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液相色譜儀特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)
  • 發(fā)布日期:2019-10-29      瀏覽次數(shù):3408
    • 說(shuō)到液相色譜儀,我們大多數(shù)人可能對(duì)它都不了解,也沒(méi)見過(guò)。液相色譜儀的系統(tǒng)由儲(chǔ)液器、泵、進(jìn)樣器、色譜柱、檢測(cè)器、記錄儀等幾部分組成,可以用于分析含量。接下來(lái)小編就為大家具體介紹一下,液相色譜儀特點(diǎn)及液相色譜儀結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)。

       

       

        液相色譜儀的特點(diǎn)

       

        1、高壓

        液相色譜法以液體為流動(dòng)相(稱為載液),液體流經(jīng)色譜柱,受到阻力較大,為了迅速地通過(guò)色譜柱,必須對(duì)載液施加高壓。一般可達(dá)150~350×105Pa。

       

       

       

        2、高速

        流動(dòng)相在柱內(nèi)的流速較經(jīng)典色譜快得多,一般可達(dá)1~10ml/min。液相色譜法所需的分析時(shí)間較之經(jīng)典液相色譜法少得多,一般少于1h。

        3、

        近年來(lái)研究出許多新型固定相,使分離效率大大提高。

        4、高靈敏度

        液相色譜已廣泛采用高靈敏度的檢測(cè)器,進(jìn)一步提高了分析的靈敏度。如熒光檢測(cè)器靈敏度可達(dá)10-11g。另外,用樣量小,一般幾個(gè)微升。

        5、適應(yīng)范圍寬

        氣相色譜法與液相色譜法的比較:氣相色譜法雖具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優(yōu)點(diǎn),但是受技術(shù)條件的限制,沸點(diǎn)太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)都難于應(yīng)用氣相色譜法進(jìn)行分析。而液相色譜法只要求試樣能制成溶液,而不需要汽化,因此不受試樣揮發(fā)性的限制。對(duì)于高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子量大(大于400以上)的有機(jī)物(這些物質(zhì)幾乎占有機(jī)物總數(shù)的75%~80%)原則上都可應(yīng)用液相色譜法來(lái)進(jìn)行分離、分析。據(jù)統(tǒng)計(jì),在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約占20%,而能用液相色譜分析的約占70%~80%。

       

       

       

        液相色譜儀的結(jié)構(gòu)

       

        液相色譜儀由高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等五大部分組成(圖1)。分析前,選擇適當(dāng)?shù)纳V柱和流動(dòng)相,開泵,沖洗柱子,待柱子達(dá)到平衡而且基線平直后,用微量注射器把樣品注入進(jìn)樣口,流動(dòng)相把試樣帶入色譜柱進(jìn)行分離,分離后的組分依次流入檢測(cè)器的流通池,后和洗脫液一起排入流出物收集器。當(dāng)有樣品組分流過(guò)流通池時(shí),檢測(cè)器把組分濃度轉(zhuǎn)變成電信號(hào),經(jīng)過(guò)放大,用記錄器記錄下來(lái)就得到色譜圖。色譜圖是定性、定量和評(píng)價(jià)柱效高低的依據(jù)。

       

       

      圖1液相色譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖

        1、高壓輸液系統(tǒng)

        高壓輸液系統(tǒng)由溶劑貯存器、高壓泵、梯度洗脫裝置和壓力表等組成。

        (1)溶劑貯存器。溶劑貯存器一般由玻璃、不銹鋼或氟塑料制成,容量為1~2L,用來(lái)貯存足夠數(shù)量、符合要求的流動(dòng)相。

        (2)高壓輸液泵。高壓輸液泵(圖2)是液相色譜儀中關(guān)鍵部件之一,其功能是將溶劑貯存器中的流動(dòng)相以高壓形式連續(xù)不斷地送入液路系統(tǒng),使樣品在色譜柱中完成分離過(guò)程。

       

       

       

