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高效液相色谱仪的结构与功能及工作原理

* 来源: 无锡赛那尔 * 作者: sainaer * 发表时间: 2022-04-11 9:40:03




一、结构及功能 

HPLC仪一般由溶剂输送系统、进样系统、分离系统(色谱柱)、检测系统和数据处理与记录系统组成,具体包括储液器、输液泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪或数据工作站等几部分。其中输液泵、色谱柱和检测器是HPLC仪的关键部分。


1、溶剂输送系统

储液器:用来贮存数量足够、符合要求的流动相。配有溶剂过滤器,以防止流动相中的颗粒进入泵内。

脱气器:脱气的目的是为了防止流动相从色谱柱内流出时释放出气泡进入检测器,从而引起噪声,不能正常检测。

输液泵:将储液器中的流动相连续不断地以高压形式进入液路系统,使样品在色谱柱中完成分离过程。

梯度洗脱装置:是在分离过程中通过逐渐改变流动相的组成增加洗脱能力的一种装置。


2、进样系统

进样器:是将样品送入色谱柱的装置,进样方式可以分为两种:阀进样或自动进样。比较常用的是采用自动进样器装样。


3、分离系统

色谱柱:对样品进行分离,是整个色谱系统的心脏,它的质量优劣直接影响到分离的效果。


4、检测系统

检测器:将色谱柱连续流出的样品组分转变成易于测量的电信号,被数据系统接收,得到样品分离的色谱图。


5、数据处理和记录系统

对色谱数据进行处理,并参与HPLC仪器的自动控制。


二、工作原理

储液器中的流动相被高压泵打入检测系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入色谱柱(固定相)内,由于样本溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数,在两相中作相对运动时,经过反复多次的“吸附-解吸”的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别,被分离成单个组分依次从柱内流出,通过检测器时,样本浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式输出检测结果。


根据分离机制的不同,HPLC原理可分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法(正相与反相)、离子交换色谱法及分子排阻色谱法。


1、液固吸附色谱法

液固吸附色谱法中,固定相为固体吸附剂,根据各组分吸附能力差异而使组分得以分离。常用的吸附剂为硅胶或氧化铝,大多数用于非离子型化合物。吸附色谱固定相可以分为极性和非极性两大类。对流动相的要求为:

1) 选用的溶剂应当与固定相互不相溶,并能保持色谱柱的稳定性。

2) 选用的溶剂应有高纯度,以防所含微量杂质在柱中积累,引起柱性能的改变。

3) 选用的溶剂性能应与所使用的检测器相匹配,如果使用紫外吸收检测器,就不能选用在检测波长下有紫外吸收的溶剂;若使用示差折光检测器,就不能用梯度洗脱。

4) 选用的溶剂应对样品有足够的溶解能力,以提高测定的灵敏度。

5) 选用的溶剂应具有低的黏度和适当低的沸点。

6) 应尽量避免使用具有显著毒性的溶剂,以保证工作人员的安全。

液固色谱法是以表面吸附性能力为依据的,所以它常用于分离极性不同的化合物,也能分离那些具有相同极性基团,但数量不同的样品。


2、液液分配色谱法

固定相为液体,根据被分离的组分在流动相和固定相中的溶解度不同而分离。依固定相和流动相的极性不同可分为正相色谱法和反相色谱法。正相色谱法采用极性固定相,流动相为相对非极性的疏水性溶剂,常用于分离中等极性和极性较强的化合物;反相色谱法一般用非极性固定相,流动相为水或缓冲溶液,适用于分离非极性和极性较弱的化合物。其中,反相色谱应用。


3、离子交换色谱法

固定相是离子交换树脂。树脂上可电离离子与流动相中具有相同电荷的离子及被测组分的离子进行交换,根据各离子与离子交换基团具有不同的电荷吸引力而分离。


4、分子排阻色谱法

分子排阻色谱法又称凝胶色谱法,它是按照分子尺寸大小顺序进行分离的一种色谱方法。分子排阻色谱法的固定相凝胶是一种多孔性的聚合材料,有一定的形状和稳定性,利用分子筛对分子量大小不同的各组分排阻能力的差异而完成分离。根据所用流动相的不同,凝胶色谱法可以分为两类:即用水溶剂做流动相的凝胶过滤色谱法(GFC)与用有机溶剂如四氢呋喃做流动相的凝胶渗透色谱法(GPC)。




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