産品特色

編輯推薦

　　《高效液相色譜儀器及其應用》可供科研院所、大專院校從事HPLC應用、教學、HPLC儀器研發和維修的科研工作者參考，也可以供有關工礦企業中研發、生産和維修HPLC儀器的科技工作者參考。

內容簡介

　　《高效液相色譜儀器及其應用》是一本以儀器學理論和應用實踐緊密結閤的專著。采用瞭將光學、機械學、電子學、計算機和分析化學五者緊密結閤、融為一體的設計方法、測試方法和使用

　　方法；在設計、製造、使用方麵具有獨到之處；《高效液相色譜儀器及其應用》的高效液相色譜（HPLC）儀器研發和應用100例的具體、可操作的內容等，是《高效液相色譜儀器及其應用》的突齣亮點之一。HPLC儀器的可靠性，是製造者和使用者*關心的一個核心問題，《高效液相色譜儀器及其應用》從儀器學理論高度，聯係作者的實踐，對HPLC的可靠性問題作瞭全麵的論述。特彆在可靠性的內涵、提高可靠性的方法、如何保證儀器工作在很好狀況等關鍵問題上，本《高效液相色譜儀器及其應用》作瞭重點討論。

作者簡介

　　李昌厚，研究員，博士生導師。1939年5月18日生，湖南嶽陽人。1963年畢業於天津大學精密儀器係光學專業。同年到中國科學院上海有機化學研究所工作。1988年調到中國科學院上海生物工程研究中心。曾任中國科學院上海有機化學研究所804研究組組長、中國科學院上海生物工程研究中心學術委員會委員、職稱委員會委員、學位委員會委員、儀器分析室主任、生化儀器研究組組長等職。1992年至今，任華東理工大學兼職教授。目前任中國分析儀器學會副理事長兼光譜儀器專業委員會副主任、高速分析儀器專業委員會副主任，中國光學儀器學會物理光學專業委員會副主任，中華人民共和國計量認證／審查認可評審員，上海分析儀器學會理事，上海分析測試協會理事，以及學術期刊《光學儀器》副主編、《生命科學儀器》副主編等。

　　長期從事分析儀器、生命科學儀器研究及其應用；在物理光學儀器、各類電子儀器和生命科學儀器的研製及其應用、光電技術應用、各類分光光度計和高壓液相色譜儀器的應用及性能指標檢測等方麵有精深造詣。

　　作為第1完成者，先後完成科研成果15項，其中13項達到鑒定時國際上同類産品的先進水平，2項為國內領先水平。作為第1獲奬人，先後獲得各類科技奬5項，包括國傢發明奬1項、中國科學院科技成果奬l項、中國科學院科技進步奬1項、上海市科技進步奬1項、上海市科技金點子奬1項。

