随着相关技术进步,高效液相色谱仪器逐步成为色谱领域最重要部分之一。按照应用领域和技术类型的不同,液相色谱(LC)仪器还可具体细分为 HPLC、UHPLC、LC-MS 及制备型 LC 等类别。前四种类型的零部件模块大体属性相同,而制备型色谱则由于需要收集分离后的不同分析物(如制药等场景),需要馏分收集器等额外部件,对精度要求则往往不如 HPLC,这类色谱仪从技术上与分析型色谱没有本质区别,因此本文的讨论主要围绕分析型色谱(尤其以 HPLC 这一主流应用为主)。


超高效液相色谱(或称超高压液相色谱)的渗透率也逐渐提升。从发展逻辑来看,随着医药等行业不断对色谱分析提出更高要求,而色谱理论认为提高色谱柱的效能(efficiency)就能增加仪器的解析度(resolution),因而需要运用粒径较低的小颗粒色谱柱,但这同时也要求系统承受更高压力(如超过 9000psi)、更小系统体积并适应几秒峰宽的高速检测器,因而近二十年更先进的超高效液相色谱系统(UHPLC)得到快速发展。
2004 年,沃特世公司推出了基于 2 微米以下多孔颗粒的超高效液相色谱(UPLC)技术,并将缩写 UPLC 作为商标,其具有超低扩散体积(小于 15μL)从而发挥亚 2μm 色谱柱的性能; 而其他仪器厂商也推出类似的高端色谱仪器系统并称之为UHPLC,实际与 UPLC 同属一类,如安捷伦、赛默飞等厂商,一般的 UHPLC 在制造技术、扩散体积和耐受压力方面都相对 HPLC 进行了优化,使之能够匹配 2.5~3.5μm 颗粒度的色谱柱,以颗粒更小的固相实现更高分辨率、缩短整体分析时间。

在简要介绍了液相色谱分析系统的基本概念后,我们接下来以其为例对核心部件做初步的拆解分析,具体包括泵、进样器、阀门、色谱柱、柱温箱、检测器等。
2.1、 泵:色谱系统的“心脏”,比例阀、密封件、丝杠等较关键
流动相(溶剂)遇到的第一个硬件是泵。色谱泵以一定的流速将流动相从自动进样器注入色谱柱和检测器,因此泵是液相色谱仪的“心脏”。在将流动相输送到系统之前,泵以恒定比例(等度)或不同比例(梯度)混合溶剂,因而泵必须形成精确、恒定的溶剂比例,以进行等度洗脱,并形成溶剂梯度,即两种或两种以上溶剂的比例随时间发生变化。精确混合溶剂和提供可重现流速的能力决定了泵的保留时间重现性(LC 基本参数之一);许多泵还包含一个脱气装置,用于去除溶解在溶剂中的空气,溶剂脱气有助于减少检测器基线波动,如漂移和噪音。通常流程是,使用内置或外置装置对溶剂进行脱气,然后高压气瓶或柱塞机构将混合溶剂(流动相)输送到进样器中。

