大家常说自己的购物原则:“不买贵的,只买好的”。但在分析仪器的销售中,常遇到用户在购买选型时,并未根据自身的需要来选择合适的配置与型号,而是被各种仪器业务员的不同说明法搞的晕头转向,*后只能根据主观印象选择某个业务员推荐的仪器型号。编辑现将购买液相色谱仪的一些选择依据和液相色谱仪的一些特点整理编写出来,以供大家参考。
液相色谱仪其实是一个系统整体,各部分相辅相成,组合工作才成为一个完整的液相色谱仪。包括输液系统(输液泵),
进样系统(进样阀或自动进样器),分离系统(色谱柱),检测系统(检测器),数据处理系统(色谱工作站),输助设备(色谱柱恒温箱等)。液相色谱仪工作时还需要一些必备的样品处理设备,如脱气机,溶剂过滤器,针筒式过滤器等。作为购买液相色谱仪的决策人或*终拍板人,应该知道每一个部分的作用和购买定价的依据。
对于一个用户来说明,购买液相色谱仪时,应该遵循以下原则:
1、根据自身的用途需求,确定合适自己的仪器类型,在符合预期的产品中选择性价比*好的仪器;
购置仪器的目的是用于原料检测、生产中间控制、还是成品质量检验,或是产品研发需要;您的产品销售对象是否要求使用与他们同类仪器便于同步数据对照(我们常遇此类情况)?
一般而言,如果是车间使用,如原料(高纯料)检测,车间中控等用途,由于仪器所处环境稍欠,仪器操作员可能也不固定,仪器应优先考虑稳定性超强,操作维修方便的液相色谱仪,此类产品精度可以不需要求过高。如依利特的P200型,虽然流量范围小(0.00~5.00ml/min),精度也差些,但其稳定性超强,部分用户使用十多年依然在使用,在环境恶劣的条件下,一些用户反映其表现比国外**产品更**。而P200型的价格只有岛津原厂产品的一半。可谓物美价廉。另外的产品如上海的STI系列液相色谱仪产品质量和流量、精度也都满足此类用途需要,且维护费用低廉,在此种场合可以说比进口的仪器具有更好的适用性和性价比。
但如果仪器用于各种成品检验,或科研使用,由于对**度要求要高些,责任也更大,客户可以选择较好的液相色谱仪品牌及型号,目前国内使用*多的大众品牌,如依利特的P230系列,*新的P1201系列,上海的VERTEX系列液相色谱仪等;岛津有LC-10A系列(苏州产)、LC-20A系列、LC-2010系列;安捷伦有Agilent
1200系列,WATERS公司的515,1525,600E系列等。这些产品都是经过了市场长期的考验,基本确认可靠的。还有国内的一些新产品,如果经过调查确认可靠的,也可以考虑购买。但一定要注意用户使用情况的调查,还有仪器供应商的资质、技术能力的考察。以免仪器买回后因安装、培训以及售后服务发生麻烦。
有部分特殊要求的用户,如对微量、痕量物质进行定性定量的用户,主要集中在如检验检疫、食品药品监督,环保监测部门,还有一些有实力的大型企业研发或质检部门,根据资金预算可以购买一些*新或***的仪器,如液质联用仪,超高压液相色谱仪(UPLC)等;这类仪器是目前液相色谱仪发展趋势之一,主要的代表品牌以WATERS公司为主,安捷伦,瓦里安,岛津,日立等公司也早已相继推出,但目前价格非常昂贵,一般都在5万美元以上,可能对一些中小企业来说显得没有必要和浪费。
2、仔细选择有实力的仪器供应商,一个好的供应商应该具备良好的资质,专业的技术积累,雄厚的公司实力。同时也应明白:能说会道的不一定是好的!厂家直销的不一定就好。
仪器供应商的选择在仪器购买过程中有时比选择的产品更加重要。目前,国内的仪器生产商和代理经销公司总共有数千家之多,良莠不齐,其中不乏部分不讲信誉,不负责任的假冒违劣产商和**经销商。禾工科学仪器工程师经常遇到这样的用户:仪器用不久就坏了,没有人来修!仪器买回来后没有人安装培训!仪器坏后原来的供应商也找不着了!甚至有买到假冒**的产品!这都是在购买过程中对供应商调查不细的造成的。特别是液相色谱仪产品,是一个有较高制造和使用技术含量的分析仪器产品。购买时一定要慎重。有些客户有时图个几千元钱的价格差异,从一些类于个体户的小公司中购买产品,结果导致了产品质量和售后服务的双重陷阱,实在是得不偿失。