　　作為第1作者，在國內外公開發行的一、二級學術期刊上發錶論文160餘篇，其中4篇被評為全國優秀論文。

　　已齣版的著作有《紫外可見分光光度計》(專著)、《高速分析及其應用》(參加編著)、《紫外可見分光光度計儀器及應用》(論文選集)等。

　　已培養博士研究生4名、碩士研究生6名。

　　1992年起享受國務院頒發的政府特殊津貼。

目錄

序言 （一）

序言 （二）

前言

第1章概論 1

1.1新型 HPLC儀器不斷湧現 2

1.2 HPLC的應用及其最新進展 8

第2章 HPLC儀器的基本原理和結構組成 18

2.1 HPLC的基本原理 18

2.2 HPLC儀器的基本組成 19

2.2.1 HPLC的工作流程圖 19

2.2.2泵係統 （輸液係統 ） 20

2.2.3進樣係統和分離係統 （色譜柱 ） 33

2.2.4洗脫係統 45

2.2.5檢測器 48第3章 HPLC儀器 （係統 ）的設計方法 90

3.1 HPLC儀器的關鍵核心部件的內涵和重要性 90

3.1.1 HPLC儀器的關鍵核心部件的內涵 90

3.1.2 HPLC儀器的關鍵核心部件的重要性 91

3.2 HPLC儀器關鍵核心部件的設計、製造和測試 96

3.2.1設計的重要性和主要內容 97

3.2.2 HPLC設計的基本方法 101

3.3電光係統的設計 109

3.3.1氘燈的選擇及測試方法 110

3.3.2鎢燈 （鹵鎢燈 ）的選擇及其測試方法 115

3.4電源的設計、測試方法 117

3.4.1氘燈恒流電源的設計方法 117

3.4.2氘燈恒流電源的測試方法 120

3.4.3氘燈開關電源的主要技術指標及其測試方法 122

3.4.4鎢燈 （鹵鎢燈 ）電源的設計和測試方法 124

3.5光學係統的設計 126

3.5.1HPLC外光路的設計 126

3.5.2單色器的設計 132

3.5.3流動池的設計

3.6光電係統設計 132

3.6.1光電倍增管的選擇和測試方法 140

3.6.2光電管的選擇和測試方法 142

3.6.3矽光電池的選擇和測試 145

3.6.4光電倍增管高壓電源的設計及其測試方法

3.7. 電子學係統的設計 148

3.7.1前置電流放大器的設計 149

3.7.2前置電壓放大器的設計 150

3.7.3一般常用的主放大器的設計 150

3.7.4雙端輸入的直流綫性放大器的設計及其測試方法 153

3.7.5雙端輸入的直流差動對數放大器的設計及測試方法

3.8. 計算機係統設計 .157

3.9 HPLC檢測器的設計舉例 158

.3.9.1光電係統的設計 158

3.9.2HPLC電子學係統的設計 160

3.9.3HPLC光學係統的設計 161

3.9.4電光係統設計 162

3.9.5計算機輸齣打印係統 162.

