液相色谱梯度混合器

液相色谱用在线混合器都是静态混合器，静态混合器本身没有运动部件，而是依靠固定在管内结构特殊的内件和流体的运动，使互不相溶的流体各自分散，达到良好的混合。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206151126_372591_1638724_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206151127_372592_1638724_3.jpg以上是示意图岛津公司超快速液相色谱仪Nexera系列MR40μL、MR100μL、MR180μL II梯度混合器http://imgeditor.chem17.com/MTEditor/20120514/634725830246477500.jpg（1）如何实现梯度，一台仪器只能匹配一个混合器还是可以匹配多个混合器？（2）如何实现最高的混合效率和最小梯度延迟之间的平衡，哪种混合方式最有效？（3）液相色谱混合有没有实现动态混合的可能？

关于提高高压梯度混合器性能指标的研究 面对近几年发现的高压梯度混合器的一系列问题给高效液相色谱带来很大障碍，如噪声大，基线漂移严重，导致检出限指标低，定性定量重复性差。另外和国外先进混合器相比也存在很大的差距。为此我们做了大量的实验及研究工作，并取得了很大的进展。国产的混合器一般有几个显著的特点：1. 混合效果不够好。表现在混合后噪声比较大，尤其是在设定波长较低时（紫外检测器，波长190nm-220nm）使用甲醇、乙腈、水以及添加了三氟乙酸等试剂时，噪声尤其明显，如图1；http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182037_405068_2369266_3.jpg图12. 滞后时间长（混合死体积大的体现）。设定梯度是在5、10、15、20分钟开始变化，但实际都滞后了1分钟左右，如图2；http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182038_405070_2369266_3.jpg图23. 平衡时间长（主要也是由混合死体积大引起的）。主要体现在梯度变化后到平衡好的时间较长，如图3；http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182039_405071_2369266_3.jpg图34. 混合重复性比较差。这当然也有其他如温度、流动相变化等因素的影响，但主要原因还是来自混合器，体现在平衡后基线仍可能有较大的波动，如图4-1、图4-2；http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182040_405073_2369266_3.jpg图4-1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182041_405076_2369266_3.jpg图4-25. 混合灵敏度不高。岛津的混合灵敏度能达到1%以内，国产的一般都是5%左右，1%响应非常不明显，如图5-1、5-2；http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182042_405077_2369266_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211182049_405083_2369266_3.jpg 图5-1，5%的响应 图5-2,1%的响应[/alig

[align=center][size=29px][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中的梯度淋洗[/size][/align][align=center][/align]1 等度淋洗与梯度淋洗进行高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]分析时，常用两种洗脱方式，即等度淋洗与梯度淋洗。其中等度淋洗在分析全过程中流动相的组成不变。而梯度淋洗中流动相组成随运行过程是变化的（例如氢氧根体系中氢氧化钾浓度由15mM增至50mM）。下图为几种不同的梯度形状。其中曲线梯度较为不常见。[img=,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270935486413_397_1809927_3.jpg!w690x396.jpg[/img]目前许多实验室对梯度淋洗有很大偏见。他们偏爱等度淋洗的原因有以下几点：①一些实验室尚不具备支持梯度淋洗的色谱仪（只有一个泵且没比例阀）。②梯度淋洗更复杂，似乎更难建立新方法。③某些HPLC检测器(如示差折光检测器)不能使用梯度淋洗。④每次运行梯度淋洗后需重新平衡色谱柱，耗时较长。⑤不同设备的分离结果可能不同，所以梯度淋洗法移植时会出现保留时间差异。⑥梯度淋洗中的基线噪声和基线漂移更大，更容易受到试剂纯度的影响。⑦某些色谱柱或流动相不适于梯度淋洗。实际上，梯度淋洗分离方法的建立和日常操作与等度淋洗相比并不太难。而且很多分离只适于使用梯度淋洗。2 梯度淋洗的优势用等度淋洗时，由于流动相全程保持不变，如果待分析物，的保留差异很大，则会出现弱保留组分扎堆洗脱且强保留组分很晚才洗脱，从而无法获得满意的分离。