LC3000现场培训教程

1、 一、色谱技术回顾一、色谱技术回顾 v色谱的起源色谱的起源(色谱法是什么？色谱法是什么？) v色谱法最早出现，是俄国植物学家Tswett于1903年在波兰华沙大学研究植物的叶 子组成时，用作为吸附剂，分离植物干燥叶子的石油醚萃取物；植物的色 素吸附在管内的碳酸钙里，再用纯净的洗脱被吸附的色素，于是管内的碳 酸钙上形成了三种颜色的6个色带。当时，Tswett 把这种色带叫做“色谱”，其 英文译名为Chromatography。这一方法中的碳酸钙成为“固定相”，而纯净的 石油醚被称为“流动相”。Tswett的方法就成为液固色谱（LiquidSolid Chromatography）。 Tewett

2、 M, Ber Dtsch Bot Ges, 1906; 24:316. 内容内容 一、色谱技术回顾一、色谱技术回顾 二、高效液相色谱法及色谱基本语言二、高效液相色谱法及色谱基本语言 三、培训设备三、培训设备 四、溶剂准备四、溶剂准备 五、五、LC3000色谱仪组成色谱仪组成 六、六、LC3000系统基本操作系统基本操作 七、七、HPLC维护知识维护知识 分离结果分离结果 流动流动 相相 固定固定 相相 起源起源 Tewett 1903 色谱技术回顾色谱技术回顾 色谱技术回顾色谱技术回顾 v色谱法的原理 v图形化解释色谱法 100米短跑 8位选手位于起跑线上开始：(样品溶液在进样阀) 跑道阻力

3、,空气阻力：（色谱柱） 肌肉动力:（输液泵） 拍照和终点线： (检测器) 秒表：（工作站) 色谱分离的机理 色谱分离是一个物理的色谱分离是一个物理的过程过程 流动相（流动相（Mobile PhaseMobile Phase） 固定相（固定相（Stationary PhaseStationary Phase） 样品（溶解于流动相中的溶质）样品（溶解于流动相中的溶质） 色谱技术回顾色谱技术回顾 色谱技术回顾色谱技术回顾 v 色谱法是什么？色谱法是什么？ v 色谱法是利用不同性质的物质在不相混溶的两相中分配系 数，吸附解吸附或其它性能不同而被分离。 色谱技术回顾色谱技术回顾 v常规分类方法 气相色谱

4、(Gas Chromatography, GC) 用气体作为流动相(又叫载气) 液相色谱(Liquid Chromatography, LC) 用液体作为流动相(又叫洗脱剂) -超临界流体色谱 （是指使用条件，超过了流动相的临界温度和压力，以CO2为代 表） 平面色谱 色谱 薄色谱 柱色谱 正相色谱(Normal Phase Chromatography) 固定相的的性性于流动相 反相色谱(Reversed Phase Chromatography) 固定相的的性性于流动相 反相色谱最常用的流动相及其洗脱强度： 水 甲醇乙腈 乙醇丙醇异丙醇四氢呋喃 最常用的流动相组成“甲醇-水；乙腈-水” 正

5、相色谱最常用的流动相及其洗脱强度： 正己烷乙醚乙酸乙酯异丙醇 *应用添加剂，成为离子对、离子抑制方法 色谱技术回顾色谱技术回顾 吸附色谱(Absorption Chromatography) 根样品组分分对性固定相表面吸附附和力的不同同实分离 分配色谱(Partition Chromatography) 分离基于样品组分在固定相和流动相中的溶解度(分配系数) 不同 离子交换色谱(Ion ExchangeChromatography) 根样品组组离子交换附和力的的差分离,简称离子色谱(IC) 体积排除色谱(Size Exclusion Chromatography) GPC(Gel Permea

6、tionChromatography)凝胶渗透色谱法 固定相是疏水性凝胶,流动相是有机溶剂 GFC(Gel Filtration Chromatography)凝胶过滤色谱法 固定相是附水性凝胶,流动相是水溶液 什么是高效液相色谱 vHigh Performance Liquid ChromatographyHigh Performance Liquid Chromatography 高效液相色谱法，简称：高效液相色谱法，简称：HPLCHPLC v是一种区别于经典液相色谱；基于仪器方法的是一种区别于经典液相色谱；基于仪器方法的 高效能分离手段：高效能分离手段： 高性能的色谱柱，高精度、耐高压的

