高效液相色譜儀(HPLC,HighPerformanceLiquidChromatography)如何選型?浣熊儀器儀器工程師告訴您幾招,輕松搞定高效液相色譜儀選型難題。
高效液相色譜儀的選型,歸結(jié)起來就是2個問題:如何確定高效液相色譜儀的配置?如何選擇高效液相色譜儀的品牌?
今天我們就來談?wù)勥@個問題,如何確定高效液相色譜儀的配置?
高效液相色譜儀可以分為5大部分:高壓輸液泵單元、進樣器單元、分離單元、檢測器單元、色譜數(shù)據(jù)處理單元,下面我們來逐一分析,談?wù)劯咝б合嗌V儀的選型細則。
1、高壓輸液泵單元的配置選型:
高效液相色譜儀的高壓輸液方式分為等度方式、梯度方式兩大類別。
等度方式:在色譜分析過程中,流動相中各個組分的比例不隨時間發(fā)生變化,例如某次分析過程中流動相中甲醇與水的比例是50:50一直保持不變,那么這種就叫做等度方式。
梯度方式:在色譜分析過程中,流動相中各個組分的比例隨時間發(fā)生發(fā)生變化,例如某次分析過程中,隨著時間的推移,流動相中其中一種(或幾種)溶劑比例逐漸增大、另一種或幾種溶劑的比例逐漸減少,最終那么這種輸液方式就叫做梯度方式。
相應(yīng)以上2種流動相輸液方式,有等度泵和梯度泵這兩種配置方式。
等度泵:一般采用單泵來作為高壓輸液泵單元。
梯度泵:又分為高壓梯度、低壓梯度。
高壓梯度:常用的是二元高壓梯度泵,也有三元高壓梯度泵;我們通常所說的雙泵,就是指“二元高壓梯度泵”。有幾元高壓,則必須有幾臺泵;高壓梯度泵單元,除了幾臺高壓泵之外,還需要有配套的流動相混合裝置(通常采用混合器);由于是高壓混合的梯度方式,所以通常不太會產(chǎn)生氣泡,脫氣機通??梢圆挥门鋫?。
低壓梯度:與高壓梯度“有幾元高壓就用幾臺泵”所不同的是,低壓梯度只需要一臺高壓泵,但是在高壓泵的前端,需要加上比例閥(有的公司稱為低壓梯度單元),通過比例閥來調(diào)節(jié)幾種不同流動相進入高壓泵的比例,從而實現(xiàn)梯度淋洗。因為低壓下各種不同溶劑混合時可能產(chǎn)生吸熱或放熱,所以對于低壓梯度泵單元來說,流動相脫氣機與混合器一樣,。
高效液相色譜儀(HPLC)的高壓輸液泵單元的選型,主要是根據(jù)所檢測項目方法的所需來定,方法中流動相輸液是等度方式,那么等度泵(單泵)即可滿足需求;如果方法中規(guī)定需要用到梯度淋洗輸液方式,那么就需要選擇梯度泵了。
在一些有HPLC分析方法開發(fā)任務(wù)的單位,為了滿足將來可能的方法開發(fā)需要,即便暫時不需要梯度泵,也往往會配備梯度泵以利拓展方法。
2、進樣器單元的配置選型
高效液相色譜儀(HPLC)的進樣器單元,有2種配置可供選擇:手動進樣器、自動進樣器。
手動進樣器:無論是國產(chǎn)還是進口,例如沃特世(Waters)、島津(Shimadzu)、安捷倫(Agilent),世界上絕大多數(shù)公司均采用美國Rheodyne公司生產(chǎn)的六通進樣閥作為高效液相色譜儀的手動進樣閥。
自動進樣器:自動進樣器的優(yōu)點就是,能顯著提高設(shè)備使用效率、減少人力成本。例如一個公司的HPLC使用部門,可以在下午下班之前,把未做完的50個樣品都放進自動進樣器內(nèi),然后設(shè)定分析程序、儀器清洗程序、關(guān)機程序,然后所有的人都可以下班,無需派人值守,第二天早上打印圖譜、上報數(shù)據(jù)即可。
3、分離單元(高效液相色譜柱)
色譜柱是高效液相色譜儀的核心部件。
色譜法最核心的機制就是把樣品中各個組分進行有效分離,而實現(xiàn)分離靠的就是色譜柱。
色譜柱選擇時需要考慮四大參數(shù):固定相類型(填料種類)、柱長、柱內(nèi)徑、填料粒度。
固定相類型:目前主要有硅膠基質(zhì)的ODS(碳十八)、氨基、氰基、苯基、硅膠等色譜柱,以及高分子聚合物的固定相填料。目前ODS(碳十八)應(yīng)用廣泛,高效液相色譜法大約有80%分離采用的就是ODS(碳十八)填料。
柱長:色譜柱的長度越長,分離效果越好,但是背壓也就越大、柱子價格就會越貴。目前柱長應(yīng)用較多的是375px、500px、625px這三個長度,尤其以625px最多。