[font='times new roman']为了比较等度淋洗与梯度淋洗的不同，我们使用同一根色谱柱分离相同的样品，下图是等度淋洗与梯度淋洗的对比谱图，上半部分为等度[/font][font='times new roman']淋洗曲线，下半部分为梯度淋洗曲线。通[/font][font='times new roman']过对比我们可以发现，等度淋洗时[/font][font='times new roman']1~6[/font][font='times new roman']号峰分离度不太理想，[/font][font='times new roman']13[/font][font='times new roman']号峰保留时间过长，而在梯度淋洗时，为了改善[/font][font='times new roman']1~6[/font][font='times new roman']号峰的分离，我们采用较低的淋洗液浓度，为了快速洗脱强保留的[/font][font='times new roman']13[/font][font='times new roman']号峰，我们在[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman']号峰后提高了淋洗液浓度，使得[/font][font='times new roman']13[/font][font='times new roman']号峰由原来的[/font][font='times new roman']80[/font][font='times new roman']分钟提前到[/font][font='times new roman']40[/font][font='times new roman']分钟。由此可见，梯度淋洗可有效改善弱保留组份分离度，快速洗脱强保留组份。此外，等度淋洗时，弱保留组份峰形比较窄而强保留组份峰形较宽，梯度淋洗时增强洗脱能力可以使强保留组份也获得尖锐的峰形。[/font][align=center][img=,690,390]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270936062924_2978_1809927_3.jpg!w690x390.jpg[/img][/align]3 使用梯度淋洗时的注意点3.1 基线漂移[align=left]在[font='times new roman']HPLC[/font]中，不同流动相（水、甲醇、乙腈）对于紫外吸收的程度不同，导致梯度淋洗时产生基线漂移，且不可避免。[/align][align=left]在碳酸盐体系[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中，抑制产物是碳酸，碳酸浓度不同其电导也不同。故梯度淋洗会产生基线漂移，且不可避免。[/align][align=left]对于氢氧根淋洗液和甲烷磺酸淋洗液，抑制产物是水，理论上在梯度淋洗时不会产生基线漂移；而实际上由于试剂纯度以及抑制不完全等原因，也是存在基线漂移的。[/align]3.2 流动相平衡每次梯度淋洗结束时，流动相的组成已经与分析开始时大不相同了。为了下一次的梯度淋洗，必须用初始浓度的流动相对色谱柱进行彻底平衡后，再进行梯度淋洗。色谱柱平衡时间不足时，色谱图早期被洗脱的峰的保留时间会发生改变，而后期被洗脱的峰通常不受影响。3.3 流动相浓度的滞后现象当确定了梯度淋洗程序后，开始梯度淋洗，但由于实现梯度淋洗的仪器设备结构或电子控制系统等多种原因，使得我们实际观测到底梯度淋洗向后平移了一段时间，此现象称为梯度系统的滞后时间。使用相同的梯度淋洗程序，对于同一个样品，在不同的色谱仪上进行梯度淋洗，由于仪器结构、电路控制以及管线长度的差异，表现出的滞后时间往往不同。4 梯度淋洗的类型传统上，梯度淋洗分为高压梯度（也叫内梯度）和低压梯度（也叫外梯度）。另外，在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]领域提出淋洗液发生器的概念后，使用淋洗液发生器时也可以进行梯度淋洗。4.1 高压梯度（内梯度）高压梯度又称内梯度，采用多个高压泵将不同的流动相增压后送入混合室混合后送入色谱柱。流动相中有几种变化组分就称为几元梯度。二元梯度淋洗需要两台高压输液泵；三元梯度淋洗需要三台高压输液泵；每台高压输液泵的输出量由程序控制，按照设定程序将不同量的溶剂送到混合室混合，产生任意形式的梯度淋洗曲线。高压梯度通常以二元高压梯度最为常见。下图为二元高压输液系统示意图。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270931283755_4332_1809927_3.jpeg[/img]泵A和泵B出来的流动相在混合器里面混合的时候，都是处于高压状态，这时候，流动相对气体溶解度较高，流动相中不容易析出气泡，从而避免导致[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]压力波动、流速不准、基线波动等种种问题。4.2 低压梯度（外梯度）低压梯度又称外梯度，是在常压下将流动相的不同组分混合后再用高压输液泵送入色谱柱的方法，利用电磁比例阀控制不同溶剂的流量变化，使溶剂按不同比例被输送入到混合室中混合，然后用一台高压输液泵将混合好的流动相输送到色谱柱中。