实验室分析仪器--液相色谱高压输液系统结构分析
高压输液系统由溶剂贮存器、高压泵、梯度洗脱装置和压力表等组成。
一、 溶剂贮存器
溶剂贮存器一般由玻璃、不锈钢或氟塑料制成,容量为1~2L,用来贮存足够数量、符合要求的流动相。
二、 高压输液泵
高压输液泵是高效液相色谱仪中关键部件之一,其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。
由于液相色谱仪所用色谱柱径较细,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,就需要高压泵注入流动相。对泵的要求:输出压力高、流量范围大、流量恒定、无脉动,流量精度和重复性为0.5%左右。此外,还应耐腐蚀,密封性好。高压输液泵,按其性质可分为恒压泵和恒流泵两大类。恒流泵是能给出恒定流量的泵,其流量与流动相粘度和柱渗透无关。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。
1)恒流泵
在一定操作条件下,输出流量保持恒定而与色谱系统阻力变化无关。
恒流泵又称机械泵,分机械注射泵和机械往复泵,其中机械往复泵应用最多。
2)恒压泵
能保持输出压力恒定,但输出流量随色谱系统阻力的变化而变化,保留时间重视性差。
目前,恒流泵正逐渐取代恒压泵。
梯度洗脱装置
梯度洗脱就是在分离过程中使两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连续改变它们之间的比例,从而使流动相的强度、极性、pH值或离子强度相应地变化,达到提高分离效果,缩短分析时间的目的。梯度洗脱装置分为两类:
一类是外梯度装置(又称低压梯度),流动相在常温常压下混合,用高压泵压至柱系统,仅需一台泵即可。
另一类是内梯度装置(又称高压梯度),将两种溶剂分别用泵增压后,按电器部件设置的程序,注入梯度混合室混合,再输至柱系统。
梯度洗脱的实质是通过不断地变化流动相的强度,来调整混合样品中各组分的k值,使所有谱带都以最佳平均k值通过色谱柱。它在液相色谱中所起的作用相当于气相色谱中的程序升温,所不同的是,在梯度洗脱中溶质k值的变化是通过溶质的极性、pH值和离子强度来实现的,而不是借改变温度(温度程序)来达到。
1)线性梯度
在某一段时间内连续而均匀地增加流动相强度。
2)阶梯梯度
流动相强度从低强度直接改变为较高强度。
3)高压梯度
利用两台高压输液泵,将两种不同极性的溶剂按一定比例送入梯度混合室,混合后进入色谱柱。两种溶液在高压下混合。
a.优点:通过梯度程序控制器控制每台泵的输出,能获得任意形式的梯度曲线,而且精度很高,易于实现自动化控制。
a.缺点:使用了两台高压输液泵,成本高,故障率相对较高,而且只能实现二元梯度洗脱。
4)低压梯度
使用一台高压输液泵,通过比例调节阀将两种或多种不同极性的溶剂按一定的比例抽入高压输液泵中,溶液在常压(低压)下混合。
a.优点:使用一台高压输液泵,成本低;能实现二元以上梯度洗脱。
b.缺点:常压下混合往往容易形成气泡,通常需要配置在线脱气装置;浓度梯度范围较高压梯度窄。
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