高效液相色谱仪

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选择性 (3)检测灵敏度高:
UV—最小检出量可以达到10-9 g FD--最小检出量可以达到10-12 g (4)分析速度快:采用了高压泵
流动相和储液罐
(1)储液罐
材质:玻璃、不锈钢、氟塑料或特种塑料聚醚 醚酮(PEEK) 棕色玻璃瓶会避免藻类的生长
容积:0.5~2.0L 放置位置:高于泵体,保持一定的输液静压差 注意:密封、过滤
流动相的要求:
(4)pH的影响
高压输液泵和梯度洗脱装置
性能:①泵体材料耐化学腐蚀 ②能在高压下连续工作 ③ 输液流量范围宽
对填充柱:分析型输出流量为0.1~10 ml/min 制备型输出流量为1~100 ml/min
对微孔柱:分析型输出流量为10~1000 μl/min 制备型输出流量为1~9900 μl/min
(2)流动相----过滤
流动相过滤的目的 过滤去除可能存在的微小固体颗粒 保护色谱高压泵和色谱柱
流动相过滤方法 在线溶剂过滤 抽真空过滤
流动相 在线过滤:
不能用超 声波清洗
清洁方法: 1、用水冲洗残留溶剂后,将过滤器 放在约35%浓硝酸里浸一小时 2、用二次蒸馏水彻底冲洗过滤器 3、将过滤器重新装好。 4、定期清洗溶剂过滤器及溶剂瓶
许多溶剂产 生背景吸收
影响紫外检测器灵敏度的因素
信号强度(S) 从比耳定律可看出 样品的种类 样品浓度及进样的体积 检测池的长度 所使用的波长,检测器的 时间常数
噪音(N) 流动相 所使用的波长,灯的能量 检测器的时间常数 非检测器因素 - 电噪音, 泵脉动等
柱压过高,不一定是色谱柱问题!
柱压高--柱外因素
系统反压问题
阻尼器堵塞 进样器堵塞 管路或连接口堵塞 在线过滤器不干净 保护柱
压力传感器不准确 流速是否错误?
色谱柱的存放
存放前的处理 除去杂质、缓冲盐
合适的存放溶剂 避免色谱柱床的干涸 避免机械震动 防止细菌生长 注意存放的温度
吸光度∶ A = -log(T)= log(I0/I) 吸光度 ∶ A = abc
溶剂的影响
不同种类溶剂有其截止波长 溶剂的质量好坏对其截止波
长有影响 何为溶剂质量不好?
含紫外吸收的杂质 溶解在其中的氧气 缓冲液溶质的紫外吸收
背景吸收的影响
背景吸收减 少线性范围
②可以在色谱分离同时,对色谱峰的指定位置实时记录 吸收光谱图,并得到最大吸收波长
检测器实现了快速、高效和操作自动化。
HPLC和经典液相色谱法的比较
色谱柱柱长/cm 色谱柱柱内径/mm 固定相粒度(粒径 μm)
流动相流动方式 溶液的传质、扩散速度 色谱柱入口压力/MPa 色谱柱柱效/(理论塔板
数/m) 进样量/(g)
分析时间/h
高效液相色谱法 10~25
2~10(不锈钢管) 3~50
流动相:乙腈/水=60:40;流速:1ml/min 样品:50mg Acenaphthene(二氢苊)溶于100ml乙腈,
加入600μl丙酮 进样量5μl 检测波长:254nm
计算色谱柱的柱效 N
理论塔板数计算公式:
n (V1 )2
W
W方法
Wtan 16 切线法
四元高压梯度系统
泵操作注意事项
1. 设定泵运转时的高、低压极限 2. 缓冲盐溶液与有机溶剂转换时必须用去离
子水清洗泵 3. 缓冲盐溶液的浓度不能过高,pH范围1~13,
Cl-的浓度小于0.1mol/L 4. 清洗柱塞
注意事项: 1、 必须设定高、低压极限 2、 缓冲溶液与有机溶剂转换时用去离子水清洗泵 3、缓冲盐溶液的浓度不能过高,pH范围1~13, Cl-的浓度小于0.1mol/L;
流动相问题:色谱柱未平衡好 进样量太大
色谱柱的正确使用及操作
流动相的转换 流速(压力)的变化幅度 温度的变化幅度 专用色谱柱∶样品及溶剂的要求
记住∶拿到一根从未用过的色谱柱时一定要先看其 使用说明!