低压梯度通常以四元低压梯度最为常见。流动相对气体的溶解度较低，如果流动相中溶解的气体比较多的话，在混合时就可能有小气泡形成，导致压力波动等种种问题。气泡永远是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]的天敌。下图为四元低压输液系统示意图。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270931284761_9930_1809927_3.jpeg[/img]低压梯度一定要配脱气机，先对流动相进行在线脱气，才能用电磁比例阀进行混合，要不然很容易产生气泡。而高压梯度一般情况下可以不用配在线脱气机就能在线混合，运行梯度方法。高压梯度的优势：优势1：混合精确性高从上面的介绍可以看到，两种梯度体系的混合方式完全不同。高压梯度相当直观，通过分别控制两个泵的流速，就能够准确控制两种流动相的比例。比如在1ml/min的流速下，要达到A：B两种流动相70：30的混合比例，那就设置A泵流速0.7ml/min，B泵流速0.3ml/min就可以了。当然这些都是系统和软件自动完成的。只要做到泵流速准确，比例就能准确。而低压梯度则通过电磁比例阀来控制混合比例，那比例阀又是如何工作的呢？一般来说，比例阀是通过控制入口通道分别打开时间的长短来控制混合比例的。举个例子可能更容易理解，仍然是A：B两种流动相70：30的混合比例。为了达到这个效果，B、C、D三个通道都关闭，A通道打开7ms，这时候进入系统的都是A；然后，A、C、D关闭，B通道打开3ms，这时候进入系统的都是B。这样就得到了70/30的流动相的比例。大家能感觉出来，进入系统的流动相其实是一段A、一段B这样的。如果两种流动相比例比较悬殊（比如某组分只占有1%），这种混合方式的误差相对比较大。优势2：延迟体积小使用高压梯度时，流动相混合后，经过混合器、压力传感器、阻尼器，放空阀，然后进入进样器。反观低压梯度，流动相混合后要经过整个泵头(包括主动入口阀、两个泵腔、出口阀、管路等等)，才能到达进样器。一般来说，我们把流动相从混合开始，最后到达柱头这段体积叫延迟体积。流动相梯度的变化要到色谱柱头，才能够对分离产生影响，所以有一定的延迟。延迟体积越大，梯度的变化到达柱头的时间越长，导致分析时间越长。我们可以看到，高压梯度先天地决定了其延迟体积远小于低压梯度。这就决定了在色谱分析时间要求很短的梯度方法中，比如各种小粒径的色谱柱的快速分析方法，都采用高压梯度方法。不同品牌、类型的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]之间的延迟体积差异，是方法转移后出现结果跟以前不一样了的最大的原因之一。低压梯度的优势：高压梯度这么多优势，但在实际上，还是低压梯度用得更多一些。低压梯度的优势是：便宜。低压梯度只需要一个输液泵就能运行梯度条件，，高压梯度最低需要两个泵才能运行梯度。在运行方法条件不是很苛刻的时候，低压梯度能达到跟高压梯度一样的分析效果，而价格可能要便宜得多。而且只有一个泵，后期保养成本也低。因为便宜，所以市场保有量更大，很多标准方法都是在低压梯度下开发的。用高压梯度需要进行方法移植。如果用一些三元甚至更高元梯度的方法，四元低压梯度可以直接拿来用，高压梯度需要购置三个甚至四个泵，成本进一步提高。四元低压梯度可以在进样程序中直接设置走完序列后冲洗瓶子；而高压梯度要达成这样的方法，需要购置阀控或者更多的泵。4.3 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]淋洗液发生器产生的梯度淋洗[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]使用的流动相以酸碱盐的水溶液为主，传统的配制方法是称量试剂并溶解定容。淋洗液发生器通过电解在线产生高纯度淋洗液，并支持梯度程序，是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]发展中的重大跨越。此处以[font='times new roman']KOH[/font]淋洗液发生器为例介绍淋洗液发生器的原理。淋洗液发生器通电时，阳极电解产生氢离子及氧气，氢离子和罐中的氢氧根离子反应生成水，导致罐中钾离子（阳离子）比氢氧根离子（阴离子）数量多。多出来的钾离子在电场及渗析作用的驱动下通过阳离子膜到达氢氧化钾发生室。阴极在氢氧化钾发生室的底部，电解产生氢氧根离子和氢气。[align=center][img=,591,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270936253224_254_1809927_3.jpg!w591x290.jpg[/img][/align]随着超纯水不断流入氢氧化钾发生室，钾离子和氢氧根离子以及氢气随着水流入[font='times new roman']CR-ATC[/font][font='times new roman']（主要作用是去除杂质阴离子）[/font]和脱气盒，在脱气盒中氢气被去除。所产生的KOH溶液的浓度由施加电流与去离子水的流速决定。根据法拉第电解定律，在恒定流速下，施加电流和所产生的KOH浓度之间呈正比，可通过控制所加的电流得到准确浓度的KOH淋洗液，因此也可以实现梯度淋洗。