液相色谱仪简介（二）液相色谱仪输液泵简析

（一）依据传动部分设计

1、间歇泵：连续输送一定体积的溶剂直至溶剂完全输送完，这类泵往往也称为注射泵，在需要保证高精度、低流量时通常会采用此泵。

a.注射泵

b.气动置换泵

2、连续泵：最为常见的设计，能够连续输送溶剂。

a.液压隔膜泵

b.柱塞泵

  b1.双柱塞并联泵

  b2.双柱塞串联泵

（二）按溶剂路数分类

无论安捷伦、沃特世、岛津还是其他液相厂商，均意识到应用市场的需求主导了不同产品开发的方向，正因为如此，液相输液泵的种类也变的更加丰富，以下就目前液相色谱输液泵按照可同时走的流动相路数再分为：

单元泵：没有梯度功能，属于最简单的方案

二元泵：高压混合，对气泡不敏感

四元泵：低压混合，对气泡较敏感，须配在线脱气机

二元高压混合和四元低压混合的区别最明显的区别主要为前者进入输液泵后立即进行混合而后者是进泵以后慢慢混合，有的还要过一混合器，混合置后，且效果明显不如前者。

高压梯度现在很多都可以用一个泵来控制另一个泵，而低压梯度往往需要一个梯度控制系统。

    二元高压梯度：

    配置：双泵+在线混合器工作方式：双泵并联，可同时有两个流动相，按照预先设定的配比进入，再高压下进行混合，混合配比更准确，不易产生气泡，不用为了转换流动相而反复清洗，提高了工作效率。同时可以做梯度洗脱，当待测样品成分复杂，用一个固定的流动相配比无法将样品中成分完全分开时，就需要用到梯度洗脱，在同一个分析过程中由仪器自动改变流动相配比，将样品中前次无法分离的物质进行洗脱，在同一谱图中得到分开的峰的效果。有助于提高分析准确性，避免遗漏重要物质的检测。

    另外，对于实验比较复杂，流动相种类更换比较多的实验，安捷伦公司提供了溶剂切换阀的升级组件，用于A、B泵分别在个流动相之间切换，这种配置的泵会让更换流动相的工作变的更加简单，但系统仍然只能同时走两路溶剂，与四元泵还是有较大区别的。

四元低压梯度：

配置：单泵+梯度阀＋在线脱气机+混合器工作方式：最多可同时有四个流动相进入流路，按照预先设定的配比进行混合，由于在常压下混合所以较易产生气泡，因此必须配备在线脱气机，可消除气泡影响。四元泵可以做梯度洗脱，在仪器上进行设定之后，同一样品分析工程中，相隔一段时间后，按照用户设定的配比自行改变流动相配比，将样品中所有组分分离开来，有助于提高分析准确性。做简单的分析,一般性的化合物用二元的系统就很好,如果做蛋白类,多肽等半制备或梯度洗脱还是四元系统方便,但需配在线脱气机.

二元高压梯度流量控制精度高，混合室在泵后，高压下混合效率也高很多、梯度组成精确；四元低压梯度系统采用单泵加梯度比例阀来实现，因为比例阀是在泵前的，并且各流路的溶剂在比例阀里就混合在一起了，所以是泵前、低压混合。

应用上，一般四元低压梯度也可以满足基本的分析需要，如果分析样品成份复杂、对重现性要求较高，或者需要在低流量下进行梯度分析，高压梯度则是更好的选择。二元高压的混合比例是通过改变泵的流速来获得的，通常泵的流速控制精确度更高，混合的精度也就更高。四元低压梯度的混合比例是通过控制不同流路的电磁阀的开闭时间长短来控制的，理论上混合的比例也是准确的，但是实际上电磁阀的开闭会有一个延迟，无论它动作多么快，总还是需要一点时间的。比如A路和B路各50%混合，在单位时间内，A路和B路的电磁阀各开通50%的时间，这时问题不大，电磁阀的延迟影响可以通过调整补偿系数来尽量弥补。但是如果极端一点的情况，A路99%，B路1%，这种情况下单位时间内，A路的电磁阀开通99%的时间，B路只占1%，时间是很短的，这时B路电磁阀的延迟就影响很大了，甚至可能延迟的时间比工作的时间还要长，其结果可想而知。而高压梯度就不会存在这种问题了。从价格上比较：一般情况下，二元高压梯度的价格会比四元低压梯度高很多的（如果其他配置都相同的话）。二元泵通常是指高压梯度,四元泵指低压梯度.高压是指两个泵分别送液在泵后的混合室内混合.而低压是依靠电磁阀的切换使泵分段输送不同流动相,同样在泵后的混合室内混合.主要区别在于低压混合是容易产生气泡.高压则不容易产生气泡.低压应注意清洗,尤其使用缓冲盐时,避免将电磁阀送液管路堵住. 

（三）与泵配套的其他部件

1.单向阀的区别

液相色谱仪单向阀比较常见的有两种：主动阀与被动阀。

被动阀：被动单向阀的原理就是通道两侧压力推动通道中的红宝石球运动，宝石球或者离开宝石座使通道打开，或者压紧在宝石座上使通道关闭。

主动阀：原理是一个推杆在特定的时候将宝石球从球座上顶开，打开通道，然后在维持一定的时间后收回推杆，宝石球被其上面的弹簧（或者压力，或者重力）压回球座上，关闭通道。

这两种设计各有优缺点，主动阀可以解决一些宝石球粘结于球座上的现象，弹簧也可以更好的关闭通道，用于粘性比较高的流动相和高盐情况都是不错的。被动阀的设计更为简单实用。

AGILENT1100系列的入口阀是主动阀，出口阀则为单向阀，而Waters的则是被动单向阀。Waters在早期的泵上有使用主动阀，在2695上则使用被动阀。

2.柱塞清洗

由于流动相混合的过程中会有一小部分的盐析出，这种颗粒的存在使得宝石柱塞杆与密封圈的摩擦更为频繁，因此液相系统中需要尽量避免这种情况的发生，柱塞清洗组件的存在即是为了解决这类问题的。Waters alliance为标配的组件，而安捷伦1100/1200上则为选配组件。

3.溶剂切换阀

可参见上文

4.压力传感器

    Waters有两个压力传感器，每个泵头各有一个，而安捷伦四元泵压力传感器位于第一个泵头出口球阀之后，于第二个泵头相连，集成在阻尼器（damper）中，主要为用于测定第二个泵头的压力，并依此来表示系统压力。而二元泵中，压力传感器置于三通之后，因此这个压力传感器只能监视系统的压力，对于传感器之前的流路压力是无法监控的，即前面发生堵塞，压力变化是无法被压力传感器所监测出来。