現(xiàn)代高效液相色譜中,分離效果好壞很大程度上取決于色譜填料的選擇。但是色譜填料的選擇范圍很寬,要做合適的選擇,首先必須對(duì)此有一定的認(rèn)識(shí)和了解。
液相色譜填料可以是陶瓷性質(zhì)的無(wú)機(jī)物基質(zhì),也可以是有機(jī)聚合物基質(zhì)。液相色譜填料中的有機(jī)物基質(zhì)主要是硅膠和氧化鋁。無(wú)機(jī)物基質(zhì)剛性大,在溶劑中不容易膨脹。
液相色譜填料中有機(jī)聚合物基質(zhì)主要有交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯。有機(jī)聚合物基質(zhì)剛性小、易壓縮,溶劑或溶質(zhì)容易滲入有機(jī)基質(zhì)中,導(dǎo)致填料顆粒膨脹,結(jié)果減少傳質(zhì),最終使柱效降低。
液相色譜填料的粒度選擇
液相色譜填料的粒度主要影響填充柱的兩個(gè)參數(shù),即柱效和背壓。粒度越小,填充柱的柱效越高;然而粒度越小,柱壓越大,柱壓的增加限制了粒度小于3μm的填料應(yīng)用。在相同選擇性條件下,提高柱效可提高分離度,但不是唯一的因素。如果固定相選擇是正確,但是分離度不夠,那么選用更小粒度的填料是很有用的。3μm填料填充柱的柱效比相同條件下的5μm填料的柱效提高近30%;然而,3μm的色譜柱的背壓卻是5μm的2倍。與此同時(shí),柱效提高意味著在相同條件下可以選用更短的色譜柱,以縮短分析時(shí)間。另外,可以采用低粘度的溶劑做流動(dòng)相或增加色譜柱的使用溫度,比如用乙腈代替甲醇,以降低色譜柱的壓力。
液相色譜儀是一種常見(jiàn)的色譜分析方法,與氣相色譜相比液相色譜可以在常溫中操作,且不受樣品揮發(fā)度和熱穩(wěn)定性的限制。這使得液相色譜非常適合相對(duì)分子量較大,難汽化,不易揮發(fā)或?qū)崦舾械奈镔|(zhì)、離子型化合物和高聚物的分離分析。
然而要選購(gòu)一臺(tái)品質(zhì)優(yōu)良的液相色譜并不容易。液相色譜儀的指標(biāo)很多,有關(guān)于泵的、關(guān)于檢測(cè)器的、關(guān)于色譜柱的……不過(guò),從選購(gòu)角度考慮,可以優(yōu)先考慮噪音、漂移、最小檢測(cè)濃度、定性定量重復(fù)性等主要技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)然,這些指標(biāo)都要放在系統(tǒng)、回路里去看去比較。
1.噪音
噪音指由儀器的電器元件、溫度波動(dòng)、電壓的線性脈沖以及其他非溶質(zhì)作用產(chǎn)生的高頻噪聲和基線的無(wú)規(guī)則波動(dòng)產(chǎn)生的聲音。噪音的大小直接關(guān)系到儀器的檢測(cè)靈敏度,噪音越大檢測(cè)的靈敏度就越低。對(duì)于檢測(cè)低含量的樣品就要求儀器的噪音越小越好,否則噪音過(guò)大將會(huì)導(dǎo)致基線不穩(wěn),甚至影響分析結(jié)果;
2.最小檢測(cè)濃度(最小檢測(cè)限)
最小檢測(cè)濃度是反映儀器靈敏度的重要參數(shù)。根據(jù)公式CL=2×Nd×C/H(CL:最小檢測(cè)濃度 Nd:噪音 C:樣品濃度最小檢測(cè)濃度 H:樣品峰高),最小檢測(cè)濃度是和噪音成正比的,噪音越大,最小檢測(cè)濃度就越大,靈敏度就越低。如果選購(gòu)的儀器回避了這個(gè)指標(biāo),說(shuō)明他們不愿在最小檢測(cè)濃度的基礎(chǔ)上去比較噪音;
3.漂移
漂移是指儀器穩(wěn)定后一段時(shí)間內(nèi)基線漂離原點(diǎn)的距離,通常用來(lái)衡量?jī)x器穩(wěn)定快慢。高品質(zhì)的儀器能在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定,從而在一定程度上提高分析效率;
4.定性定量重復(fù)性
主要是考核儀器穩(wěn)定性的指標(biāo),這對(duì)于分析樣品來(lái)說(shuō)是非常重要的。好的儀器其穩(wěn)定性應(yīng)該是十分不錯(cuò)的,這就要求多次進(jìn)樣保留時(shí)間及含量的一致性,這樣做出來(lái)的結(jié)果才能使人信服。雖然這些指標(biāo)都屬于檢測(cè)器,但是就像前面所說(shuō)的,條件是要放在整個(gè)回路和系統(tǒng)里去看去比較。
例如:泵的脈動(dòng)會(huì)直接影響噪音指標(biāo)、泵的流量準(zhǔn)確度指標(biāo),以及密封性不好也會(huì)影響相關(guān)指標(biāo)。所以要系統(tǒng)地看指標(biāo)才可以反應(yīng)出儀器的一些真實(shí)水平。
