液相色譜仪工作原理.docVIP

液相色谱仪工作原理 一、液相色谱仪－高压输液系统 输液系统由贮液罐、过滤器、梯度洗脱装置、高压输液泵、脱气装置等组成。高压泵是高效液相色谱仪最重要的部件之一。由于高效液相色谱仪所用色谱柱直径细，固定相粒度小，流动相阻力大，因此，必须借助于高压泵使流动相以较快的速度流过色谱这。高压泵需要满足以下条件：能提供150－450kg/cm2的压强；流速稳定，流量可以调节；耐腐蚀。目前所用的高压泵有机械泵和气动放大泵两种。梯度淋洗装置可以将两种或两种以上的不同极性溶剂，按一定程序连续改变组成，以达到提高分离效果，缩短分离时间的目的。梯度淋洗的作用与气相色谱中的程序升温装置类似。 （一）贮液罐 贮液罐为不锈钢、玻璃或氟塑料制成的容器，容量为1到2 L，用来贮存足够数量、符合要求的流动相。贮液罐可以是一个普通的溶剂瓶，也可以是一个专门设计的储液器。储液器往往和泵通过管路构成循环系统以便除去溶剂中的气体。现多数使用溶剂瓶，一般采用耐腐蚀的玻璃瓶或聚四氟乙烯瓶。贮液罐的放置位置要高于泵体，以保持输液静压差，使用过程应密闭，以防止因蒸发引起流动相组成改变，还可防止气体进入。 （二）高压输液泵 气相色谱由高压钢瓶直接提供动力，高压输液泵是高效液相色谱仪中关键部件之一，是流动相的动力源。高压输液泵功能是将溶剂贮存器中的流动相以高压形式连续不断地送入液路系统，使样品在色谱柱中完成分离过程。液相色谱为了获得高柱效，所用色谱柱径较细，所填固定相粒度很小，因此，对流动相的阻力较大，为了使流动相能较快地流过色谱柱，就需要高压输液泵。 1.对高压输液泵的要求 （1）能在高压下连续工作，一般要求耐压40～50MPa·cm2，能在8～24 h连续工作。 （2）输出流量范围宽：分析型填充柱在0.1～-10mL/min内连续调节，制备型填充柱要求在100mL以上。 （3）输出流量稳定，要求无脉冲，流量精度和重复性为0.5%左右。 （4）耐腐蚀，能适合各种有机溶剂、水和缓冲溶液。 （5）密封性好。泵体易于清洗和维修。 高压输液泵，按其性质可分为恒压泵和恒流泵两大类。 恒压泵是保持输出压力恒定，而流量随外界阻力变化而变化，如果系统阻力不发生变化，恒压泵就能提供恒定的流量。 2．泵的类型 高压输液泵主要有恒压泵和恒流泵两类，常使用恒流泵。恒流泵又称机械泵，主要有机械注射泵与机械往复泵两类。 恒流泵特点是在一定操作条件下，输出流量保持恒定，其流量与流动相粘度和色谱柱引起阻力变化无关；恒压泵是指输出压力恒定，但其流量随色谱系统阻力而变化，故保留时间的重现性差。如果系统阻力不发生变化，恒压泵就能提供恒定的流量。 恒压泵和恒流泵各有优缺点。 （1）恒压泵 A：气动泵 直接式，简单，但高压气体可溶解于溶剂中，当溶剂进入检测器时会放出气体影响检测。 图8-7 气动泵 B：气动放大泵 泵出口压力在系统中是恒定的，流速由柱的阻力决定。 压力由两活塞的面积比决定。操作简便，流量范围大，但流速取决于溶剂粘度和柱渗透性。液缸大不便清洗。流量有波动。 图8-8 气动放大泵 特点：高压、无脉动、成本低，用空气压缩机或气体钢瓶低压驱动，操作成本低。缺点是更换溶剂困难。 （2）恒流泵 恒流泵有往复泵和螺旋柱塞泵，这类泵输出流量恒定，柱压力由柱的阻力决定。 A：螺旋注射泵 步进马达控制活塞移动，同时控制流量。至限位开关时停泵后退活塞、吸液，然后继续。压力大（可达60 MPa），无脉冲。但清洗不便，精密而价高。 图8-9 螺旋注射泵 B：往复柱塞泵 图8-10 往复柱塞泵 往复柱塞泵由偏心轮带动活塞往复移动，恒流输出，并通过改变电机转速调节流量。体积小清洗方便，特别适用于梯度淋洗。往复柱塞泵有明显脉冲，需采取增加脉冲阻尼器、改变凸轮形状、加电子线路保护、用多头泵系统(并联串联)等措施。往复柱塞泵目前应用较多。 往复柱塞泵特点是单位时间输出的液体流量由单位时间柱塞往复的次数决定，因此，流量恒定，与系统阻力无关，可以连续不断的输送液体，更换溶剂方便，可用于梯度洗脱，主要缺点是有脉动。 C：多头柱塞泵 并联双柱泵少用一组单向阀。用两相差180度的凸轮推动两