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2”的纯数字的角度比较,肯定是不能客观反映两种泵孰优孰劣的。但在更深一步了解两种泵的原理结构以后,我们一般更倾向于认为二元泵要优于四元泵,原因是二元泵是基于高压混合的方式,在流动相混合的时候更不容易产生气泡,压力更稳定。如下图:http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/USLiaoO6BXERE7Fdd2unzm9w3KPEYxddSws9ibMvQgfEIfywmDQbu3wiab3flicGwwLSrpyYT0xGepic5dRpg1ng72w/0泵A(Pump Head A)和泵B(Pump HeaB)出来的流动相在混合器(Mixing Chamber)里面混合的时候,都是处于高压状态,这时候,流动相对气体溶解度较高,气体不容易从流动相中析出成气泡,导致压力波动,流速不准,基线波动等种种问题。而四元泵的混合,是采取在泵前用比例阀(Gradient Proportion Valve)来混合的方式,混合时流动相处于常压的状态,这时候,流动相对气体的溶解度较低,如果流动相中溶解的气体比较多的话,在混合时就可能有小气泡形成,导致压力波动等种种问题。气泡永远是液相色谱的天敌。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/USLiaoO6BXERE7Fdd2unzm9w3KPEYxddS45Ilbb8ff8SH3YeQQ0gq1AKCSnlkh1mIuhSTo3gNzPe8licC2weRPfA/0所以说,四元泵一定要配脱气机,先对流动相进行在线脱气,才能用比例阀进行混合,要不然很容易产生气泡。而二元泵可以不用配脱气机就能在线混合,运行梯度方法。二元泵优于四元泵可不单单局限于高压混合的方式,下面我们一起看看二元泵到底还"好在哪里"?混合精确性从上面的介绍可以看到,两种泵的混合方式是完全不一样的。二元泵相当的直观,通过分别控制两个泵的流速,就能够准确控制两种流动相的比例。比如在1ml/min的流速下,要达到A:B两种流动相70/30的混合比例,那就设置A泵流速0.7ml/min,B泵流速0.3ml/min就可以了。当然这些都是系统和软件自动完成的。只要做到泵流速准确,比例就能准确。而四元泵通过比例阀来控制混合比例,那比例阀又是如何工作的呢?这可能知道的人就不多了。一般来说,比例阀是通过控制入口通道分别打开时间的长短来控制混合比例的。举个例子可能更容易理解,仍然是A:B两种流动相70/30的混合比例。为了达到这个效果,B、C、D三个通道都关闭,A通道打开7ms,这时候进入系统的都是A;然后,A、C、D关闭,B通道打开3ms,这时候进入系统的都是B。这样就得到了70/30的流动相的比例。大家能感觉出来,进入系统的流动相其实是一段A、一段B这样的。如果是四种流动相同时混合,出来的效果可能就是下面这个样子。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/USLiaoO6BXERE7Fdd2unzm9w3KPEYxddSrsg2YS2mFeuqcZYMx2lgIwenvibnBibgibF3EBVAicRHsfXHyoUwyKUUMw/0这种通过时间控制的方式,在某个流动相比例比较低的时候,相对可能产生的误差会比较大。延迟体积二元泵流动相混合后,经过混合器(Mixing Chamber)、压力传感器(Pressure sensor)、阻尼器(Damper),冲洗阀(Purge Valve),然后进入进样器。反观四元泵,流动相混合后要经过整个泵头(包括主动入口阀、两个泵腔、出口阀、管路等等),才能到达进样器。(关于泵的具体构造,我们日后再聊)。一般来说,我们把流动相从混合开始,最后到达柱头这段体积叫延迟体积(delay volume)。流动相梯度的变化要到色谱柱头,才能够对分离产生影响,所以有一定的延迟。延迟体积越大,梯度的变化到达柱头的时间越长,直接导致分析时间越长。关于延迟体积,我们以后会专门来一篇文章具体解释和分析。但现在我们可以看到,二元泵的设计,先天地决定了,其延迟体积远小于四元泵。这就决定了在色谱分析时间要求很短的梯度方法中,比如各种小粒径的色谱柱的快速分析方法,都采用二元泵。不同品牌、类型的液相之间的延迟体积差异,是方法转移后出现结果跟以前不一样了的最大的原因之一。关于这一点,请关注我们的关于方法转移的后续文章。检测器基线稳定性由于四元泵采取的用时间控制比例的混合方式,直接导致不同流动相是一段一段地进入后面的进样器、色谱柱,甚至是检测器。假设仍然是A/B混合,如果在检测波长254nm下面,A/B都是没有任何吸收的,就算A/B没有混合地特别均匀,基线仍然是平稳的。