2.2、 自动进样器:色谱系统执行的“手臂”,六通阀、毛细管等是核心
自动进样器用于自动将样本准确、稳定地注入后续模块中,因此可以视为系统自动运行的“手臂”。当前自动进样器已经广泛取代手动注射器,因为其能够在无需用户交互的情况下以高精度注入多个样本,HPLC 的自动进样机通常能注入 100µL-100 mL 样品,且在超高效液相色谱(UHPLC)中因为使用的是内径较小的色谱柱,为了达到良好的分离效果,色谱柱不能过载,自动进样器的进样量通常较小。
自动进样器有两种主要工作原理:推入式/吸入式装液和分流环。所有自动进样器均从样本瓶或孔板中抽吸样本,不同的是样本定量环内的样本放置以及针头与流动相流路的关系。在推入式和吸入式装液自动进样器中,通过用进样针推动(推入式装液)或抽吸(吸入式装液)将样本输送到样本定量环中。在实际进样过程中,只有样本定量环切换到泵流路以进行分离;相比之下,采用分流环设计时,进样针是样本定量环的一部分,无需向定量环中填充过多样本。

市场格局方面,如大连依利特、华谱科仪、海能技术、谱育科技等主要国内色谱仪制造商均已经具备进样器的制造整合能力,不过进样器的工艺难点在于样本定量环、进样针头以及泵流路的切换以及流量控制,需要高效阀门及流路方案设计、高质量的零部件和耗材以实现稳定性,因而超高压六通阀、进样针、超细毛细管等核心部件壁垒较高,进口占比仍然较大。就定量环(本质是毛细管)而言,以安捷伦为例,其定量环产品容量覆盖 8 µL 至 900 µL,还提供更大容量的 5 mL 型号,以及适用于不同压力范围和应用的不锈钢和 PEEK 定量环,能够在各种自动进样器中提供稳定性能和高精度。

2.3、 色谱柱:色谱分析的“肾脏”,色谱填料是核心
样本进入流路后,流动相会将样本输送至色谱柱,在此进行分离,因而这一模块类似于色谱分析的“肾脏”。液相色谱柱通常是由不锈钢、聚合物或玻璃(少见)制成的圆柱体,填充有粘合的二氧化硅或聚合物颗粒,色谱柱尺寸将影响灵敏度和效率,并决定可以加载到色谱柱上的分析物的量。
色谱柱的性能直接左右整个色谱系统的性能,核心指标包括效率、保留时间、分离度、分辨率等。1)色谱柱效率用于比较不同色谱柱的性能。它可能是最常被引用的色谱柱性能参数,用理论塔板数 N 表示,板数高的色谱柱效率更高。(注:塔板高度 H=柱长/N)。2)保留因子又称为容量因子或 k´(k prime),用于测量样品成分在固定相中停留的时间与在流动相中停留的时间之比。3)分离因数是色谱图两个峰的最大值之间的时间或距离的量度。4)分辨率描述的是色谱柱分离相关色谱峰的能力,因此分辨率越高,就越容易实现两个色谱峰之间的基线分离。

色谱柱有多种尺寸,可满足色谱分析人员及其应用的不同需求。从用于高通量LC/MS 的短窄孔色谱柱,到用于克级纯化的 50 毫米内径(id)制备柱,一直到用于中试、制备扩产和量产设施的尺寸可高达 600 毫米的制备柱填料站。

