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技術文章
液相色譜儀（Liquid Chromatograph, LC 或 High-Performance Liquid Chromatograph, HPLC）是一種基于液相色譜分離原理的分析儀器，主要用于高沸點、熱不穩定及大分子化合物的分離與檢測。相較于氣相色譜（GC），HPLC 適用于更廣泛的樣品類型，尤其在生物醫藥、環境監測和食品分析等領域具有不可替代的作用。
一、液相色譜儀的基本組成
1. 流動相（載液）系統
作用：輸送樣品通過色譜柱。
組成：
儲液瓶：存放高純度溶劑（如水、甲醇、乙腈）。
脫氣機：去除流動相中的氣泡（避免基線噪聲）。
高壓泵：提供穩定流速（0.1-10 mL/min），確保重現性。
2. 進樣系統
手動進樣閥：六通閥結構，定量環控制進樣量（1-100 μL）。
自動進樣器（ALS）：提高通量，適用于大批量樣品。
3. 色譜柱
類型：
反相色譜柱（RP-HPLC）（常用）：C18、C8 鍵合相，適用于非極性/弱極性化合物。
正相色譜柱（NP-HPLC）：硅膠柱，用于極性化合物分離。
離子交換柱（IEC）：分離帶電分子（如蛋白質、核酸）。
尺寸排阻柱（SEC/GPC）：按分子大小分離（如聚合物分析）。
柱溫箱：維持恒定溫度（±0.1°C），提高保留時間重現性。
4. 檢測器
紫外-可見檢測器（UV-Vis）：常用，適用于有紫外吸收的化合物（如芳香族、共軛體系）。
二極管陣列檢測器（DAD/PDA）：可獲取全波長光譜，用于峰純度分析。
熒光檢測器（FLD）：高靈敏度（比UV高100-1000倍），適用于熒光物質（如多環芳烴、氨基酸）。
示差折光檢測器（RID）：通用型，但靈敏度較低（如糖類分析）。
蒸發光散射檢測器（ELSD）：適用于無紫外吸收的化合物（如脂類、碳水化合物）。
質譜檢測器（LC-MS）：高靈敏度、高選擇性，用于復雜樣品鑒定（如代謝組學、藥物分析）。
5. 數據處理系統
記錄色譜圖，進行定性（保留時間）和定量（峰面積/峰高）分析。
二、工作原理
1. 樣品溶解：樣品溶于流動相（或兼容溶劑）。
2.進樣：通過高壓泵推動流動相，樣品被帶入色譜柱。
3. 分離：組分因在固定相和流動相間的分配系數不同而分離。
4.檢測：流出色譜柱的組分被檢測器捕獲，生成信號。
三、主要技術參數
| 參數 | 說明 |
| 分辨率（R） | R ≥ 1.5 表示基線分離 |
| 理論塔板數（N）| 衡量柱效，N 越高分離越好 |
|靈敏度 | 低檢測限（如 UV 可達 ng/mL） |
|線性范圍 | 檢測器響應與濃度的線性關系 |
| 重現性 | 保留時間和峰面積的相對標準偏差（RSD < 2%） |
四、操作流程
1. 樣品前處理：過濾（0.22/0.45 μm 濾膜）、萃取、衍生化（如提高 UV 吸收）。
2. 方法開發：
選擇色譜柱（反相/正相/離子交換）。
優化流動相（水/有機相比例、pH、緩沖鹽）。
調整流速、柱溫、檢測波長。
3. 校準與定量：外標法、內標法或標準曲線法。
五、應用領域
1. 制藥行業
原料藥純度檢查、雜質分析（如《中國藥典》HPLC 方法）。
藥物代謝研究（LC-MS）。
2. 食品安全
農藥殘留（如有機磷、氨基甲酸酯）。
食品添加劑（防腐劑、色素）。
3. 環境監測
水中有機污染物（多環芳烴、酚類）。
土壤/廢水中的抗生素、激素。
4. 生命科學
蛋白質/多肽分析（反相 HPLC）。
核酸分離（離子交換 HPLC）。
5. 化工與材料
聚合物分子量分布（GPC/SEC）。
表面活性劑分析。
六、優缺點
優點
適用范圍廣（高沸點、熱不穩定、大分子物質）。
高分離效率（超高效液相色譜 UHPLC 柱效更高）。
可與多種檢測器聯用（如 LC-MS）。
缺點
溶劑消耗大（綠色 HPLC 研究減少有機溶劑使用）。
色譜柱成本較高（尤其是手性柱）。
七、維護要點
1. 流動相過濾：避免顆粒堵塞色譜柱。
2. 色譜柱清洗：反相柱用高比例有機相沖洗，離子交換柱用緩沖液平衡。
3.泵密封圈更換：防止漏液。
八、前沿發展
超高效液相色譜（UHPLC）：使用亞 2 μm 填料，提高分離速度和分辨率。
二維液相色譜（LC×LC）：增強復雜樣品分析能力（如蛋白質組學）。
綠色 HPLC：減少有機溶劑，采用水相或超臨界流體色譜（SFC）。
總結
液相色譜儀是分析化學的核心工具之一，尤其適用于 GC 無法分析的化合物。隨著聯用技術（如 LC-MS）和新型色譜柱的發展，其應用范圍仍在不斷擴展。
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