高效液相色谱的原理与发展

高效液相色谱的原理与发展

高效液相色谱是目前应用最多的色谱分析方法，对复杂样品中的分析物具有极高的分离效率，在环境监测、药物鉴别、石油化工、食品安全等广泛应用。本文从仪器原理、仪器结构、液相色谱发展、应用范围等方面，简要介绍高效液相色谱法在不同领域的应用情况及对前景进行展望，以期为相关研究人员提供参考。

高效液相色谱法具有下列主要优点：①应用了颗粒极细、规则均匀的固定相，传质阻抗小，柱效高，分离效率高；②采用高压输液泵输送流动相，流速快，一般试样的分析需数分钟，复杂试样分析在数十分钟内即可完成③广泛使用了高灵敏检测器，大大提高了灵敏度。高效液相色谱仪是由高压输液系统、进样器、色谱柱、检测器、工作站等几部分组成。

一、原理

高效液相色谱的原理是以液体为流动相，采用高压输液系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入固定相内，由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中做相对运动时，经过反复多次的吸附—解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器进行检测。

二、结构

贮液器主要用来提供足够数量的符合要求的流动相以完成分析工作，对于贮液器的要求：①必须有足够的容积，以备重复分析时保证供液；②脱气方便；③能耐一定的压力；④所选用的材质对所使用

的溶剂都是惰性的。

贮液器一般是以不锈钢、玻璃、聚四氟乙烯或特种塑料聚醚醚酮衬里为材料，容积一般为0.5-2L。

所有流动相放入贮液罐之前都必须用0.45微米滤膜过滤，除去流动相中的杂质，防止输液管道或者进样阀出现阻塞现象。

所有流动相在使用前必须脱气。因为色谱柱是带压力操作的，而检测器是在常压下工作的。若流动相所含有的空气不除去，则流动相通过柱子时其中的气泡受到压力而收缩，流出柱子后到检测器时因常压而将气泡释放出来，造成检测器噪声较大，基线不稳，仪器不能正常工作，在梯度洗脱时尤为突出。

高压输液泵是高效液相色谱仪的关键部件，其作用是将流动相以稳定的流速或压力输送到色谱分离系统。对于带有自动脱气装置的色谱仪，流动相先经过脱气装置再输送到色谱柱。

①高压输液泵的要求

A.泵体材料耐化学腐蚀；

B.耐高压，且能在高压下连续工作8h-24h；

C.输液平稳，脉动小，流动重复性与准确度高；

D.耐用且维护方便，更换部件方便、容易。

②高压输液泵类型

高压输液泵一般可分为恒压泵和恒流泵两大类。恒流泵在一定操作条件下可输出恒定体积流量的流动相。恒压泵又称气动放大泵，是输出恒定压力的泵，其流量随色谱系统阻力变化而变化。

色谱柱管一般为内壁抛光的不锈钢，通过柱两端的接口与其他部件连接。色谱柱是有方向的，即流动相的方向与色谱柱的填充方向一致，色谱柱的管外都会有箭头指示该色谱柱的使用方向。

常用的液相色谱柱填料粒径为3.5微米、5微米、10微米等，不同粒径的柱子用来分析不同的化合物。色谱柱内径有4.6㎜或2.1㎜两种规格，柱长也分为50㎜、150㎜、250㎜等长度。

提高柱温有利于降低溶剂粘度和提高样品溶解度，改变分离度，也是保留值重复稳定的必要条件。高效液相色谱仪中常用的色谱恒温装置有水浴式、电加热式和恒温箱式三种，其中最常见的是恒温箱式。

理想的检测器应满足以下要求：①具有高灵敏度；②对样品所有的组分都有响应，适用范围广；③死体积小，不造成柱外谱带扩展；

④使用方便、可靠、耐用，易清洗和维修；⑤能对被检测的峰提供定性和定量信息。

从上个世纪70年代以来，人们经过努力已研究和开发了多种检测器，常用的有紫外吸收检测器(UVD)、光电二极管阵列检测器(PDA)、荧光检测器(FLD)、示差折光检测器(RID)和质谱(Ms)检测器等等。随着色谱技术的发展，结合计算机各种软件的开发，使HPLC与各种检测仪器联用。

①紫外吸收检测器：紫外吸收检测器是高效液相色谱仪中使用最广泛的一种检测器。此检测器对许多溶质都有很高的灵敏度，但是样品必须在可见或紫外光区有吸收。

②光电二极管阵列检测器：复色光通过样品池被组分选择性吸收

后再进入单色器，照射在二极管阵列装置上，使每个纳米波长的光强度转变为相应的电信号强度，即获得组分的吸收光谱，从而获得特定组分的结构信息，有助于未知组分或复杂组分的结构确定。

③示差折光检测器：示差折光检测器是高效液相色谱仪中应用较多的一种检测器。此检测器是通过检测流动相和样品中流出物之间的折光率差值，这一差值和样品的浓度成比例关系，而各种物质都有不同的折光率。

色谱工作站主要用来记录和处理数据，现在不同厂家的高效液相色谱仪都有对应的工作站，主要的功能自行诊断功能、全部操作参数控制功能、智能化数据处理和谱图处理功能、控制多台仪器的自动化操作功能等等。工作站大大提高了色谱分析的速度，节约了时间就增加了分析样品的量，在有限的时间内完成更多的工作。

高效液相色谱出现于20世纪60年代末，由高压泵和键合固定相应用于液相色谱，导致了高效液相色谱的出现。直至今日，高效液相色谱技术不断发展，并广泛应用在各个领域，成为分析、分离技术中不可或缺的一种尖端科技。

本文详细分析介绍了高效液相色谱的结构以及工作原理，希望可以加深人们对高效液相色谱的认识与理解，让高效液相色谱更好的为人类服务。高效液相色谱的发展任重而道远，我们必须不断的实践，在实践中总结经验教训，不断优化改造高效液相色谱法。高效液相色谱其他的分支如微柱高效液相色谱、超高效液相色谱、高效液相色谱与质谱联用等等，也发展的也越来越好，现在科学技术发展迅速，电

子产品更新换代速度越来越快，说明人们对于新的事物以及技术非常感兴趣。新的技术可以产生新的产品，只要想象力不停止，就始终会有新鲜事物的出现，那么就可以期待高效液相色谱是否可以产生更多的功能，把不同的技术集合到一台仪器上面。