液相色譜(Liquid Chromatography,簡稱LC)是一種常用的分離和定量分析技術,廣泛應用于化學、生物、醫藥等領域。液相色譜分析儀的主要原理是通過液相載流動物相、樣品物相和色譜固定相三者相互作用的方式,將混合物中的組分迅速分離,并利用不同組分在固定相上的相互作用差異進行定量分析。
液相色譜分析儀的工作過程可以分為樣品進樣、進樣系統、柱箱系統、檢測器和數據處理等幾個步驟。
樣品進樣:樣品首先要通過進樣器進入進樣系統,常用的進樣方式有自動進樣器和手動進樣器兩種。自動進樣器通過預設程序進行樣品進樣,高度自動化,適用于大量樣品的連續分析。手動進樣器則需要人工控制樣品的進入和進樣量。
進樣系統:進樣系統主要負責將進入進樣器的樣品以一定流速輸送到固定相柱(色譜柱)中。常用的進樣方式有定量進樣和進樣體積可調的進樣兩種。定量進樣每次進樣體積相同,適用于定量分析;而進樣體積可調的進樣則可以根據需要進行進樣體積的調整,適用于從小量樣品中測定目標成分。
柱箱系統:柱箱系統是液相色譜分析儀的核心,主要由色譜柱和柱箱組成。色譜柱是用于分離樣品中的組分的關鍵部件,一般由一定種類和粒徑的固定相填充在不銹鋼或玻璃柱子內制成。柱箱通過恒溫或恒壓的方式,將色譜柱保持在恒定的溫度、壓力條件下,保證色譜分析的穩定性和準確性。
檢測器:檢測器用于檢測分離出的組分,并進行信號的放大、轉換和記錄。常用的液相色譜檢測器包括紫外可見光檢測器(UV-Vis檢測器)、熒光檢測器、電導檢測器、質譜檢測器等。其中紫外可見光檢測器是最常用的檢測器,它通過測量樣品中化合物吸收或散射的光信號進行定量分析。
數據處理:數據處理是液相色譜分析儀工作的最后一步,通過數據處理軟件對得到的檢測信號進行處理和分析。數據處理包括峰識別、峰面積測量、濃度計算等步驟,以得到準確的定量分析結果。
液相色譜分析儀的工作原理是基于色譜分離原理和物相相互作用原理。色譜分離原理是指在液相色譜柱中,混合物中的分離組分在固定相上的保留時間不同,從而達到分離的目的。物相相互作用原理是指色譜柱中的液相載流動物相、樣品物相和固定相之間的相互作用,如溶解度差異、電荷差異、氫鍵作用等,從而使混合物中的組分快速分離。
在液相色譜分析中,液相載流動物相(也稱為流動相)是溶解樣品的溶劑,常用的有水、有機溶劑、緩沖液等。樣品物相是指進樣器中的樣品溶液,一般通過進樣系統進入柱箱系統。固定相是指填充在色譜柱中的材料,它可以根據需要選擇不同的填料和固定相材料。在柱內,樣品中的組分將與固定相發生相互作用,根據相互作用的差異來進行分離。
液相色譜分析儀的工作過程中,進樣系統通過控制流速和進樣量來控制樣品的進樣量和進樣速度。進入柱箱系統后,樣品會在色譜柱中與固定相發生分離,不同組分在固定相上的相互作用差異導致它們在柱中保留時間的差異。分離后,樣品進入檢測器進行檢測,并通過數據處理軟件對檢測信號進行處理和分析,最終得出分析結果。
總之,液相色譜分析儀通過液相載流動物相、樣品物相和色譜固定相之間的相互作用,將混合物中的組分快速分離,并通過檢測器和數據處理軟件對分離組分進行定量分析。液相色譜分析儀具有高分離效率、分析速度快、適用于多種化學成分和復雜樣品的分析等優點,已成為現代分析化學中不可或缺的儀器設備。