一个合格的液相色谱仪销售商应该是有扎实的技术基础,有专业的售后服务队伍。
在液相色谱仪系统中,输液泵是*重要的部件之一,泵的性能好坏直接影响到整个系统的质量和分析结果的可靠性。
输液泵应具备如下性能:
① 流量稳定,其RSD应<0.3%,流量稳定性(RSD)指标对定性定量的准确性至关重要;
② 流量范围宽,分析型应在常用的流量范围0.1~5.0ml/min内连续可调,制备型则需要更大流量;
③ 输出压力高,根据流量不同,一般应能达到150~400 kg/cm2,流量越大,*高压力越低;
④ 液缸容积小,有助于减少流动相死体积,利于清洗。
⑤ 密封性能好,耐腐蚀。由于国产密封材料质较差,国产液相也常用进口的密封垫;
泵的种类很多,按输液性质可分为恒压泵和恒流泵。恒流泵按结构又可分为螺旋注射泵、柱塞往复泵和隔膜往复泵。恒压泵受柱阻影响,流量不稳定;螺旋泵缸体太大,这两种泵已被淘汰。目前应用*多的是柱塞往复泵。
柱塞往复泵的液缸容积小,可至0.1ml,因此易于清洗和更换流动相,特别适合于再循环和梯度洗脱;改变电机转速能方便地调节流量,流量不受柱阻影响;泵压可达400
kg/cm2。其主要缺点是输出的脉冲性较大,现多采用双泵系统来克服。
双泵按连接方式可分为并联式和串联式,一般说来并联泵的流量重现性较好(RSD为0.1%左右,串联泵为0.2~0.3%),但出故障的机会较多(因多一单向阀),价格也较贵。
如依利特、岛津LC-20A、Agilent等均为串联泵,Waters液相色谱输液泵为并联泵。
检测器是HPLC仪的三大关键部件之一。其作用是把洗脱液中组分的量转变为电信号。HPLC的检测器要求灵敏度高、噪音低(即对温度、流量等外界变化不敏感)、线性范围宽、重复性好和适用范围广。
1.分类
1)按原理可分为光学检测器(如紫外、荧光、示差折光、蒸发光散射)、热学检测器(如吸附热)、电化学检测器(如极谱、库仑、安培)、电学检测器(电导、介电常数、压电石英频率)、放射性检测器(闪烁计数、电子捕获、氦离子化)以及氢火焰离子化检测器。
2)按测量性质可分为通用型和专属型(又称选择性)。通用型检测器测量的是一般物质均具有的性质,它对溶剂和溶质组分均有反应,如示差折光、蒸发光散射检测器。通用型的灵敏度一般比专属型的低。专属型检测器只能检测某些组分的某一性质,如紫外、荧光检测器,它们只对有紫外吸收或荧光发射的组分有响应。
3)按检测方式分为浓度型和质量型。浓度型检测器的响应与流动相中组分的浓度有关,质量型检测器的响应与单位时间内通过检测器的组分的量有关。
4)检测器还可分为破坏样品和不破坏样品的两种。
2.性能指标
1)噪音和漂移:在仪器稳定之后,记录基线1小时,基线带宽为噪音,基线在1小时内的变化为漂移。它们反映检测器电子元件的稳定性,及其受温度和电源变化的影响,如果有流动相从色谱柱流入检测器,那么它们还反映流速(泵的脉动)和溶剂(纯度、含有气泡、固定相流失)的影响。噪音和漂移都会影响测定的准确度,应尽量减小。
2)灵敏度(sensitivity):表示一定量的样品物质通过检测器时所给出的信号大小。对浓度型检测器,它表示单位浓度的样品所产生的电信号的大小,单位为mV·ml/g。对质量型检测器,它表示在单位时间内通过检测器的单位质量的样品所产生的电信号的大小,单位为mV·s/g。
3)检测限(detection
limit):要特别指出的是,检测器灵敏度的高低,并不等于它检测*小样品量或*低样品浓度能力的高低,因为在定义灵敏度时,没有考虑噪声的大小。一般而言,HPLC的检测限与噪声的大小是直接有关的。