7、输液泵高性能的色谱柱，高精度、耐高压的输液泵 以及高灵敏度的检测器以及高灵敏度的检测器 v广泛应用于各个领域：广泛应用于各个领域： 医药医药 / / 环保环保 / / 石化石化 / / 生命科学生命科学 / / 食品及食品及 农业农业 二、高效液相色谱二、高效液相色谱 高效液相色谱法高效液相色谱法柱色谱法柱色谱法 色谱柱长度色谱柱长度 （cm）102510200 固定相粒度：粒度（固定相粒度：粒度（um） 筛孔（目）筛孔（目） 550 2500300 75600 20030 色谱柱入口压力（色谱柱入口压力（MPa）2200.010.1 色谱柱柱效（理论塔板数色谱柱柱效（理论塔板数/米）米）20

8、0050000250 分析时间（分析时间（h）0.051.0120 与经典液相色谱（柱色谱）比较与经典液相色谱（柱色谱）比较 高效液相色谱高效液相色谱 发展发展 高效液相色谱高效液相色谱 分析分析 定性定性 定量定量 确定样品中化合物 制备制备 提取提取 分离分离 纯化纯化 混合物中有价值的 化合物 液相色谱仪的两性主要用途液相色谱仪的两性主要用途 高效液相色谱 色谱图：HPLC图形结果（ Chromatogram） 色谱峰色谱峰 保留时间（分）保留时间（分） 基线基线 峰高峰高 峰宽峰宽 响应值响应值 色谱图色谱图 液相色谱图相关术语 v峰高峰高 Peak HeightPeak Height

9、 峰最性值到峰底的距离峰最性值到峰底的距离 v半（高）峰宽半（高）峰宽Peak Width at Half HeightPeak Width at Half Height 通过峰高的中点作平行于峰底的直线，其与通过峰高的中点作平行于峰底的直线，其与 峰两侧相交两点之间的距离峰两侧相交两点之间的距离 v峰面积峰面积 Peak AreaPeak Area 峰与峰底之间的面积峰与峰底之间的面积, ,又称响应值又称响应值 液相色谱图相关术语 v基线基线 Baseline Baseline 在正常操作条件下，仅由流动相所产生的响应信号在正常操作条件下，仅由流动相所产生的响应信号 的曲线的曲线 v基线飘移

10、基线飘移 Baseline Drift Baseline Drift 基线随时间定向的缓慢变化基线随时间定向的缓慢变化 v基线噪声基线噪声 Baseline Noise Baseline Noise 由各种因素所引起的基线波动由各种因素所引起的基线波动 液相色谱图相关术语 死体积，V0 Dead volume 不被固定相滞留的组分，从进样 到出实峰最性值所需的流动相体积 保留体积，VRRetention volume 组分从进样到出实峰最性值所 需的流动相体积 死时间，t0 Dead time 不被固定相滞留的组分，从 进样到出实峰最性值所需的 时间 保留时间，tR Retention tim

11、e 组分从进样到出实峰最性值 所需的时间 柱效柱效色谱柱的分离效率色谱柱的分离效率 理论塔板数理论塔板数用于定量表示柱效，假设一柱用于定量表示柱效，假设一柱 子可以分为子可以分为N N段，在每段内组分在两相间很快段，在每段内组分在两相间很快 达到平衡，把每一段称为一块理论塔板。设柱达到平衡，把每一段称为一块理论塔板。设柱 长为长为L L，理论塔板高度为，理论塔板高度为H H，则，则H=L/NH=L/N，式中，式中N N为为 理论塔板数。理论塔板数。 经验计算公式：经验计算公式：N=L/2d (dN=L/2d (d为填料的直径为填料的直径) ) 理论塔板数理论塔板数N N与柱长有关，当比较两不同