3.10 HPLC儀器製造的有關問題 162

3.10.1製造的重要性 162

3.10 2 HPLC的製造與元器件測試 163

3 .10.3HPLC元部件測試方法 164

第4章 HPLC整機的主要性能技術指標及其測試方法 170

4.1.從儀器學理論看 HPLC整機的主要性能技術指標 170

4.1.1.檢測限 171

4.1.2.靈敏度 171

.4.1.3最小檢測濃度、最小檢測量 172

4.1.4測量限和檢測限 172

4.1.5 HPLC紫外檢測器的量程問題 172

4.1.6 HPLC中的專業名詞術語 174

4.2 HPLC整機 （係統 ）的主要性能技術指標的測試方法 175

4.2.1使用者對 HPLC整機技術指標的基本要求 175

4.2.2 HPLC整機的主要性能技術指標及其測試方法 175

第5章 HPLC儀器的評價和挑選方法 186

5.1評價 HPLC儀器的角度 186

5.1.1從儀器學理論的角度評價 187

5.1.2從使用者的應用實踐角度評價 187

5.2評價 HPLC的原則 187

5.3評價 HPLC的具體方法 189

5.3.1適用性 190

5.3.2 HPLC的可靠性 193

5.3.3智能性 （自動化程度 ） 200

5.3.4經濟性 201

5.3.5美學性 202

5.3.6工藝性 203

第6章 HPLC100問 206

第7章 HPLC儀器研發和使用中的儀器學理論問題 247

7.1在儀器學理論指導下認識、處理 HPLC係統的各類問題 247

7.1.1正確認識 HPLC的高壓泵、色譜柱、檢測器三者的相互關係 247

7.1.2正確處理研發、生産和檢驗 HPLC中普遍存在的各類問題 248

7.2研發者和使用者都應該從儀器學理論高度 ,重視色譜柱本身及色譜柱的柱外效應等有關問題 249

7.2.1色譜峰拖尾問題 249

7.2.2如何延長色譜柱的壽命 250

7.2.3必須注意對 “柱外效應 ”的控製 250

7.3研發 HPLC高壓泵和使用高壓泵的關鍵問題 250

7.4色譜柱質量的判斷 250

7.4.1色譜柱的柱效 251

7.4.2 HPLC色譜柱的清洗 251

7.5 HPLC的流動相問題 251

7.6注意選擇試劑的截止波長 252

7.7 HPLC的製造者、使用者都應該注重樣品的前處理和儀器條件的選擇等關鍵問題 252

7.7.1關於樣品前處理中的固相萃取柱技術 253

7.7.2關於過濾和脫氣 255 7.8製造者、使用者應該注重緩衝液問題 255

7.8.1 7.0~2.0範圍內使用較多的酸性緩衝液配製方法 255

7.8.2 7.0~10.0範圍內使用較多的堿性緩衝液配製方法 256

7.8.3緩衝液使用時應該特彆注意的幾個問題 257

7.9應該特彆重視 HPLC檢測器 257

7.9.1最常用檢測器的種類 257

7.9.2 HPLC檢測器的最主要性能技術指標 258

7.10 HPLC使用者特彆需要從儀器學理論上重視的12個常見技術問題 258第8章 HPLC儀器的保養維修 262

8.1對電源的要求 262

8.1.1電源電壓的穩定性 262

8.1.2電源的頻率 262

8.2對環境的要求 262

8.2.1要注意防止乾擾 263

8.2.2要注意防濕防潮 263

8.2.3要注意防止灰塵沾汙光學元件 263

8.3 HPLC的日常保養、維護 264

8.3.1經常開機 264

8.3.2經常校驗儀器的技術指標 264

8.4常見故障診斷:故障現象、産生故障的原因和排除方法 264

8.4.1常見的故障現象、原因及其排除方法 265

8.4.2一般 HPLC的計算機常見故障及排除方法 268

8.5如何解決 HPLC常用的打印機故障 269

8.5.1 HPLC的打印機故障的檢查 269

8.5.2打印機不能正常工作 269

8.5.3打印機的打印速度太慢及其解決方法 270

8.5.4噴墨打印機齣現問題時的檢查方法 270

8.5.5打印機能正常動作,但打不齣字來的解決辦法 270

主要參考文獻 271附錄1國産 HPLC信息一覽錶 273
附錄2 HPLC性能技術指標檢測的有關標準溶液的配製方法 279
附錄3 HPLC波長準確度檢測的有關標準物質 280
附錄4 2011版 HPLC國傢標準部分內容解讀 285
附錄5 HPLC計量檢定規程（2013年JG討論稿）及有關問題解讀 293

精彩書摘

　　第1章概論

　　縱觀色譜技術的發展曆史，人們會清晰地看到：色譜法的創始人是俄國科學傢 MikhailSemenovichTswet

　　。Tswet

　　在1901年將 CaCO3填入玻璃管中，然後嚮玻璃管中倒入植物葉的石油醚提取物，再用石油醚衝洗。因為不同色素與 CaCO3的作用力不同，所以隨著衝洗液的加入，混閤色帶開始被分開，最後色帶完全被分離，形成許多不同顔色的小譜帶。Tswet

　　對此感到非常高興，他認為混閤色素在 CaCO3柱上被分離的現象，與棱鏡對白光的色散相似，所以，1906年，Tswet

　　等正式給該技術命名，稱為“色譜（chromatography）”。

　　自從1903年俄國植物學傢 Tswet

　　首先發明柱吸附色譜技術後，很多科學傢又分彆對此進行瞭研究；緊接著齣現紙色譜 （paperchromatography，PC），薄層色譜 （thinlayerchromatography，TLC）；20世紀50年代齣現氣相色譜（gaschromatogra-phy，GC），並開始被化學工作者使用；隨後氣相色譜儀器及其應用得到瞭飛速發展。直到20世紀60年代末期和 70年代初期，高效液相色譜 （highperformanceliquid chomaoga儀器齣現；incrtgrphy，

　　rtrphy，HPLC）隨後又齣現瞭離子色譜 （ohomaoaIC）；80年代齣現瞭超臨界流體色譜（supercriticalfluidchromatography，SFC）等；90年代初，齣現瞭成熟的毛細管電色譜（capil

