有殘留,上一個樣品的組分可能會混入下一個樣品的檢測中,導致 “假陽性” 結果,多模式清洗和反沖功能,能把殘留控制在極低的水平,保證每次檢測的獨立性。
使用注意事項
后再提醒大家?guī)讉€使用時的注意點,能更好地保護儀器、保證檢測效果:
流動相一定要用色譜純級別的,要是用到水相,建議選 20MΩ 以上的去離子水。普通試劑里的雜質會污染色譜柱和檢測器,還會在譜圖上出現雜峰,干擾分析;20MΩ 以上的去離子水能避免水中的離子堵塞柱子或影響檢測信號,比如水中的鈣、鎂離子可能會和流動相里的成分反應,產生沉淀;
流動相脫氣后,別劇烈晃動,不然容易產生氣泡,影響后續(xù)操作。氣泡進入管路后,會導致壓力不穩(wěn)定,還可能在檢測器里產生 “假峰”,甚至損壞高壓泵,所以脫氣后要輕輕轉移、平穩(wěn)放置;
色譜柱比較脆弱,大家初次建立分析方法時,建議先不接色譜柱,先把實驗條件摸索好,再連接柱子正式檢測。新方法的流動相比例、流速可能不合適,直接接柱子容易讓柱子承受過大壓力,或被雜質污染,先 “空載” 摸索條件,能減少對柱子的損傷;
所有要流過色譜柱的液體,都必須經過嚴格過濾(通常用 0.22μm 或 0.45μm 的濾膜),防止雜質堵塞柱子。色譜柱里的填料顆粒很細,一旦有固體雜質進去,就會卡在填料間隙里,導致柱壓升高、分離效果下降,嚴重時柱子會直接報廢;
系統(tǒng)壓力別調得太高,建議控制在 2000psi(大概 13.79 MPa)以內,這樣能更好地保護色譜柱和整個儀器系統(tǒng),延長使用壽命。壓力過高會讓色譜柱的填料顆粒受壓變形,還會損壞高壓泵的密封件,增加儀器故障的概率,日常使用中要多觀察壓力變化,發(fā)現壓力異常及時停機檢查。 文章內容不變,結構化明顯,方便客戶閱讀
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