柱內(nèi)徑:其它幾個柱參數(shù)不變的情況下,高效液相色譜柱的內(nèi)徑越小,分離度越好(分離度越高),但是柱負載量越小。常用柱內(nèi)徑是3.9mm、4.6mm、6.0mm,尤其以4.6mm。
填料粒徑:根據(jù)色譜法的速率理論,填料粒徑越小,分離效果越好;但是填料粒度越小,在同樣的流動相輸送流速下,對于高效色譜儀高壓泵的背壓也就越大,對于高壓泵的加壓能力、密封性能也就要求越高。高效液相色譜儀一般采用3微米、5微米或10微米的填料粒徑,而3微米以下粒徑的填料,通常應(yīng)用于超高效液相色譜儀。高效液相色譜法應(yīng)用最多的是5微米粒徑的填料。
分離單元還有另外兩個問題需要掂量:是否需要配預(yù)柱(保護柱)、是否需要配柱溫箱。
預(yù)柱(保護柱):預(yù)柱(保護柱)的存在,會加大色譜死體積,會降低柱效,所以除非樣品特別臟、或有特別多的高分子物質(zhì)會堵塞分析柱,否則盡量不用預(yù)柱(保護柱)。
柱溫箱:因為高效液相色譜法對于溫度的些微波動并不特別敏感,除了一些對于柱溫穩(wěn)定性要求特別高的分離,高效液相色譜法很多情況下并不需要配置柱溫箱。當(dāng)然,如果采購預(yù)算足夠多,安裝柱溫箱確實能有更好的色譜出峰時間重復(fù)性。
4、檢測器單元的配置選型
高效液相色譜儀的檢測器有很多種,常見的是紫外檢測器,還有示差檢測器、熒光檢測器、二極管陣列檢測器、蒸發(fā)光散射檢測器等等。
紫外檢測器:是一種選擇性檢測器,幾乎是所有HPLC檢測器里面價格便宜、應(yīng)用廣泛的一種檢測器,適合于測定有紫外吸收的物質(zhì)(帶苯環(huán)、雜環(huán)、雙鍵叁鍵的物質(zhì))。紫外檢測器的特點是靈敏度很高、適用性很廣泛。
示差檢測器:是一種通用型檢測器,但是它的靈敏度低于紫外檢測器,而且它對于流速比較敏感。示差檢測器主要用來對一些沒有紫外吸收的物質(zhì)進行檢測,例如糖類、高分子聚合物等等。
熒光檢測器:僅僅適合于在紫外光照射下能發(fā)射熒光的物質(zhì),例如維生素等檢測。高效液相色譜儀的熒光檢測器的特點是靈敏度高、但適用范圍較窄。
二極管陣列檢測器:是紫外檢測器的一個變種,二極管陣列檢測器的特點是靈敏度較紫外檢測器低、但是能做三維圖譜,特別適合于醫(yī)藥研發(fā)類的應(yīng)用。
蒸發(fā)光散射檢測器:蒸發(fā)光散射檢測器是一種新型的通用型檢測器,未來的趨勢是可以替代示差檢測器等來檢測無紫外吸收的物質(zhì),但是目前價格非常昂貴。
5、色譜數(shù)據(jù)處理單元
高效液相色譜儀的色譜數(shù)據(jù)處理單元,有數(shù)據(jù)處理機和色譜工作站兩種,隨著電腦的普及與應(yīng)用,色譜數(shù)據(jù)處理機已經(jīng)漸漸被淘汰,目前以色譜工作站為主流。
色譜工作站又分為可否反控兩大類。
可反控工作站:不但能記錄與處理色譜數(shù)據(jù),而且可以反控高效液相色譜儀的各個組成單元。因為一些控制指令接口與數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)性問題,可反控工作站一般是各大儀器廠商自行研發(fā)與設(shè)計的,互相之間不能通用。
不可反控工作站:僅能記錄與處理色譜數(shù)據(jù),不可反控高效液相色譜儀。不可反控工作站通常是外掛式的,包含硬件和軟件兩大部分,硬件部分主要是一個A/D轉(zhuǎn)換器,將高效液相色譜儀傳輸來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再輸進計算機;軟件部分主要功能就是把硬件傳輸來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成圖譜并進行積分計算等操作。
不可反控工作站的優(yōu)點是通用性強,但是不可反控儀器、不便進行自動化操作。
二極管陣列檢測器必須要用特殊的三維色譜軟件。
綜上所述,搞清楚了高效液相色譜儀的高壓輸液泵單元、進樣器單元、分離單元、檢測器單元、色譜數(shù)據(jù)處理單元的選型考量細則,那么我們才可以在盡量節(jié)約經(jīng)費的情況下,選到我們所需要的儀器配置了。
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