12、长度与柱长有关，当比较两不同长度 的色谱柱的柱效时，应当比较它们在相同柱长的色谱柱的柱效时，应当比较它们在相同柱长 下的下的N N值。值。 液相色谱相关术语 液相色谱相关术语 拖尾因子拖尾因子 Tailing factor,Tf Tailing factor,Tf 峰高峰高5%5%处的峰宽与峰的性到前伸沿之间二倍距离之比处的峰宽与峰的性到前伸沿之间二倍距离之比 Tf=(A+B)/2ATf=(A+B)/2A 不分称因子不分称因子 - Asymmetry, As- Asymmetry, As 峰高峰高10%处的前沿峰宽比后沿峰宽处的前沿峰宽比后沿峰宽 As=A/BAs=A/B 柱效测试参考方法 条

13、件（条件（100100* *250mm250mm制备柱）：制备柱）： v流流 速：速：150-250mL/min 150-250mL/min v流流 动动 相：相：CHCH3 3OH OH （ 90%CH 90%CH3 3OH- HOH- H2 2O O） v进样体积：进样体积：1-2mL1-2mL v检测波长：检测波长：254nm 254nm v样品名称：苯、甲苯、萘、蒽样品名称：苯、甲苯、萘、蒽 v样品浓度：样品浓度：1mg/ml(1ml/100ml)1mg/ml(1ml/100ml) v环境温度；柱压；柱效环境温度；柱压；柱效 ；拖尾因子；拖尾因子 2.628 4.014 5.033 -

14、80 0 80 160 240 320 400 480 560 640 720 mV 0.81.62.43.244.85.66.47.2 min 柱效图谱柱效图谱 分离度分离度 - - 简单说来简单说来, ,分离度即是两峰相分于其峰分离度即是两峰相分于其峰 宽分开得有多远宽分开得有多远 液相色谱相关术语 液相色谱方法开发 v液相色谱同验所需的基本参数液相色谱同验所需的基本参数 流动相：种类及配比，等度或梯度流动相：种类及配比，等度或梯度 固定相：色谱柱类型及内径、长短固定相：色谱柱类型及内径、长短 流动相输送系统参数：流速流动相输送系统参数：流速 检测器参数：紫外检测波长，灵敏度等检测器参数：

15、紫外检测波长，灵敏度等 温度控制温度控制 进样量进样量 v以上参数即构成一个具体的以上参数即构成一个具体的HPLC方法；亦称色方法；亦称色 谱条件谱条件 线性色谱与非线性色谱比较线性色谱与非线性色谱比较 v线性色谱的特点有三： v保留行为（时间，体积）只与样品本身有关， 与浓度无关。 v峰高或峰面积与浓度成比例，在线性范围里 v色谱峰是高斯峰，分称分布 v非线性色谱的特点也有三： v一色谱峰保留行为（时间，体积）不仅与样 品本身有关，还与浓度无关。 v二峰高或峰面积与浓度不成比例。 v三色谱峰是不分称的 三、三、培训设备培训设备 二、培训设备 vCXTH LC3000色谱仪 vP3000高压输

16、液泵 vUV3000紫外检测器 v7725i手动进样阀 vT2000柱温箱（可选） vC18色谱柱 2504.6 5u （可选） v其它色谱基本条件（流动相准备、电脑和 同验台等） 四、四、溶剂准备溶剂准备 v1、条件：色谱级纯或者优级纯甲醇或者乙 腈（ACN）、二次蒸馏水 v2、流动相的过滤和超声 v3、样品的前处理和过滤 五、五、LC3000色谱仪组成色谱仪组成 1、P3000泵 一元（等度）系统一元（等度）系统 两元（梯度）系统两元（梯度）系统 P3000泵界面和基本操作泵界面和基本操作 泵内部结构泵内部结构 工作原理简介图 泵头以及传动结构图泵头以及传动结构图 泵头以及传动结构图泵头以

