什么是HPLC?
我们所有关于配件的讨论.看起来似乎只适用于HPLC系统一使用我们所讨论的配件进行的主要液体传输应用。
HPLC是高性能液体色谱系统(High Performance LiquidChromatography)的首字母缩写。(很多人以为“P”是表示“压力”,因为很多HPLC应用中的压力确实很高。但是“p”其实是表示“性能”。
HPLC在1960年开始使用。这项技术使得分析师可以把由已知和未知成分组成的样品分解为组成部分的级别,然后定量分析样品中的每个组成部分。并且由干这项技术没有破坏性,HPLC成为实验室应用中用途极为广泛的仪器之一。科学家们在使用HPLC系统分析过样品后,还可以继续对样品进行其它测试。
通过将样品放入作为流动相的液体化学蒸汽中实现分离。这液体化学蒸汽将样品带入特制的管道中,这个特制管道(管柱)填充有作为固定相的微型化学活性颗粒。在管柱内部,样品与流动相和固定相均发生相互作用,并开始化学分离为它的组成部分。系统中的其它设备生成并记录那些分离的样品组成部分的分析数据。然后那些数据被记录在一个被称为色谱的图表上。
HPLC系统由何组成?
在我们进一步展开讨论之前必须首先了解标准HPLC系统的组成部分。
一个HPLC系统包括七个基本组成部分,每部分都具有重要的功能:
溶剂容器--溶剂容器用来装流向系统的化学溶液。因为这种溶液流经整个分析过程我们称之为流动相。
泵--泵将流动相从储存池中抽出,并推动其流向系统其他部分。目前最常用的泵是双活塞泵--可以在高压状态下保持稳定的流速。
喷射阀--喷射阀将样品引入流动相。最常用的喷射阀是一种六端口、双位置阀。这种类型的阀可以控制一定数量的样品重复性地引入流动相通道,却基本上不影响系统的其它部分。
典型喷射阀管件
管柱--通常被称为日PLC系统的“心脏”,将管柱看成一种化学“过滤器”。如上文提到的那样,管柱是具有特定长度和内径并且通常充满小颗粒的管道。这些颗粒通常有一层化学物质涂层,这种化学物质是设计用来与样品成分发生相互作用。并提高分离的。通常情况下,这些颗粒(前面提到的固定相因为创门无法在系统中移动)一是直径很小的硅土颗粒。并且通常是用硅十八烷(C18)化学性地粘结在这些颗粒的表面。有时不用硅土而是采用其它聚合材料如其它更专门的填充材料。同样,除采用C18粘结在颗粒的表面之外,还可以使用更专门的分子粘结在基料上,进一步提高管柱中的分离程度。
检测器--检测器是用来在样品成分随流动相移动时,“观察”在管柱中分离的样品成分。最常用的检测器透过一块特殊的窗口(称为流通池)发射一束紫外光。在样品成分通过流通池时,穿过流通池的光线数量发生变化。检测器的电子装置就把这种透射光强度变化转变成一个信号。
随着技术费用的不断下降,其它种类的检测器更为常用。诸如质量分光计(MS)和核磁共振(NMR)检测器之类的检测器在很多实验室越来越频繁的使用起来。随着更高级的检测器可以应用在色谱上,HPLC--很多实验室的核心设备--作为一种分析技术的使用正日益频繁。
记录仪--记录仪将检测器生成的信号翻译成图表,产生色谱图。〔参看下面的信号一时间图)
色谱样图
早期,这个装置仅仅是一个带状记录纸的记录仪,带有一个随检测器产生的信号而移动的笔。在以特定速度移动的纸上进行记录。然后应该小心地切掉峰值,并就一定规模进行纸面加权,进而获得半定量数据。现在,记录仪装置通常是一台计算机,其上装有设计软件,不但可以翻译检测器信号,还可以对数据进行数字化处理。这就可以生成更多的再生
性信息,使越来越小的样品使用起来也很方便。
废料池--基本HPLC系统的最后一个组成部分,在流动相和样品成分通过系统之后,废料池将它们安全地收集起来。
典型的HPLC系统
从系统的角度来看组成部分
现在您了解了HPLC系统关键组成部分的基本常识,让我们再次对整个过程进行一下回顾。一旦流动相准备好之后,泵就将推动其向系统移动,在那里流动相遇到样品,并带着样品一起通过管柱。在管柱内,样品组成部分选择性地与流动相和固定相相互作用,在它们流出管柱时,已经分解成多个类似分子的组。离开管柱后,样品组成部分组就通过检测器。检测器在这里“观察”各组成部分并向记录装置发送信号记录装置收集信号并进行处理。然后废料池收集流体,以便处理。
其它系统“成员”
尽管离开这七个基本组成部分HPLC系统无法正常工作。当它的组成部分多过这七部分时,它当然还是可以正常工作的。事实上,有很多常用的附件可以帮助提高标准HPLC系统的性能。
过滤器--位于溶剂容器内沿流道方向大量分布,过滤器在维护系统性能上起到了重要作用。过滤器防止固体颗粒通过系统,错误的使用过滤器会导致系统部件损坏,增加停机时间,并且得到不令人满意的色谱结果。
保护管柱--保护管柱的功能正如它的名字一样。它们保护主要的分析管柱。它们通常为分析管柱的小类型,用来捕获某些样品组成部分,它们会顽固地粘附在分析管柱的内部。对主要的分析管柱,保护管柱起到一个保险单的作用,帮助延缓较为昂贵的主管柱更换。
背压调节器--一个背压调节(BPR)通常放置在检测器和废料池之间的管道内。它在管道内产生附加压力,来防止任何可能已溶解于溶剂中的气体产生排气作用,并沿流动相流道产生气泡。(如果任何气泡通过检测器的流通池,一种“噪音”现象可能会出现在色谱的基线上,限制了分析的敏感性。)