　　aryelectrochromatography，CEC）；到瞭 90年代末，中國上海通微公司相繼研發齣瞭定量毛細管電泳、加壓毛細管電色譜等。 2004年，美國 Waters公司推齣瞭超高壓液相色譜（UPLC）商品化儀器，它已經得到瞭成功的應用。目前，HPLC儀器已經成為一種公認的、成熟的、被廣泛應用的分析儀器。由於高壓泵、高效色譜柱、各種高靈敏度檢測器的齣現、發展並成功地得到應用，HPLC儀器得到瞭飛速發展。目前，HPLC已經被廣泛應用。隨著科學技術的發展，它是世界上使用最多、覆蓋麵最廣的分析儀器之一。它已在生命科學、環境科學、農業科學、食品科學、醫藥衛生、石油科學、醫療衛生、化學化工等各個領域的科研、生産、教學等工作中得到瞭非常廣泛的應用。它可作定量分析（最主要的應用）、定性分析；例如，製藥、食品行業中的産品質量控製，各級藥檢係統的産品質量檢查，生命科學、農業、環保等領域的各種分析檢測。它是集光學、機械學、電子學和計算機四位一體的、技術密集的高科技産品。它可以說是“農、輕、重，海、陸、空，吃、穿、用”各個領域無所不在、無所不有的分析儀器。目前 HPLC在科技領域的作用已經非常明顯，並且還將起到越來越大的作用。

　　今天，HPLC儀器及其應用的飛速發展，具體錶現在 HPLC的新理論、各種類型的新儀器、各種新的分析方法、新的應用都在不斷湧現。例如，多維液相色譜、二維毛細管電泳、超高壓液相色譜等儀器及其應用的發展，特彆是在復雜體係樣品分析中應用這些新儀器已經或未來將發揮越來越重要的作用。

　　1.1新型 HPLC儀器不斷湧現

　　（1）

　　二維及多維液相色譜的問世。美國和日本生産的納升級二維高效液相色譜儀，其組閤瞭納米微柱和二維液相色譜技術，可直接用於蛋白質組學、基因組學研究工作中。

　　（2）

　　毛細管和納升高壓液相色譜儀的發展。美國生産的毛細管和納升高效液相色譜儀，可進行微柱、毛細管柱和納升柱三種微柱液相色譜分析。一般毛細管色譜作定量分析時誤差很大，但是中國上海通微色譜技術公司生産的定量毛細管色譜儀器，可以用來精確定量分析。

　　（JASCO、

　　3）超高壓液相色譜儀（UPLC）。自從20

　　4年 Waters公司推齣 UPLC後，AGILENT、THERMO-FISHERSCIENTIFI、SHIMADZU、DIONEX、HITACHI都先後推齣瞭各自的 UPLC儀器，每套10萬美金，

　　201

　　年在我國銷售10

　　颱。

　　（4）EX1700S-HPLC超快速液相色譜係統。EX1700S-HPLC是上海伍豐和美國億馬公司品牌閤作的新産品。它是以國際頂尖的 UHPLC色譜技術為基準，曆時多年研發的全新産品，是國産液相色譜儀的一個劃時代産品。其係統如圖1-1所示。

　　圖1-1 EX1700S-HPLC超快速液相色譜係統

　　EX1700S-HPLC耐壓範圍在0~60MPa，對應使用1.8~2.0mm色譜柱，對比常規壓力的 HPLC，具有更加理想的分離效果、更高分辨率、更快速分析的特點。實際分析時間可以縮短至常規 HPLC的 1/8~1/10。為瞭推廣超效、超快速分析檢測理念，EX1700S-HPLC提供瞭閤理的産品價格，同時大大地降低瞭客戶的使用成本。所以無論從分析效率、分析精度，還是産品價格考慮 EX1700S-HPLC都有絕

