液相色谱仪设备介绍

基本组成部分

• 输液系统

• 高压泵：一般采用双柱塞往复泵或串联泵，流速精度可达≤±0.1%，压力波动≤±0.5MPa，能确保流动相稳定地输送，且常规仪器耐压可达 40-60MPa，超高效液相 UPLC 耐压更高，可达 100MPa 以上

• 流动相贮存器：用于储存不同种类的流动相，如有机溶剂、水相缓冲液等。

• 梯度仪：可通过比例阀精确控制不同流动相的混合比例，实现二元或四元梯度混合，以满足复杂样品分离的需求

• 进样系统

• 手动进样阀：常见的如 7725i 型六通阀，定量环体积有 10μL、20μL 等多种规格可选，可在高耐压（通常≤20MPa）下实现精准进样

• 自动进样器：具备冷藏功能，温度一般在 4-40℃可调，可防止样品降解，还支持高通量分析，如 96 孔板进样，进样精度≤0.5% RSD

• 分离系统

• 色谱柱：常见规格有分析柱（4.6mm×150/250mm，5μm）、快速分析柱（2.1mm×50mm，1.8μm）和制备柱（≥10mm 内径）等。其填料主流为硅胶基质键合相，如 C18、C8、NH₂等，粒径范围 1.7-10μm

• 柱温箱：内置柱温箱，温度可在室温 - 80℃调节，精度为 ±0.1℃，通过控制温度来提升分离重复性和选择性

• 检测系统

• 紫外 - 可见检测器（UV-VIS）：标配氘灯 - 钨灯双光源，波长范围 190-800nm，检测限低至 10⁻⁹g/mL，可用于检测具有紫外吸收的化合物。

• 示差折光检测器（RID）：用于检测无紫外吸收的样品，如糖类，但对温度和流动相变化较为敏感。

• 荧光检测器（FLD）：检测限可达 10⁻¹²g/mL，但需要样品具有荧光特性或经过衍生化处理后才能检测。

• 质谱检测器（MS）：常与液相色谱仪联用形成 LC-MS，可实现定性与定量同步分析，特别适用于痕量杂质的鉴定。

• 数据处理系

• 工作站软件：如 Agilent OpenLAB、Waters Empower 等，集成了仪器控制、数据采集和分析功能，支持方法编辑、自动积分、报告生成及审计追踪等功能，符合 FDA 21 CFR Part 11 合规要求。

• 兼容性：支持与 LIMS（实验室信息管理系统）对接，方便实现数据的电子化管理和远程监控。

性能参数

• 分离效率

• 理论塔板数（N）：是衡量柱效的核心指标，常规 C18 柱对甲苯的理论塔板数≥5000 块 / 米，UPLC 柱则可达 15000 块 / 米以上

• 分离度（R）：相邻峰分离度≥1.5 被认为是有效分离，可通过优化流动相组成、流速和柱温等条件来提升分离度

• 灵敏度与线性范围

• 检测限（LOD）：UV 检测器通常为 0.1-1ng/mL，荧光检测器可达 0.1pg/mL 级别

• 线性范围：标准曲线线性相关系数（R²）≥0.999，一般需覆盖至少 3 个数量级的浓度范围

• 精密度

• 保留时间精密度：连续进样 6 次，保留时间 RSD≤0.5%

• 峰面积精密度：连续进样 6 次，峰面积 RSD≤2.0%（含量分析）或≤5.0%（杂质分析）

• 速度与通量

• 分析时间：常规液相色谱方法的运行时间在 15-60 分钟，而 UPLC 可将分析时间缩短至 5-10 分钟

功能特点

• 智能化与自动化

• 自动柱塞清洗：泵头配备在线清洗装置，可减少缓冲盐结晶对柱塞的磨损，如 Agilent 1260 Infinity II 的 SmartWash 功能

• 柱效监测：工作站能实时显示柱效（N）和不对称因子（As），并自动提示色谱柱的维护或更换时机。

• 故障诊断：内置传感器可实时监测压力、流量、温度等参数，一旦出现异常会自动报警并停机

• 兼容性与扩展性

• 流动相兼容性：支持水相、有机相及缓冲盐体系，pH 范围通常在 1.5-13，部分机型还能兼容强腐蚀性溶剂如浓酸、浓碱

• 联用功能：可外接蒸发光散射检测器（ELSD）、质谱（MS）、核磁共振（NMR）等仪器，拓展分析维度

• 模块化设计：各组件如泵、进样器、检测器等可独立升级，例如普通 HPLC 升级为 UPLC 只需更换耐压泵和色谱柱

• 耐用性与易维护性

• 材质选择：流路系统采用惰性材料，如陶瓷柱塞、蓝宝石活塞等，具有良好的耐磨损和抗腐蚀性能

• 维护便捷性：泵头、进样阀定量环、检测器流通池等部件可快速拆卸清洗，无需专业工具

• 溶剂管理：配备溶剂瓶液位传感器，当液位过低时会自动报警，避免空泵运行而损坏系统

液相色谱仪工作原理