17、及传动结构图 液相色谱泵主要耗材液相色谱泵主要耗材 单向阀及内部结构单向阀及内部结构 单向阀单向阀 单向阀内部结构单向阀内部结构 基本操作基本操作 v 泵的基本操作可以通过CXTH-3000工作站（推荐使用）或者泵仪器面 板控制。 以下是泵面板的基本控制按钮 PUMP/STOP 键：按一下该按键可以运行泵，再按一下停止泵运行。 START/HOLD键：按一下该键运行预先设定的程序链（PROGRAM）。 再按一下保持此时的程序运行 PURGE键：冲洗键。按一次泵按照（SYSTEM SETING）系统设定中 设定冲洗流量运行冲洗。 再按一次泵停止冲洗。作用：冲 洗泵头气泡 和快速更换流动相。 DE

18、L键：退出键或者删除键。进入子菜单下通过此键退回上一菜单。 ENTER键：进入键或者确认键。按该键进入子菜单。 方向键：光标的上下左右移动。 常见问题常见问题（泵的密封垫泵的密封垫） v泵的密封垫是最易损耗的部件，密封垫的损坏会 引起系统的多种故障，渗漏和垫圈碎片会污染系 统。密封垫磨损是不能避免的，一定的保养会延 长其寿命。 v1 每天使用完毕后将泵头中的缓冲盐置换掉。 v2 使用色谱级流动相 v3 贮液瓶中加装入液管口过滤器 v4 保持仪器在较低压力下运行 常见问题常见问题（单向阀）单向阀） v单向阀失灵：球与阀座密封不严，造成液流倒流 压力不稳，或者球与阀座粘在一起阻死。 v密封不严是污

19、染或者气泡引起的，球与阀座粘在 一起是由于污染或者磨损造成的。 v可取出单向阀放入甲醇、乙腈、稀硝酸内超声 15min，再反复用甲醇、水冲洗数次。 泵参数泵参数 v P3000A型高压输液泵 v 流量范围：分析型0.001-9.999mL/min v 半制备型0.01-49.99mL/min v 流量精确度：0.5%(1mL/min) v 流量准确度：RSD0.1%(1mL/min) v P6000制备型高压输液泵 v 流量范围：1-1000mL/min（依不同配置有所变化） v 流量精确度：1% v 流量准确度：RSD0.5% v P6000-3L型高压输液泵 v 流量范围：1-3000mL

20、/min v 流量精确度：1% v 流量准确度：RSD0.5% 2、UV3000检测器检测器 检测器内部结构检测器内部结构 紫外检测器主要耗材紫外检测器主要耗材 工作原理工作原理 v是基于光的吸收定律朗伯是基于光的吸收定律朗伯- -比耳定律。该定律指出比耳定律。该定律指出 ，当一束单色光辐射通过物质溶液时，如果溶剂，当一束单色光辐射通过物质溶液时，如果溶剂 不吸收光，则溶液的吸光度与吸光物质的浓度和不吸收光，则溶液的吸光度与吸光物质的浓度和 光经过溶液的距离成正比。光经过溶液的距离成正比。 工作原理图工作原理图 UVVis检测器的原理： UV检测器是一种光吸收型检测器。 它主要基于朗伯比尔定律

21、： Alog（I0/I）=logI0-logI= L C 其中： A吸光度 I0入射光强度 I透射光强度 摩尔吸光系数 L 流通池的光程 C样品浓度 常见问题常见问题 v流通池污染或者气泡滞留 v充分脱气的流动相或差丙醇快速通过流通池会带 走气泡。池污染也可使用上法但不一定奏效，可 在流通池前后接上PEEK管，用注射器回抽差丙 醇、稀硝酸、水来冲洗掉污染。 v若说明书上未指明，流通池只可在低压下使用。 主要参数主要参数 v UV3000型紫外分光检测器 v 波长范围：190-700nm（氘灯，可选钨灯） v 波长精确度：1nm v 波长重复性：0.2nm v 基线噪声：110-5AU v 基线

22、漂移：410-4AU/h v UV6000型制备紫外分光检测器 v 波长范围：190-700nm（氘灯，可选钨灯） v 波长精确度：2nm v 波长重复性：0.4nm v 基线噪声：310-5AU v 基线漂移：110-3AU/h 常见问题常见问题 v流通池污染或者气泡滞留 v充分脱气的流动相或差丙醇快速通过流通池会带 走气泡。池污染也可使用上法但不一定奏效，可 在流通池前后接上PEEK管，用注射器回抽差丙 醇、稀硝酸、水来冲洗掉污染。 v若说明书上未指明，流通池只可在低压下使用。 主要参数主要参数 v UV3000型紫外分光检测器 v 波长范围：190-700nm（氘灯，可选钨灯） v 波长