操作鼠标即可设置淋洗液的浓度梯度，有效地简化了操作和缩短了运行时间，使其与等度淋洗一样方便，此项技术被称为“只加水”[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]技术。5 总结进行梯度淋洗可以达到以下目的：缩短分析周期；提高分离能力；峰型得到改善；增加灵敏度，但通常会引起基线漂移。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中，使用淋洗液发生器产生的梯度淋洗精度通常高于高压及低压梯度，推荐使用。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]中，高压梯度及低压梯度各有优势，可根据实验室条件及预算进行选配。6 参考文献牟世芬，朱岩，刘克纳.《[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]方法及应用》（第三版）化学工业出版社于世林.《图解高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]技术与应用》科学出版社R.施奈德，J.L.格莱吉克 著 王杰 赵岚峰 王树力 丁洁 译 《实用高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]法的建立》（第二版）科学出版社青岛睿谱分析仪器有限公司 《[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]实用手册》张新庆 “二元泵和四元泵哪个好”gz号

本人单位想购买一台岛津液相色谱仪，配置二元泵+梯度混合器+100位自动进样器+双波长紫外检测器+控制键盘+高端色谱柱+工作站，请各位大侠帮预算一下大概需要多少银子？谢谢。亲

[center][flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/200984225825_01_0_3.swf[/flash][/center][B][center]《第二届网络原创作品赛》一次液相色谱方法的探索[/center][/B]此次主要是针对梯度进行探索的一个例子，在此之前我们先来看看梯度的有关知识。[B]梯度洗脱[/B]是使流动相中含有两种或两种以上不同极性溶剂在洗脱过程中连续或间断性改变流动相的组成，以调节极性使每个流出组分都有合适的容量因子k，并使样品中的所有组分在最短分析时间内，以适用的分离度获得满意的分离。当样品中第一个组分的容量因子和最后一个峰的容量因子相差几十倍或上百倍的时候，使用梯度洗脱的效果特别好。[B]低压梯度[/B]在常压下将两种或两种以上溶剂输送到混合器中混合，然后用高压泵将流动相输入到色谱柱中，低压梯度只需一个泵，成本相比高压梯度要小。其图为（借鉴线上讲座的图片）：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908050017_163841_1600062_3.jpg[/img]四元低压梯度系统流动相的比例通过控制时间电磁阀的开关时间来实现。这个在第十五期的液相线上讲座已经讲的比较清楚，这里就不再累赘了。[B]高压梯度[/B]高压梯度洗脱是用两台高压输液泵将强度不同的两种溶剂输入到混合器中，进行混合后再进入色谱柱，两种溶剂进入混合器的比例通过在工作站设置。其优点是两台高压输液泵的流量皆可独立控制，可获得任何形式的梯度程序，易于自动化。其图示为：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908050017_163842_1600062_3.jpg[/img]二元高压梯度系统[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908050018_163843_1600062_3.jpg[/img]由于高压梯度装置，每种溶剂是分别由泵输送的，进入混合器后，溶剂的可压缩性和溶剂混合时热力学体积的变化，可能影响输入到色谱柱中的流动相组成。由于高压梯度使用两个泵，所以成本相比低压泵较高。[B]梯度洗脱曲线[/B]梯度洗脱中用到较弱极性溶剂和强极性溶剂，当以梯度洗脱时间作横坐标，以流动相中强极性组分的体积百分含量为纵坐标，绘出的曲线为梯度曲线。以下为不同洗脱方式下的梯度洗脱曲线：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908050019_163844_1600062_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908050019_163845_1600062_3.jpg[/img]强极性溶剂在流动相中的体积百分含量以恒定的速率增加，则流动相的极性呈“线性梯度”，若不以恒定速度增加，流动相呈现凸形或凹形。呈线性洗脱，图谱中每个谱带宽度相等，各个谱带之间具有相同的分离度；呈凸形洗脱，由于开始强溶剂体积百分含量迅速增加，使开始洗脱的色谱峰型尖锐，且分离度较小，而在分离的后期，由于强溶剂体积百分含量减小，使得后洗脱峰谱带加宽，分离度增大。凹形和凸形正好相反。即刚开始洗脱的色谱峰谱带较宽，分离度较好，而后洗脱的色谱峰谱带较窄，分离度减小。