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液相色譜儀主要由輸液系統、進樣系統、分離系統(色譜柱)、檢測系統和數據處理系統五部分組成,工作流程如下: - 輸液系統(高壓泵)
- 功能:將流動相(液體溶劑)以恒定流速和壓力輸送至色譜柱,確保分離過程的重復性和穩定性。
- 關鍵參數:
- 流速:通常為0.1-10 mL/min,影響分離效率和保留時間。
- 壓力:高效液相色譜(HPLC)壓力可達40-60 MPa(400-600 bar),以克服固定相的高阻力。
- 類型:
- 單泵:適用于等度洗脫(流動相組成恒定)。
- 雙泵/四元泵:通過比例閥混合不同溶劑,實現梯度洗脫(流動相組成隨時間變化)。
- 進樣系統
- 功能:將樣品定量注入流動相,形成均勻的樣品帶進入色譜柱。
- 類型:
- 手動進樣閥:通過旋轉閥芯切換樣品環位置,適用于低通量分析。
- 自動進樣器:可編程控制進樣體積(通常0.1-100 μL)和順序,提高分析效率。
- 要求:進樣體積需精確,避免樣品擴散導致峰展寬。
- 分離系統(色譜柱)
- 核心組件:由不銹鋼或聚醚醚酮(PEEK)管材制成,內填充固定相(顆粒直徑通常1.7-10 μm)。
- 固定相類型:
- 反相色譜(RP-HPLC):固定相為非極性(如C18、C8),流動相為極性(水/有機溶劑混合),適用于分離極性差異大的化合物(如藥物、代謝物)。
- 正相色譜(NP-HPLC):固定相為極性(如硅膠、氨基),流動相為非極性(正己烷/異丙醇),適用于分離極性化合物(如脂類、甾體)。
- 離子交換色譜(IEC):固定相帶電荷(如磺酸基、季銨基),通過靜電作用分離離子型化合物(如氨基酸、蛋白質)。
- 尺寸排阻色譜(SEC):固定相為多孔凝膠,按分子大小分離(如蛋白質、聚合物)。
- 分離原理:
- 分配系數(K):組分在固定相和流動相中的濃度比,K越大保留時間越長。
- 保留時間(tR):組分從進樣到檢測器響應最大值的時間,受流動相組成、流速、柱溫影響。
- 檢測系統
- 功能:將分離后的組分轉化為可測量的信號(如電信號、光信號),實現定量和定性分析。
- 常用檢測器類型:
- 紫外-可見檢測器(UV-Vis):
- 原理:檢測組分對特定波長光的吸收(如254 nm用于芳香族化合物)。
- 特點:靈敏度高(ng級)、選擇性較好,但需組分有紫外吸收。
- 熒光檢測器(FLD):
- 原理:檢測組分受激發后發射的熒光(如多環芳烴、某些藥物)。
- 特點:靈敏度極高(pg級),但僅適用于能產生熒光的組分。
- 質譜檢測器(MS):
- 原理:將組分離子化后按質荷比(m/z)分離,提供分子量和結構信息。
- 特點:通用性強、靈敏度高,可與液相色譜聯用(LC-MS)實現復雜樣品分析。
- 蒸發光散射檢測器(ELSD):
- 原理:將流動相蒸發后檢測顆粒散射光,適用于無紫外吸收的組分(如糖類、脂類)。
- 特點:對流動相揮發性要求高,靈敏度低于UV-Vis。
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