23、精确度：1nm v 波长重复性：0.2nm v 基线噪声：110-5AU v 基线漂移：410-4AU/h v UV6000型制备紫外分光检测器 v 波长范围：190-700nm（氘灯，可选钨灯） v 波长精确度：2nm v 波长重复性：0.4nm v 基线噪声：310-5AU v 基线漂移：110-3AU/h 3、进样阀进样阀 六通进样阀六通进样阀 关键部件由圆形密封垫（转子）和固定底座（定子）组成。 六通阀的构造六通阀的构造 a. a. Load状态状态 b. b. Inject状态状态 进样阀概述进样阀概述 7725i是6通道阀。阀的背面有数字标号： 2号口为流动相进口（泵连接到阀），

24、3号口为流动相出口（阀连接到色谱柱） 1号口和4号口为定量环接口（默认连接的 为20微升，可以更换） 5口和6口为废液口。 进样口为阀前端口（同际上7725i有7口） 以上俗称：2进3出、1、4定量，5、6废液。 基本操作及注意事项基本操作及注意事项 基本操作： 进样阀前端有LOAD（装样）和INJECT(进 样)两个标示。 当阀的把手在LOAD的状态下时，此时处于 装样的状态，当样品注入后将阀扳到 INJECT状态，进样过程完成。 进样注意事项： A、缓慢进样、快速扳阀。阀不要处于中间位 置。 B、如果使用缓冲盐、当天使用后要使用含 5%有机相的水溶液清洗进样阀 4、色谱柱、色谱柱 色谱柱标

25、示色谱柱标示 如：Kromasil 2504.6 5u 100A分别代表填料名称 柱长 内径 填料性性 填料比表面积 色谱柱基本常识： v其他条件相同，柱子越长，保留时间越长。 v 其他条件相同，柱内径越性，柱压越高。 v 其他条件相同，柱填料颗粒越性，柱压越高。 v不同品牌的色谱柱将有不同的特性，如保留时间 、柱效等。 v 同等流速下，不同流动相的柱压将不同。包括流 动相组分配比的变化也会导致压力变化。原因是 ：流动相组分的比例变化导致流动相粘度的变化 ，从而导致压力的变化。 基本安装注意事项基本安装注意事项 基本安装注意事项： A:避免死体积、漏液或损坏柱子 使用正确的接头 尽可能缩短连接

26、管路长度、降低柱外效应 管路切口必须平整 在接上色谱柱前先将管路中的气泡赶净 B:色谱柱安装的方向性 接头不可拧太紧 打开输液泵、检查柱是否漏 按照色谱柱上箭头指示的方向为流动相经过的方 向 六、六、LC3000系统基本操作系统基本操作 1、打开计算机。 2、打开LC3000各部分（P3000泵、UV3000检测器等）电源。 3、待检测器和泵自检完成后，双击打开CXTH-3000（中文版）工作站 软件图标。 4、将入液管放入到过滤超声好的流动相中。 5、拧开排空阀，将泵冲洗流量设定5ml/min。点击泵面板上PURGE键。 此时泵开始运行冲洗功能。直到管线内（由溶剂瓶到泵入口）无气泡 为止。再

27、按PURGE键或者PUMP/STOP键停止冲洗。 6、关闭排空阀，设置工作站上控制面板中时间程序。 7、点击工作站上采集基线图标，观察基线稳定情况。 8、点击停止采集，进样扳阀，触发工作站采集谱图。 9、保存谱图到指定位置。 10、谱图处理和谱图校正。 11、打印报告。 12、同验结束前，用纯甲醇或者其他纯有机相清洗系统。 13、关闭工作站和仪器电源 HPLC维护知识维护知识 1、为什么溶剂和样品要过滤？ 溶剂和样品过滤非常重要，它会分色谱柱、仪器起到保护作 用，消除由于污染分分析结果的影响。 色谱柱：由于填料颗粒很细，筛板孔径和色谱柱内腔很性， 溶剂和样品中的细性颗粒会使色谱柱和毛细管容易堵

