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高效液相色谱基础篇|关于仪器常用固件上的小知识

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2024/09/30

液相色谱（LC）

在高效液相色谱仪器学习的过程中，我们总会听到前辈们说什么单向阀又堵了、针座漏液了等等；所以今天我们对高效液相色谱中不同模块的固件进行名词介绍，方便大家在日常工作中的理解。（不局限于哪个厂家的仪器，只对容易出问题的部件进行介绍）

01.泵模块

1）单向阀：单向阀（Check Valve）是一种允许流体单向流动并阻止反向流动的阀门。它的工作原理是利用阀芯在流体压力作用下打开或关闭阀门，从而实现流体的单向流动。

2）单向阀芯：单向阀芯是单向阀的核心部件，通常由金属材料制成，具有良好的密封性能。它在流体压力作用下打开，允许流体通过，而在反向流动或无压力作用下，阀芯会关闭，阻止流体逆流。

3）柱塞杆：柱塞在泵缸中往复运动，通过改变泵缸内的容积来吸入和排出流体。柱塞泵的工作原理是将柱塞的往复直线运动转换为流体的压力能，从而实现流体的输送。

4）柱塞杆密封圈：围绕柱塞杆安装的密封元件，其主要作用是防止流动相在高压下从柱塞杆与泵头之间的间隙泄漏。

5）混合器：混合器用于将两种或多种不同的流体均匀混合。在HPLC系统中，混合器通常用于精确控制和混合流动相的不同组分，以实现梯度洗脱；通常有几百μl到几千μl不等。

6）比例阀：比例阀是一种可以根据输入信号（如电压或电流）的大小连续调节流体压力或流量的控制阀。可以用于精确控制流动相的流速或压力，从而实现对色谱分离过程的精细调控。

7）真空在线脱气机：在线脱气机利用真空脱气原理，通过在流动相通过置于真空仓中的脱气管时产生的压力差，使流动相中的气泡分子从分离膜内不断析出。这种设备在HPLC系统中用于去除流动相中的溶解气体，防止气泡对色谱分离效率和检测器基线稳定性的影响。

8）在线过滤器：用于过滤流动相中的杂质和固体颗粒，保护HPLC系统中的泵、色谱柱和检测器免受污染。过滤器通常安装在泵后端，自动进样器的前端，其过滤芯可以是筛板或其他形式的过滤介质，以拦截可能影响系统性能的颗粒物。

图1.泵头里的相关配件

图2.不同体积的混合器

02.进样模块
1）进样针：用于将样品从样品瓶中吸取并注入到色谱系统中的细长金属针。进样针需要定期清洗和维护，以避免样品交叉污染和针头堵塞。
2）针座：固定进样针并提供密封的组件，通常与进样阀相连。针座的作用是确保进样针在注射样品时的密封性，防止流动相或样品泄漏。
3）样品盘：用于放置和固定样品瓶的平台，可以容纳一定数量的样品瓶，方便自动进样器进行样品取样。样品盘的设计使得样品瓶可以按照预定的顺序进行分析。
4）计量注射器：也称为活塞注射器，用于精确控制样品的吸取和注入。计量注射器通过活塞的往复运动来抽取和注入样品，确保进样体积的准确性。5）定量环：它确保每次进样时注入色谱柱的样品体积都是准确和一致的；在进样过程中，定量环会充满样品，然后通过进样阀将其转移到色谱柱中。不同的分析需求可能会用到不同体积的定量环，比如几微升到几十微升不等。
6）六通阀：也称为进样阀，控制样品注入色谱柱的阀门。六通阀通常有六个端口，通过阀体的旋转切换流路，使样品能够在适当的时刻被引入色谱柱。

图3.六通阀里的相关配件
03.柱温模块

1）柱温箱：柱温箱是用于保持色谱柱温度恒定的设备，通常可以控制温度在一定范围内，如5-85°C或更高。

2）柱夹：用于将色谱柱固定在柱温箱内的特定位置，确保色谱柱与热交换器的良好接触。

3）柱前加热模块：在流动相进入色谱柱之前对其进行加热的设备。主动预加热器通常集成在柱温箱中，可以确保溶剂的温度与色谱柱的温度相匹配，从而提高分离效率和峰形的尖锐度。

图4.柱前预热的相关配件
04.检测器模块
1）流通池：流通池是检测器中的一部分，样品流经此处并与检测器的光源或电极接触，产生可测量的信号。
2）光源：不同的检测器匹配不同的光源，如紫外氘灯、可见钨灯、示差LED灯、蒸发光卤素灯、荧光氙灯.

总结一下：

在高效液相色谱（HPLC）系统中，各个模块的固件对于整个分析过程的稳定性和准确性至关重要。泵模块中的单向阀和阀芯确保流动相单向流动，柱塞杆和密封圈则负责精确输送流体。混合器和比例阀用于实现流动相的精确混合和压力控制，而在线过滤器和真空脱气机则分别去除杂质和溶解气体，保障系统性能。进样模块的进样针和针座协同工作，确保样品准确无误地注入系统，六通阀则负责在恰当的时机将样品引入色谱柱。柱温模块通过柱温箱和柱前加热模块来维持色谱柱的温度，以优化分离效果。最后，检测器模块中的流通池和各种光源（如氘灯、钨灯、LED灯、卤素灯和氙灯）负责检测并测量样品的信号。这些固件的维护和正确使用对于日常HPLC分析工作来说是非常关键的。

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