液相色谱仪(HPLC)是用液体做流动相、高压驱动、对混合物先分离后定量 / 定性的精密分析仪器,特别适合高沸点、热不稳定、大分子样品,是化学、医药、食品、环保实验室的 “标配”。image

一、原理

分离本质:样品各组分在固定相(色谱柱填料)和流动相(液体溶剂)之间的分配 / 吸附能力不同,在高压下流过色谱柱时,保留时间不同,从而按顺序流出、被检测。

  • 流程:流动相平衡→进样→高压带入色谱柱→组分分离→检测器转电信号→数据处理成色谱图(时间为横轴、信号为纵轴)。

  • 与气相色谱(GC)对比:GC 适合易挥发、热稳定小分子;HPLC 适合难挥发、热不稳定、大分子(如药物、蛋白、多糖)。

二、仪器五大组件

1. 高压输液泵(心脏)

  • 作用:以高压(40–50 MPa)、稳定流速(0.1–10 mL/min)输送流动相,分等度(单一配比)和梯度洗脱(程序变配比),提升复杂样品分离效率。

  • 关键:流量准、脉动小、耐压高。

2. 进样系统(样品入口)

  • 形式:六通阀(手动)/ 自动进样器(主流),精准注入1–100 μL样品。

  • 要点:样品需0.22 μm 滤膜过滤,防堵柱。

3. 色谱柱(分离)

  • 结构:不锈钢 / PEEK 管(长 10–25 cm,内径 2–5 mm),填充3–10 μm固定相颗粒。

  • 主流类型:

    • 反相柱(C18,常用):非极性固定相,分离中 / 非极性化合物(药物、食品添加剂)。

    • 正相柱(硅胶):极性固定相,分离强极性物质。

    • 离子交换柱:分离带电分子(蛋白、核酸)。

    • 尺寸排阻柱(SEC):按分子大小分离(聚合物、多糖)。

  • 柱温箱:控温 ±0.1℃,保证保留时间重现性。

4. 检测器(眼睛)

  • UV / 紫外检测器(常用):190–400 nm,测有紫外吸收物质(芳香族、共轭体系),ng 级灵敏度。

  • DAD / 二极管阵列:全波长扫描,峰纯度鉴定、多波长同时检测。

  • FLD / 荧光:灵敏度比 UV 高100–1000 倍,测荧光物质(多环芳烃、黄曲霉毒素)。

  • RID / 示差折光:测无紫外吸收物质(糖类、醇类)。

  • MS / 质谱:联用,精准定性、分子量测定(LC-MS)。

5. 数据处理系统

  • 工作站:采集信号、生成色谱图、定性(保留时间)、定量(峰面积 / 峰高)、输出。

三、主要特点

  • ? 适用广:不挑样品形态(液体 / 可溶固体),难挥发、热不稳定、大分子都能测。

  • ? 分离效率高:柱效可达数万理论塔板数,复杂组分也能分开。

  • ? 灵敏度高:痕量分析可达ppb 级。

  • ? 定量准:重现性好,RSD<1%。

  • ? 自动化:自动进样、梯度洗脱、数据处理,高通量。

四、典型应用

  • 制药:药物含量、纯度、杂质、有关物质检测(药典)。

  • 食品:农残、兽药残留、添加剂、毒素(黄曲霉毒素、三聚氰胺)。

  • 环境:水质、土壤有机污染物(多环芳烃、酚类)。

  • 生命科学:蛋白质、核酸、多肽、代谢物分离分析。

  • 化工 / 化妆品:原料纯度、成分分析、质量控制。

五、与你之前问的气源关联

  • 氢气发生器:供FID 检测器燃气(GC 常用,HPLC 少用)。

  • 氮气发生器:供LC-MS雾化气、蒸发光散射检测器(ELSD)载气、样品吹扫保护气。

  • 二氧化氯发生器:用于实验室 / 环境消毒,与 HPLC 分析无直接关联。