在選擇儀器的時(shí)候需要充分考慮到儀器的方方面面才能拿到自己滿意的機(jī)器。
首先從常規(guī)的幾個(gè)部件做個(gè)簡(jiǎn)單的分析。
(一)輸液泵應(yīng)具備如下性能:
① RSD(流量穩(wěn)定性)<0.3%;
② 流量范圍寬, 0.1~5.0ml/min內(nèi)連續(xù)可調(diào),有的實(shí)驗(yàn)則需要更大流量;
③ 輸出壓一般應(yīng)能達(dá)到150~400 kg/cm2,流量越大,最高壓力越低;
④ 液缸容積小,有助于減少流動(dòng)相死體積,利于清洗。
⑤ 密封性能好,耐腐蝕。
(二)檢測(cè)器
①紫外檢測(cè)器,分為可變單波長(zhǎng)檢測(cè)器VWD和二極管陣列檢測(cè)器DAD,可以檢測(cè)有紫外吸收的物質(zhì)
②熒光檢測(cè)器,檢測(cè)有熒光的物質(zhì)
③視差折光檢測(cè)器,通用型檢測(cè)器,但對(duì)環(huán)境要求極為苛刻,而且靈敏度低
④ELSD,蒸發(fā)光散射檢測(cè)器
⑤MSD,質(zhì)譜檢測(cè)器
常用的是紫外檢測(cè),然后是MSD和ELSD
(三)色譜柱
要求柱效高、選擇性好,分析速度快等。目前市場(chǎng)上銷售的用于HPLC的各種微粒填料如多孔硅膠以及以硅膠為基質(zhì)的鍵合相、有機(jī)聚合物微球(包括離子交換樹(shù)脂)、氧化鋁、多孔碳等,其粒度一般為3,5,7,10μm等,柱效理論值可達(dá)5~16萬(wàn)/米。
一般的分析只需5000塔板數(shù)的柱效;同系物分析500即可;難分離物則可用2萬(wàn)的柱子。
因此一般10~30cm左右的柱長(zhǎng)基本能滿足復(fù)雜混合物分析的需要。所以要根據(jù)自己實(shí)際情況來(lái)選擇合適的柱子。
柱效受柱內(nèi)外因素影響,為使色譜柱達(dá)到較佳效率,除柱外死體積要小外,還要有合理的柱結(jié)構(gòu)(盡可能減少填充床以外的死體積)及裝填技術(shù)。即使可以的裝填技術(shù),在柱中心部位和沿管壁部位的填充情況總是不一樣的,靠近管壁的部位比較疏松,易產(chǎn)生溝流,流速較快,影響沖洗劑的流形,使譜帶加寬,這就是管壁效應(yīng)。這種管壁區(qū)大約是從管壁向內(nèi)算起30倍粒徑的厚度。在一般的液相色譜系統(tǒng)中,柱外效應(yīng)對(duì)柱效的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管壁效應(yīng)。
此外,溫度在色譜分析中是個(gè)不容忽視的環(huán)境條件,環(huán)境溫度對(duì)溶劑的溶解能力、色譜柱的性能、流動(dòng)相的粘度都有影響。而且不同的檢測(cè)器對(duì)溫度的敏感度不一樣。保持恒定的溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)而言是個(gè)絕對(duì)不容忽視的條件,因此也要留意注溫箱的選擇。以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(四)進(jìn)樣器
進(jìn)樣裝置要求:密封性好,重復(fù)性好,死體積小,保證中心進(jìn)樣,進(jìn)樣時(shí)對(duì)色譜系統(tǒng)的壓力、流量影響小。而且進(jìn)樣方式多種多樣,可分為隔膜進(jìn)樣、停流進(jìn)樣、閥進(jìn)樣、自動(dòng)進(jìn)樣。自動(dòng)進(jìn)樣器則是市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。
(五)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
一般專業(yè)的液相色譜儀生產(chǎn)廠家都有自己配套的液相色譜儀控制軟件。但有不少液相色譜儀可以使用通用型的色譜數(shù)據(jù)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理。進(jìn)口軟件價(jià)格比較高,這個(gè)自己得根據(jù)資金選擇了。
二元泵和四元泵的區(qū)別二元有兩個(gè)泵,泵后混合,氣體的溶解度隨壓力的增大而增大,所以二元高壓混合不會(huì)產(chǎn)生氣泡。四元只一個(gè)泵(另外一個(gè)是輔泵),是泵前混合,在常壓下進(jìn)行的,兩種液體混合時(shí),會(huì)降低氣體在混合溶液中的溶解度,通常會(huì)有氣泡產(chǎn)生,所以四元低壓梯度系統(tǒng)一定要配在線真空脫氣機(jī)