        由于液相色譜儀所用色譜柱徑較細(xì),所填固定相粒度很小,因此,對(duì)流動(dòng)相的阻力較大,為了使流動(dòng)相能較快地流過(guò)色譜柱,就需要高壓泵注入流動(dòng)相。對(duì)泵的要求:輸出壓力高、流量范圍大、流量恒定、無(wú)脈動(dòng),流量精度和重復(fù)性為0.5%左右。此外,還應(yīng)耐腐蝕,密封性好。高壓輸液泵,按其性質(zhì)可分為恒壓泵和恒流泵兩大類。恒流泵是能給出恒定流量的泵,其流量與流動(dòng)相粘度和柱滲透無(wú)關(guān)。恒壓泵是保持輸出壓力恒定,而流量隨外界阻力變化而變化,如果系統(tǒng)阻力不發(fā)生變化,恒壓泵就能提供恒定的流量。

       

       

      圖2恒流柱塞泵

        (3)梯度洗脫裝置。梯度洗脫就是在分離過(guò)程中使兩種或兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例,從而使流動(dòng)相的強(qiáng)度、極性、pH值或離子強(qiáng)度相應(yīng)地變化,達(dá)到提高分離效果,縮短分析時(shí)間的目的。梯度洗脫裝置分為兩類:

        一類是外梯度裝置(又稱低壓梯度),流動(dòng)相在常溫常壓下混合,用高壓泵壓至柱系統(tǒng),僅需一臺(tái)泵即可。

        另一類是內(nèi)梯度裝置(又稱高壓梯度),將兩種溶劑分別用泵增壓后,按電器部件設(shè)置的程序,注入梯度混合室混合,再輸至柱系統(tǒng)。

        梯度洗脫的實(shí)質(zhì)是通過(guò)不斷地變化流動(dòng)相的強(qiáng)度,來(lái)調(diào)整混合樣品中各組分的k值,使所有譜帶都以良好平均k值通過(guò)色譜柱。它在液相色譜中所起的作用相當(dāng)于氣相色譜中的程序升溫,所不同的是,在梯度洗脫中溶質(zhì)k值的變化是通過(guò)溶質(zhì)的極性、pH值和離子強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而不是借改變溫度(溫度程序)來(lái)達(dá)到。

        2、進(jìn)樣系統(tǒng)

        進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣口、注射器和進(jìn)樣閥等,它的作用是把分析試樣有效地送入色譜柱上進(jìn)行分離。六通進(jìn)樣閥是理想的進(jìn)樣器,其結(jié)構(gòu)如圖3。

       

      圖3 六通進(jìn)樣閥裝置

        3、分離系統(tǒng)

        分離系統(tǒng)包括色譜柱、恒溫器和連接管等部件。色譜柱一般用內(nèi)部拋光的不銹鋼制成,如圖4。其內(nèi)徑為2~6mm,柱長(zhǎng)為10~50cm,柱形多為直形,內(nèi)部充滿微粒固定相,柱溫一般為室溫或接近室溫。 

       

       

       

      圖4 常見色譜柱外形

        4、檢測(cè)器

        常用的檢測(cè)器為紫外吸收檢測(cè)器,它的典型結(jié)構(gòu)如圖5。

       

      圖5 紫外檢測(cè)器光路圖

        1-低壓汞燈2-透鏡3-遮光板4-測(cè)量池5-參比池6-紫外濾光片7-雙紫外光敏電阻

        檢測(cè)器是液相色譜儀的關(guān)鍵部件之一。對(duì)檢測(cè)器的要求是:靈敏度高,重復(fù)性好、線性范圍寬、死體積小以及對(duì)溫度和流量的變化不敏感等。在液相色譜中,有兩種類型的檢測(cè)器,一類是溶質(zhì)性檢測(cè)器,它僅對(duì)被分離組分的物理或物理化學(xué)特性有響應(yīng)。屬于此類檢測(cè)器的有紫外、熒光、電化學(xué)檢測(cè)器等;另一類是總體檢測(cè)器,它對(duì)試樣和洗脫液總的物理和化學(xué)性質(zhì)響應(yīng)。屬于此類檢測(cè)器有示差折光檢測(cè)器等。

        液相色譜儀是在經(jīng)典液相色譜法的基礎(chǔ)上,于60年代后期引入了氣相色譜理論而迅速發(fā)展起來(lái)的。它與經(jīng)典液相色譜法的區(qū)別是填料顆粒小而均勻,小顆粒具有高柱效,但會(huì)引起高阻力,需用高壓輸送流動(dòng)相,故又稱高壓液相色譜。又因分析速度快而稱為高速液相色譜。

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