　　對的優勢來取代進口品牌常規壓力的高效液相類産品。 EX1700S-HPLC超快速液相色譜係統 ，具有一係列優點。例如 ，EX1700

　　S-HPLC對8種混閤樣品分析的齣峰速度 （快速齣峰 ）；微量池分析等情況如下。 EX1700S-HPLC與常規液相色譜係統在同樣條件下分析檢測譜圖的比較 ：色譜柱采用規格為 ：粒徑 2.7mm，2.1mm×50mm色譜柱流速 ：0.3mL/min流動相 ：A乙腈 ，B水。混閤比例 A：70%，B：30%柱壓 ：25.4MPa

　　圖1-2 EX1700齣峰速度快速齣峰 ：0.3分鍾開始齣峰 ，1分鍾內齣 8個峰

　　圖1-3常規 HPLC色譜係統的齣峰速度慢速 ：2.4分鍾開始齣峰 ，10分鍾左右齣 8個峰

　　圖1-4快速齣峰與慢速齣峰的比較 EX1700采用微量流通池的分析效果非常好 ；在同樣條件下 ，與半微量和常量池的結果比對如下 ：

　　圖1-5微量流通池分析色譜圖微量流通池 ，光程 5mm，流通池體積 1.6mL；0.4分鍾齣峰 ，1.8分鍾齣 8個峰 ；峰形好圖1-6半微量流通池分析色譜圖半微量流通池 ，光程 6mm，流通池體積 5mL；0.55分鍾齣峰 ，2分鍾後齣 8個峰 ；峰形不好

　　圖1-7常規流通池分析色譜圖

　　常規流通池 ，光程 8mm，流通池體積 8mL；0.5分鍾齣峰 ，2.5分鍾齣 8個峰 ；峰形不好

　　（5）專用微流超高效液相色譜 ———EksigentekspertTM microLC200UPLC係統。它是目前世界上唯一的一款專業的、微升級流速的超高效液相色譜 ；比其他同類産品的靈敏度提高 4倍；分離速度提高 5倍；樣品消耗量降低至 1/10。

　　（6）雙三元梯度液相色譜儀問世。UltiMate3000雙梯度泵 DGP（dualgradient

　　pump）液相色譜係統，並不是簡單地將兩颱液相色譜放在一起使用，而是由一個軟件統一控製一個係統的一個完整解決方案，其總的特點有如下幾個。

　　①具有雙梯度泵。它具有兩個泵的能力，而隻占一個泵的空間。

　　②其變色龍軟件容許 HPLC模塊共享柱溫箱、自動進樣器及檢測器等部件。

　　③它可以解決一般 HPLC不能解決，或較難解決的先進液相色譜的技術問題。

　　④可以提高係統的自動化程度。

　　⑤可以提高分析速度或分析效率。

　　UltiMate3000雙梯度技術具有以下特點，可以實現以下應用效果。

　　①可以實現快速分析，即在不改變已經經過認證的方法的前提下，提高分析速度。

　　②可以組成串聯（色譜：節省梯度平衡的衝洗時間，提高梯度方法的速度。

　　tandem）

　　其原理如下：

　　圖1-8串聯色譜原理圖組成的串聯色譜具有兩個流路：一個用於分析（橘紅色）；另一個用於離綫色譜柱再生（藍色）；其色譜柱可以在兩個流路間切換，可以從運行周期中除去衝洗及平衡色

　　譜柱的時間，可以縮短運行時間20%~50%。

　　③還可以組成並聯（paral

　　el）色譜：對任何方法，都能通過共享色譜泵、自動進樣器及柱溫箱來提高1倍的分析速度。

　　圖1-9並聯色譜原理圖

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書籍質量很不錯，讓員工們多多學習。內容實用。

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可靠性,是製造者和使用者最關心的一個核心問題,《高效液相色譜儀器及其應用》從儀器學理論高度,聯係作

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靠性的方法、如何保證儀器工作在最佳狀況等關鍵問題上,本《高效液相色譜儀器及其應用》作瞭重點討論。

者的實踐,對HPLC的可靠性問題作瞭全麵的論述。特彆在可靠性的內涵、提高可