二元泵和四元泵哪个好

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二元泵和四元泵哪个好

福立仪器

2018.6.04

本期主要介绍高压梯度和低压梯度，以及它们各自的优势。

高压梯度

高压梯度又称内梯度，采用多个高压泵将不同的流动相增压后送入混合室混合后送入色谱柱。流动相中有几种变化组分就称为几元梯度。二元梯度洗脱需要两台高压输液泵；三元梯度洗脱需要三台高压输液泵；每台高压输液泵的输出量由程序控制，按照设定程序将不同量的溶剂送到混合室混合，产生任意形式的梯度洗脱曲线。高压梯度通常以二元高压梯度最为常见。

下图为二元高压输液系统示意图。

泵A(Pump Head A)和泵B(Pump Head B)出来的流动相在混合器(Mixing Chamber)里面混合的时候，都是处于高压状态，这时候，流动相对气体溶解度较高，流动相中不容易析出气泡，从而避免导致液相色谱压力波动、流速不准、基线波动等种种问题。

低压梯度

低压梯度又称外梯度，是在常压下将流动相的不同组分混合后再用高压输液泵送入色谱柱的方法，利用电磁比例阀控制不同溶剂的流量变化，使溶剂按不同比例被输送入到混合室中混合，然后用一台高压输液泵将混合好的流动相输送到色谱柱中。

低压梯度通常以四元低压梯度最为常见。

流动相对气体的溶解度较低，如果流动相中溶解的气体比较多的话，在混合时就可能有小气泡形成，导致压力波动等种种问题。气泡永远是液相色谱的天敌。

下图为四元低压输液系统示意图。

低压梯度一定要配脱气机，先对流动相进行在线脱气，才能用电磁比例阀进行混合，要不然很容易产生气泡。而高压梯度一般情况下可以不用配在线脱气机就能在线混合，运行梯度方法。

梯

高压梯度的优势

优势1：混合精确性高

从上面的介绍可以看到，两种梯度体系的混合方式完全不同。高压梯度相当直观，通过分别控制两个泵的流速，就能够准确控制两种流动相的比例。比如在1ml/min的流速下，要达到A：B两种流动相70：30的混合比例，那就设置A泵流速0.7ml/min，B泵流速0.3ml/min就可以了。当然这些都是系统和软件自动完成的。只要做到泵流速准确，比例就能准确。

而低压梯度则通过电磁比例阀来控制混合比例，那比例阀又是如何工作的呢？

一般来说，比例阀是通过控制入口通道分别打开时间的长短来控制混合比例的。

举个例子可能更容易理解，仍然是A：B两种流动相70：30的混合比例。为了达到这个效果，B、C、D三个通道都关闭，A通道打开7ms，这时候进入系统的都是A；然后，A、C、D关闭，B通道打开3ms，这时候进入系统的都是B。这样就得到了70/30的流动相的比例。大家能感觉出来，进入系统的流动相其实是一段A、一段B这样的。如果两种流动相比例比较悬殊，这种混合方式的误差相对比较大。

优势2：延迟体积小

使用高压梯度时，流动相混合后，经过混合器、压力传感器、阻尼器，放空阀，然后进入进样器。

反观低压梯度，流动相混合后要经过整个泵头(包括主动入口阀、两个泵腔、出口阀、管路等等)，才能到达进样器。

一般来说，我们把流动相从混合开始，最后到达柱头这段体积叫延迟体积。流动相梯度的变化要到色谱柱头，才能够对分离产生影响，所以有一定的延迟。延迟体积越大，梯度的变化到达柱头的时间越长，导致分析时间越长。

我们可以看到，高压梯度先天地决定了其延迟体积远小于低压梯度。这就决定了在色谱分析时间要求很短的梯度方法中，比如各种小粒径的色谱柱的快速分析方法，都采用高压梯度方法。

不同品牌、类型的液相之间的延迟体积差异，是方法转移后出现结果跟以前不一样了的最大的原因之一。

低压梯度的优势：

高压梯度这么多优势，但在实际上，还是低压梯度用得更多一些。

低压梯度的优势是：便宜。

低压梯度只需要一个输液泵泵就能运行梯度条件，，高压梯度最低需要两个泵才能运行梯度。在运行方法条件不是很苛刻的时候，低压梯度能达到跟高压梯度一样的分析效果，而价格可能要便宜得多。而且只有一个泵，后期保养成本也便宜。

因为便宜，所以市场保有量更大，很多标准方法都是在低压梯度下开发的。用高压梯度需要进行方法移植。

如果用一些三元甚至更高元梯度的方法，四元低压梯度可以直接拿来用，高压梯度需要购置三个甚至四个泵，成本进一步提高。