正确使用色谱柱 样品方面
除去微粒及杂质 了解样品在流动相中的溶解度 如样品的溶剂不是流动相,一定要用流动相试溶
第一部分
高效液相色谱仪及简单操作维护
HPLC技术的发展过程
HPLC是经典液相色谱的发展,同时是气相 色谱理论的扩展和延伸。
二十世纪60年代末期生产出商品化液相色 谱仪,其发展非常快速,经过30多年的努 力已成为分离学科中的骨干技术。
目前,HPLC技术已趋于成熟。 特点:采用高压泵、高效填料、高灵敏度
检测器
主要作用:监测经色谱柱分离后的组分浓度 变化,并由工作站记录数据,定性、定量 分析。
紫外检测器
原理:基于被分析组分对特定波长紫外光或 可见光的选择性吸收
定量基础:比耳定律, A K C L
比耳定律
光能量∶
I0 = 入射光强度 I = 透过光强度
光通量(透过率%)∶ T= I/I0
定和残留严重
进样装置自动进样器
样品瓶置于进样针下方
进样针穿过垫圈进入瓶中
注射器抽取所设定的样品体积
进样针收回
转入针端口使之并成为流路的一部分
色谱柱
柱材料和规格
﹠不锈钢管 ﹠柱管的内径:0.5 ~ 4.6mm ﹠填料粒度:3 ~ 10 μm ﹠柱长度:10 ~ 25 cm
色谱柱与仪器的联接
(每1~3个月至少清洗一次)
流动相 抽真空过滤
过滤用膜:水系和有机, 孔径:0.22µm和0.45µm
(2)流动相-- --脱气
流动相脱气的目的
使色谱泵的输液准确
输液均匀准确,并且脉动减小 保留时间及色谱峰面积的重现性提高
提高检测的性能
防止气泡引起的尖峰 基线稳定,信噪比增加 溶剂的紫外吸收本底降低
测柱效-良好的色谱实验习惯
拿到一根新色谱柱时,先测柱效 保留在新色谱柱上测得的色谱图,并记录 色谱测试条件 定期检测柱效 定期检测仪器的谱带展宽
测柱效的方法
色谱柱种类繁多,性能各异,测定方法亦各不相同 各色谱柱均附有说明书,可按说明书所述方法测定
例:Waters反相C18柱的测定方法
反相C18(硅胶基质)色谱柱的清洗
在流动相中添加了一些酸、碱或缓冲盐进行色 谱分离后一般的冲洗方法: 第一步:用和流动相相同比例的水和有机相冲洗 第二步:增大水的比例到90%~95%(最好用梯度) 第三步:增大有机相比例到100%(最好用梯度) 最后保存在有机相(甲醇或乙腈)中
记住∶每种色谱柱可能有特定的方法一定要 先看其使用说明!
解度,防止其在流动相中析出 了解样品与色谱柱的基质/填料是否相互作用
正确使用色谱柱 流动相方面
除去微粒
纯度的要求
超纯水,梯度实验时水中有机杂质含量要低
缓冲液的pH值,在填料的允许范围内
缓冲液(盐)的浓度
溶剂:色谱纯,并与填料相匹配
溶剂中的杂质含量
流动相对样品的溶解度
有机溶剂或水的比例
流动相: water/methanol/trifluoroacetic acid(50/50/0.1) a:fresh b:after three hours c: after eight hours
流动相的要求:
(2)互溶性
流动相的要求:
(3)紫外吸收
甲醇和水@210nm
甲醇和水@254nm 乙腈和水@210nm 乙腈和水@254nm
Wh 5.54 半峰高
W39
3
W416
4
W525
5
不好的色谱柱的柱效反而比好色谱柱的要 高,因为其拖尾部分测不出来
“柱效”问题,不一定是色谱柱问题!