检测限指恰好产生可辨别的信号(通常用2倍或3倍噪音表示)时进入检测器的某组分的量(对浓度型检测器指在流动相中的浓度——注意与分析方法检测限的区别,单位g/ml或mg/ml;对质量型检测器指的是单位时间内进入检测器的量,单位g/s或mg/s)。又称为敏感度(detectability)。D=2N/S,式中N为噪声,S为灵敏度。通常是把一个已知量的标准溶液注入到检测器中来测定其检测限的大小。
检测限是检测器的一个主要性能指标,其数值越小,检测器性能越好。值得注意的是,分析方法的检测限除了与检测器的噪声和灵敏度有关外,还与色谱条件、色谱柱和泵的稳定性及各种柱外因素引起的峰展宽有关。
4)线性范围(linear range):指检测器的响应信号与组分量成直线关系的范围,即在固定灵敏度下,*
色谱分析的核心是组份分离,因此担负分离作用的液相色谱柱是高效液相色谱系统的心脏。
选择合适的色谱柱是液相色谱分析的*关键一步。
禾工科学仪器认为,在常规分析中,液相色谱仪型号的选择远不如色谱柱的选择和分析条件的建立来的重要。
对色谱柱的要**柱效高、选择性好,分析速度快等。市售的用于HPLC的各种微粒填料如多孔硅胶以及以硅胶为基质的键合相、氧化铝、有机聚合物微球(包括离子交换树脂)、多孔碳等,其粒度一般为3,5,7,10μm等,柱效理论值可达5~16万/米。对于一般的分析只需5000塔板数的柱效;对于同系物分析,只要500即可;对于较难分离物质对则可采用高达2万的柱子,因此一般10~30cm左右的柱长就能满足复杂混合物分析的需要。
柱效受柱内外因素影响,为使色谱柱达到*佳效率,除柱外死体积要小外,还要有合理的柱结构(尽可能减少填充床以外的死体积)及装填技术。即使*好的装填技术,在柱中心部位和沿管壁部位的填充情况总是不一样的,靠近管壁的部位比较疏松,易产生沟流,流速较快,影响冲洗剂的流形,使谱带加宽,这就是管壁效应。这种管壁区大约是从管壁向内算起30倍粒径的厚度。在一般的液相色谱系统中,柱外效应对柱效的影响远远大于管壁效应。
1.液相色谱柱的构造
液相色谱柱由柱管、压帽、卡套(密封环)、筛板(滤片)、接头、螺丝等组成。柱管多用不锈钢制成,压力不高于70 kg/cm2
时,也可采用厚壁玻璃或石英管,管内壁要求有很高的光洁度。为提高柱效,减小管壁效应,不锈钢柱内壁多经过抛光。也有人在不锈钢柱内壁涂敷氟塑料以提高内壁的光洁度,其效果与抛光相同。还有使用熔融硅或玻璃衬里的,用于细管柱。色谱柱两端的柱接头内装有筛板,是烧结不锈钢或钛合金,孔径0.2~20μm(5~10μm),取决于填料粒度,目的是防止填料漏出。
色谱柱按用途可分为分析型和制备型两类,尺寸规格也不同:
① 常规分析柱(常量柱),内径2~5mm(常用4.6mm,国内有4mm和5mm),柱长10~30cm;
温度对溶剂的溶解能力、色谱柱的性能、流动相的粘度都有影响。一般来说,温度升高,可提高溶质在流动相中的溶解度,从而降低其分配系数K,但对分离选择性影响不大;还可使流动相的粘度降低,从而改善传质过程并降低柱压。但温度太高易使流动相产生气泡。
色谱柱的不同工作温度对保留时间、相对保留时间都有影响。在凝胶色谱中使用软填料时温度会引起填料结构的变化,对分离有影响;但如使用硬质填料则影响不大。
总的说来,在液固吸附色谱法和化学键合相色谱法中,温度对分离的影响并不显著,通常实验在室温下进行操作。在液固色谱中有时将极性物质(如缓冲剂)加入流动相中以调节其分配系数,这时温度对保留值的影响很大。
另外,不同的检测器对温度的敏感度不一样。紫外检测器一般在温度波动超过±0.5℃时,就会造成基线漂移起伏。示差折光检测器的灵敏度和*小检出量常取决于温度控制精度,因此需控制在±0.001℃左右,微吸附热检测器也要求在±0.001℃以内。
因此,在高效液相色谱仪中色谱柱及检测器都要求能准确地控制工作环境温度,液相色谱柱的恒温精度要求在±0.1~0.5℃之间,而检测器的恒温要求则更高。