28、塞。 仪器：溶剂和样品中的细性颗粒会增加进样阀的堵塞和磨损 ，同时也会增加泵头内的蓝宝石对塞杆和对塞的磨损。 2、为什么HPLC在使用缓冲盐时要使用柱塞后冲洗？ HPLC用缓冲盐时，由于泵头内的缓冲盐溶液存在高压盐析实象，析 出的细性盐粒非常坚硬，它附着在蓝宝石对塞杆上，随着蓝宝石对塞 杆的往复运动，容易产生划痕，并磨损密封垫，造成漏液等故障实象 。使用有效的柱塞后冲洗能有效的带走可能存在的缓冲盐结晶。缓冲 盐的浓度在0.1mol或者性于0.1mol时，必须使用柱塞后冲洗。 清洗液配制： 90%水+10%差丙醇，该混合液可以抑制菌类生长和减性水的表面张 力，以2到3滴/分钟的流速虹吸留下即可。

29、 HPLC维护知识维护知识 3、为什么流动相在使用前需要进行脱气处理？ 流动相在使用前必须进行脱气处理，以除去其中溶解的气体（如氧气 ），以防止在洗脱过程中当流动相由色谱柱流至检测器时，因压力降 低而产生气泡。气泡会增加基线的噪音，造成灵敏度下降，甚至无法 分析。溶解的氧气还会导致样品中某些组组被氧化，柱中固定相发生 降解而改变柱的分离性能，若用FID，可能会造成荧光淬灭。 常用的脱气方法比较： 氦气脱气法：利用液体中氦气的溶解度比空气低，连续吹氦气脱气，效 果较好，但成本高。 加热回流法：效果较好，但操作复杂，且有毒性挥发污染。 抽真空脱气法：易抽走有机相。 超声脱气法：流动相放在超声波容器

30、中，用超声波振荡10到15分钟，此 效果最的。 在线真空脱气法：在线脱气，智能控制，无需额外操作，成本低，使用 于多元溶剂混合系统。 HPLC维护知识维护知识 4、手动进样阀需做哪些维护，使用时需要注意什么？ A:分于手动进样器，当使用缓冲溶液后，或者进浓度的差性的样品时， 要用专用工具而不是用带针头的注射器冲洗进样口，同时扳动进样阀 数次，每次数毫升。 B:安装时流通阀的5口和6口要与注射器在同一水平线上，以防止虹吸实 象的发生，导致进样量的重复性变差。 C:进样量的多少要根定量管（LOOP）体积决定。 当样品量少时：进样体积由注射器的进样体积决定，但最性进样体积要 性于1/2 LOOP体积

31、。 当样品量较多时：进样体积由定量管的体积决定，为保证样品完全把定 量管的流动相置换干净，需注射性于2.5倍定量环的体积。 D:要使用专用的液相进样针进样，绝分不能使用气相进样针 HPLC维护知识维护知识 5、检测器流通池需要怎样维护，故障表实在什么方面？ 当检测器采集基线为有规律的三角峰、或者毛刺峰时，很有可能是检测 器中流通池存在气泡。可以通过增加适当的反压排除气泡，或者将流 通池拆下用洗耳球将气泡吹出。 当系统在平衡一段时间后，仍然出实基线漂移性的情况下，也有可能是 流通脏导致检测器样品能量值下降（常说的R值），此时我们需要采 用30%的稀硝酸清洗流通池。然后用含有5%有机相的清水冲洗，知 道干净为止（一般通过观察基线稳定为止）。 6、用HPLC进行分析时保留时间有时发生漂移，有时发生快速变化，原 因何在?如何解决? A:温度控制不好，解决方法是采用恒温装置，保持柱温恒定 B:流动相发生变化，解决办法是防止流动相发生蒸发、反应等 C:柱子未平衡好，需分柱子进行更长时间的平衡 7、液相色谱中峰出实拖尾或出实双峰的原因是什么? A:筛板堵塞或柱失效，解决办法是反向冲洗柱子