柱效低--柱外因素
系统连接问题:连接不好造成死体积
进样器 检测器 管路,连接口 保护柱 在线过滤器堵塞
定波长检测器 紫外检测器种类 可变波长检测器
二极管阵列检测器
紫外-可见光检测器光路示意图
可变波长紫外检测器
﹠ 选用氘灯作为光源,在190—600 nm 范围内可连 续调节,选择不同的波长检测
光电二极管阵列检测器(DAD)
DAD检测器的主要特点
①可以同时得到多个波长的色谱图,可以计算不同波长 处的相对吸收比
(2)流动相----使用Hale Waihona Puke Baidu制
避免使用下述可腐蚀钢铁的溶剂: 碱金属卤化物及其酸溶液,如:碘化锂、氯化 钾等 高浓度无机酸,如硝酸、硫酸. 可能含有过氧化物的色谱纯醚(如THF、二氧六 环、二丙基乙醚) 在使用前必须用干燥氧化铝过滤除去过氧化物 含强络合剂的溶液,如EDTA,乙二胺四乙酸 四氯化碳与2-异丙醇或四氢呋喃的混合液
不同公司的色谱柱接头不同。处理不当时,会造 成:色谱峰展宽(死体积)、柱效下降或渗漏
长度不合适造成柱前死体积 锥箍锥度不合适造成渗漏
自制相应的转换接头 使用“通用”型接头(锥箍及螺母)
锥箍在 管上是活动的,即 stop-depth的长度可调,能换 接不同的色谱系统及色谱柱。 如PEEK工程塑料的接头
④输出流量稳定、重复性高 流量控制的精密度应小于1%(最好为0.5% ),重复性 最
好为0.5%
高压泵的分类
色 谱 泵
恒 压 泵
恒 流 泵
气 动 放 大 泵 注 射 泵 单 柱 塞 泵 双 柱 塞 泵 隔 膜 泵
并 联 泵 串 联 泵
往复型泵
目前使用的是双柱塞往复式并联泵和双 柱塞往复式串联泵
双柱塞往复式串联泵示意图
保护色谱柱
减少死体积 防止填料的氧化
常用的脱气方法有: 抽真空脱气法: 特点:可以一次完成过滤和脱气任务 注意:抽真空会引起混合溶剂组分的
变化,适合单一溶剂体系
超声波脱气法 简单,但效果不理想
常用的脱气方法(续)在线真空脱气法
流动相的要求:
(1)使用新鲜配制的流动相,特别是水溶剂或盐缓 冲液建议不超过两天,最好每天更换
输液系统的辅助设备
主要有管道过滤器、脉动阻尼器、由 压力传感器组成的压力测量、显示装置, 以及流动相流量的测量装置
梯度洗脱装置 梯度洗脱技术可以提高柱效、缩短分
析时间,改善检测器的灵敏度,它类似于 GC种使用的程序升温技术
影响梯度洗脱的主要因素有:溶剂的 纯度、溶剂的互溶性、检测器的种类
四元低压梯度系统
7725i型六通阀的特点
旋转操作时不中断流速 可部分充满(可变),也可全部充满(固
定)loop 孔角度较宽,改善了操作的容易程度 进样从1mL到5ml 内部有进样信号线(7725i);容易使用,可靠
进样针 一定不能使用尖针!它会严重刮坏转子垫圈
进完样后及时冲洗进样器,特别是用盐 或缓冲液作流动相 (由于这些溶液会形成结晶从而磨损垫圈)
高压输液泵压入 快
2 ~20 2*103 ~ 5*104
10-6 ~ 10-2 0.05 ~ 1.0
经典液相色谱法 10~200
10~50(玻璃管) 75~600
靠重力流入 缓慢
0.001~ 0.1 2 ~ 50 1~10 1 ~ 20
高效液相色谱法的特点
(1)分离效能高:柱效可达5000~30000块/米 (2)选择性高:通过流动相的控制来改善分离过程的
冲洗方法: A. 将进样器转至Inject和Load位置,利用 液相泵输送高纯水冲洗
(这时是冲洗样品环及沟槽).
B.用阀清洗接头和注射器冲洗。
如何判断手动进样器的密封圈漏?
从进样器观察: 进样后将针拔出,若从进
样口或排空管有液体冒出, 显示密封圈磨损
从结果看: 通常有压力不稳定,峰面积或保留时间不稳
经常使用,每周至少更换一~二次(95%的水) 很少使用则每次使用前必须更换
泵压力不正常的主要原因:
气泡,主动阀故障,出口阀故障,密 封垫或柱塞杆磨损,渗漏或堵塞,比 例阀故障,传感器故障,使用比例阀混 合时盐浓度太高
进样装置 六通阀进样装置
六通阀进样装置 正面
六通阀进样装置 反面连接
色谱柱色谱性能的评价
评价内容:分离效能、对指定溶质的选择型、在不 同PH介质中的稳定性、不同批次但同型号填料间 性能的重现性、适宜的操作压力等。
性能评价方法:以指定的一组标准溶质为样品,测 定它们在柱子上的理论塔板数,作为柱效的衡量 指标。
例:对于反相色谱填料,可以选择一组具有不同极 性的芳香族化合物,如:苯、萘、菲或苯、甲苯、 二甲苯等作为基本组分,再加以苯酚或苯胺等酸、 碱性溶质。
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