高效液相色谱仪器的进展

　　高效液相色谱(HPLC)是20世纪70年代迅速发展起来的一种分离分析技术，是目前各种色谱模式中应用最广的一个领域，据估计，世界上几百万种化合物中除 20% 宜用气相色谱(GC)分离分析外，其余80% 的化合物，包括大(高)分子化合物、离子型化合物、热不稳定化合物以及有生物活性的化合物都可以用不同模式的HPLC(如正相 HPLC、反相 HPLC、离子交换色谱和离子色谱、体积排除色谱、亲合色谱等等)进行分离分析。因此，自80 年代以来 HPLC 成为国际分析化学界发展最快的一个分支，无论是仪器的销售额，还是论文的发表数，均雄居同期所有分析仪器的首位，在很多学科领域内都得到了广泛的应用。

　　HPLC 仪器一般由输液系统、进样器、柱、检测器和计算机控制系统(工作站)组成，制备型仪器还配有馏份收集系统。人们要求 HPLC 仪器具有更高的准确度，更好的精确度，更高的灵敏度及更加长期的重现性。

　　1 输液系统

　　输液系统要为 HPLC仪器提供流量恒定、准确、无脉冲的流动相，流量的精度和长期的重复性要好，同时还要提供精度好、准确度高、重现性好的多元溶剂梯度。流量的范围要宽，既能满足微柱(内径1～2mm)分析，也能满足常规柱(内径4mm)分析，甚至还可满足半制备柱(内径 10mm)的需求。目前HPLC 常用的是双泵头往复式柱塞泵，流速范围一般为0.001-10ml/min。它是由两个泵头交替工作来保证系统中液流不中断。但是，不管两个泵头是并联还是串联，其驱动装置都是将一个马达的匀速圆周运动通过齿轮或凸轮顶杆变为两个柱塞的直线往复运动。由于柱塞的非匀速运动造成的压力波动通常是用压力阻尼器解决，还有多种更进一步的解决办法，但是，这些都不能完全消除脉动，这一脉动将影响流量的精度和重复性，也加大了基线噪音，影响仪器的灵敏度。为了解决这一问题，Waters公司在 1996 年匹兹堡会上推出了新一代 HPLC 仪器 -Alliance系统，其流速的精确度和重复性，特别是其多元溶剂梯度的准确度和精确度都大大优于原有的仪器，关键是改进了输液系统，并将输液系统和进样系统结合在一起组成“2690分离单元”。它的两个柱塞分别拥有互相独立的驱动装置，可以分别使用线性驱动装置实现柱塞的匀速直线运动，即可以不用阻尼器完全消除脉动。当蓄积柱塞杆向系统送液时，主柱塞从溶剂瓶中吸液，由于驱动装置是互相独立的，吸液过程很快就可以完成，然后主塞一直处于停止状态当蓄积柱塞腔的溶液将要送完时，主柱塞快速向前运动，进行“预压缩”，使主柱塞的压力(由主压力传感器测出)与系统压力(由系统压力传感器测出)相等或稍高。当蓄积柱塞腔的溶液送完时，主柱塞腔迅速将其腔内大部分溶剂传送到蓄积主柱塞腔，并有一些多出的溶剂送入系统然后进入下一个循环周期。由于有了预压缩，整个过程会非常平稳和快速，所有这些动作都是由计算机精确控制，故输送的液流十分稳定，没有脉动，流量准确，重复性好。“2690 分离单元”将输液系统和进样系统结合使之能用统一的计算机软件协调所有操作，使进样总是发生在柱塞杆位于柱塞腔的同一位置处，以保证每次样压力相同，这对压力敏感的检测器(如示差折光检测器)是十分重要的。而柱塞杆固定在某一精确位置时开始梯度，对梯度的高效液相色谱仪器的进展重现性是非常重要，尤其是在微流速时。