高效液相色谱仪的结构流程及主要部件详解

高效液相色谱仪一般可分为五个主要部件：梯度淋洗装置、高压输液泵与流量控制系统、进样装置、高效分离柱和检测系统，如图8-10所示。

1.高压输液泵　高压输送泵压力应达到（150～350）×105Pa，并具有压力平稳、脉冲小、流量稳定可调、耐腐蚀等特性。高效液相色谱中常使用往复式柱塞泵。

图8-10　高效液相色谱流程示意图

2.梯度淋洗装置　在高效液相色谱中，为避免温度变化在流动相中产生气泡，柱温要保持恒定，故不能像气相色谱一样通过程序升温来改善分离、调节出峰时间，而是采用梯度淋洗的方式来达到同样的效果。所谓梯度淋洗，是指流动相中含有两种或多种不同极性的溶剂，在分离过程中按照一定程序连续改变流动相中所用混合溶剂的配比和极性，使被分离组分在两相中的分配系数改变，达到提高分离效果、调节出峰时间的目的。梯度淋洗有两种方式：外梯度（又称低压梯度）和内梯度（又称高压梯度）。外梯度是在常压下，按一定程序将不同比例的溶剂混合后再通过高压泵输入色谱柱；内梯度是利用两台或多台高压输送泵，将两种或多种不同极性的溶剂按一定比例送入梯度混合器，混合后进入色谱柱。高压梯度法方便灵活，可实现计算机程序控制，缺点是同时使用两台或多台高压泵，仪器价格较高。

3.进样装置　高效液相需要在很高的压力下工作，故进样需要使用耐高压的六通阀进样装置，如图8-11所示。

在准备阶段，定量管与色谱柱和高压系统隔离，可通过试样入口将试样注入定量管中，充满后多余的试样由出口流出。当需要进样时，六通阀内芯旋转60°，定量管与色谱柱连通，流动相通过定量管并将试样带入色谱柱。使用六通阀进样时，进样体积由定量管控制，可按需要换取，进样准确，重复性好。

4.高效分离柱　高效液相色谱的柱效很高，理论塔板数可达每米3万。柱体为直型不锈钢管，内径为1～6mm，柱长为5～40cm。柱效高的原因如下。

图8-11　耐高压六通阀进样器

（1）填料粒度从最初时的25μm以上降至目前的5～10μm。粒度降低，既提高了柱子装填的均匀性，又加快了组分在两相中的传质速度。(www.xing528.com)

（2）粒度降低的同时，采用化学键合固定相使柱子能经受高速液流的冲击，且传质集中在填料颗粒表面进行，进一步加快了传质速率，并消除了孔隙滞流现象。

5.高效液相色谱检测器

（1）紫外光度检测器。紫外光度检测器是液相色谱法广泛使用的检测器，它的作用原理是基于被分析试样组分对特定波长紫外光的选择性吸收，组分浓度与吸光度的关系遵守比尔定律。

紫外光度检测器结构简单，具有很高的灵敏度，最小检测浓度可达10-9g/mL，对温度和流速不敏感，可用于梯度淋洗。缺点是不适用于对紫外光完全不吸收的试样，溶剂的选用受限制。

图8-12　光电二极管阵列检测器光路示意

1—光源　2—流通池　3—入射狭缝
4—反射镜　5—光栅　6—二极管阵列

光电二极管阵列检测器是紫外可见光度检测器的重要进展。这类检测器采用211个光电二极管组成的阵列作为检测元件，每个二极管宽50μm，各自测量一窄段的光谱。图8-12显示，在此检测器中，光源发出的紫外或可见光通过液相色谱流通池后被组分特征吸收，然后通过入射狭缝进行分光，使得所含吸收信息的全部波长聚焦在阵列上同时被检测，对二极管阵列快速扫描并进行数据采集和处理，可得到三维色谱—光谱图。

（2）示差折光率检测器。示差折光率检测器的检出限达10-7g/mL，属于通用型浓度检测器，对温度变化敏感，不能用于梯度淋洗。其检测原理是含有被测组分的流动相和纯流动相的溶液折射率之差与被测组分在流动相中的浓度有关，可根据流动相折射率的变化测定试样组分含量。

（3）荧光检测器。荧光检测器属于高灵敏度、高选择性的检测器，仅对某些具有荧光特性的物质有响应，如多环芳烃、维生素B、黄曲霉素、卟啉类化合物、农药、药物、氨基酸等。检测原理是一定条件下的荧光强度与流动相中物质的浓度成正比。荧光检测器的检测极限可达10-12g/mL，但线性范围仅为103，且适用范围窄。该检测器对流动相脉冲不敏感，常用流动相也无荧光特性，故可用于梯度淋洗。