禾工科学仪器建议客户在选择液相色谱仪时选购液相色谱仪专用色谱柱恒温箱,作为液相色谱仪辅助设备,色谱柱温箱对液相色谱仪*关键的色谱柱及前后液路进行温度控制。
但禾工科学仪器同样认为,对于多数进行液相色谱仪常规分析的用户来说,只要色谱柱恒温箱的恒温效果达到要求,完全可以使用较好的国产色谱柱温箱来代替进口柱温箱。如禾工科学仪器提供的HG系列色谱柱温箱就经过数百家用户的使用证实了其可靠性能。
在现实中���对许多紫外检测器进行分析的液要色谱仪用户来说,只要有好的工作环境,如安装了空调,或室内温差很小的情况下,甚至都不需要配置柱温箱。但对示差折光检测器的用户来说,则必需使用柱温箱进行恒温分析。
HPLC进样方式可分为:隔膜进样、停流进样、阀进样、自动进样。
进样装置要求:密封性好,死体积小,重复性好,保证中心进样,进样时对色谱系统的压力、流量影响小。
早期使用隔膜和停流进样器,装在色谱柱入口处。现在大都使用六通进样阀或自动进样器。
1、隔膜进样。用微量注射器将样品注入专门设计的与色谱柱相连的进样头内,可把样品直接送到柱头填充床的中心,死体积几乎等于零,可以获得*佳的柱效,且价格便宜,操作方便。但不能在高压下使用(如10MPa以上);此外隔膜容易吸附样品产生记忆效应,使进样重复性只能达到1~2%;加之能耐各种溶剂的橡皮不易找到,常规分析使用受到限制。
2、停流进样。可避免在高压下进样。但在HPLC中由于隔膜的污染,停泵或重新启动时往往会出现“鬼峰”;另一缺点是保留时间不准。在以峰的始末信号控制馏分收集的制备色谱中,效果较好。
3、阀进样。现在,一般的高效液相色谱仪分析*常用平面六通进样阀(以美国Rheodyne公司的7725和7725i型*常见),其关键部件由圆形密封垫(转子)和固定底座(定子)组成。这种进样方式耐高压(35~40MPa),进样量准确,重复性好(0.5%),操作方便。但由于阀接头和连接管死体积的存在,柱效率稍有下降;并且,对进样操作规范有一定的要求,必须手动进样。
4、自动进样。用于大量样品的常规分析。对于操作人员**,样品量过大的用户来说,效率较低。因此自动进样器也是很多用户的选择,目前市场上自动进样器种类较多,功能也非常齐备,如样品位数,可变体积进样,衍生化反应组件,冷热组件,化学惰性组件等等。用户可以根据自己的具体情况选择。
需要指出一点,有时好的液相色谱仪品牌配套的自动进样器不一定就好,如有些**品牌的自动进样器只能用自产的软件进行控制操作,而不能键盘操作以便和别的液相色谱配套使用。好的自动进样器应该是具有通用性的,可以通过软件操作如远程控制,也可以独立键盘操作,以便与其它环境下的通用性。依利特自德国引进的AS230型自动进样器就是这种通用型的产品之一,选配功能齐全,也能简单与各种型号的液相色谱仪配套使用。
目前,色谱工作站已基本取代了使用了数十年的老式记录仪和色谱数据处理机,一般专业的液相色谱仪生产厂家都有自己配套的液相色谱仪控制软件。但由于多数液相色谱仪本身都有独立操作控制功能,因此有不少液相色谱仪可以使用通用型的色谱数据工作站进行数据计算处理。如:目前国内销售的岛津苏州产LC-10A液相色谱仪和LC-20A液相色谱仪就有许多用户配国产的色谱工作站。由于进口的色谱软件大多价格昂贵,有的甚至超过了一台普通国产液相色谱仪的价格,因此,其它进口液相色谱仪也可以使用国产色谱工作站。
国内目前使用量*大的色谱工作站仍然是浙江大学的N2000色谱数据工作站,虽然N2000色谱数据工作站具说有不少问题,如因采样频率导致的037现象,惠普打印机不兼容现象,还有死机现象等。但由于目前国内有近两万多名色谱用户正在使用,从某种意义上来说,N2000色谱数据工作站已经成为某些供应链中数据比较的标准了。
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