但是,如果检测波长低到210nm,这时候A有了一点点吸收,B仍然没有吸收,或者A/B流动相吸收不一样。这样一段A、一段B的流动相经过流通池,基线肯定也是上下波动的。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/USLiaoO6BXERE7Fdd2unzm9w3KPEYxddSqicxicfl1NBibKqbv9AZrQ38DXt3JDoicDrQxPHjDMvprkEoFIegl4B1Gw/0当然,四元泵也可以像二元泵后面在泵后面加上一个混合器,但是本来就比较大的延迟体积,将变得更加不可忍受。二元泵的混合方式决定了流动相的均匀程度要优于四元泵,在低波长检测的一些方法的时候,这种优势会直接导致基线稳定性要由于四元泵系统。四元泵逆袭看了这一大片的论述,你是否觉得二元泵已经在于四元泵的竞争中完全胜出了呢?事情总不是这么想当然,反而四元泵使用地更加普遍。四元泵的相对优势,主要有几点:http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/USLiaoO6BXERE7Fdd2unzm9w3KPEYxddSKAjicP4ECQRRiaWPTesWnRYi
二元和四元的区别通常来讲,二元指二元高压溶剂输送系统,四元指四元低压溶剂输送系统。二元高压是有两个高压输液泵,分别输送一种流动相,实现梯度洗脱,也就是所谓的泵后混合;四元低压是由一个高压输液泵,通过时间比例阀次序选择不同流动相而实现梯度洗脱,就是通常所说的泵前混合。二元高压形成的梯度比例,是依靠两个输液泵来计量,远比时间比例阀依靠时间分配更为准确,特别是两相比例相差较大时,所以高压梯度具有更高的梯度精度。我们知道在梯度洗脱中,梯度延迟体积非常重要,特别是复杂样品的分析,低的延迟体积具有更快的梯度响应时间,能够实现更好的样本在同个色谱柱上的分辨率。二元高压的延迟体积是从混合器后开始计算的,而四元低压是从比例阀混合部分开始计算的,多出了泵死体积、泵到比例阀的管线和泵到混合器的管线,所以四元低压的梯度延迟梯度较二元高压要大,梯度响应慢。我们知道流动相都会溶解一定的气体,二元高压是泵后混合,气体的溶解度随压力的增大而增大,所以二元高压混合不会产生气泡。当然有时我们会看到检测器明显有气泡产生的噪音,那是由于流动相流出色谱柱后,压力降低,气体从流动相中溢出产生的气泡,一般可以在流通池后增加一定的反压就可以解决。而四元低压是泵前混合,是在常压下进行的,由于两种液体混合,会降低气体在混合溶液中的溶解度,所以通常会有气泡产生(除非流动相预先经过严格脱气处理),这就是为什么四元低压一般都要配在线脱气机的主要原因。二元高压同四元相比唯一的不足,就是数量上的差别,二元高压只能同时使用两种流动相,而四元低压同时可以使用四种流动相。但通常的样品分离,两种流动相的梯度洗脱足可以解决问题,即使有三种流动相色谱条件,使用两种流动相调整梯度条件也足可以实现。
电脑里面找出来的,分享一下~我们平时用得多的是二元泵~ 通常来讲,二元指二元高压溶剂输送系统,四元指四元低压溶剂输送系统。二元高压是有两个高压输液泵,分别输送一种流动相,实现梯度洗脱,也就是所谓的泵后混合;四元低压是由一个高压输液泵,通过时间比例阀次序选择不同流动相而实现梯度洗脱,就是通常所说的泵前混合。 二元高压形成的梯度比例,是依靠两个输液泵来计量,远比时间比例阀依靠时间分配更为准确,特别是两相比例相差较大时,所以高压梯度具有更高的梯度精度。 我们知道在梯度洗脱中,梯度延迟体积非常重要,特别是复杂样品的分析,低的延迟体积具有更快的梯度响应时间,能够实现更好的样本在同个色谱柱上的分辨率。二元高压的延迟体积是从混合器后开始计算的,而四元低压是从比例阀混合部分开始计算的,多出了泵死体积、泵到比例阀的管线和泵到混合器的管线,所以四元低压的梯度延迟梯度较二元高压要大,梯度响应慢。 我们知道流动相都会溶解一定的气体,二元高压是泵后混合,气体的溶解度随压力的增大而增大,所以二元高压混合不会产生气泡。当然有时我们会看到检测器明显有气泡产生的噪音,那是由于流动相流出色谱柱后,压力降低,气体从流动相中溢出产生的气泡,一般可以在流通池后增加一定的反压就可以解决。而四元低压是泵前混合,是在常压下进行的,由于两种液体混合,会降低气体在混合溶液中的溶解度,所以通常会有气泡产生(除非流动相预先经过严格脱气处理),这就是为什么四元低压一般都要配在线脱气机的主要原因。 二元高压同四元相比唯一的不足,就是数量上的差别,二元高压只能同时使用两种流动相,而四元低压同时可以使用四种流动相。但通常的样品分离,两种流动相的梯度洗脱足可以解决问题,即使有三种流动相色谱条件,使用两种流动相调整梯度条件也足可以实现。