液相色谱仪输液泵的分类及应用

　　液相色谱仪输液泵是GX液相色谱仪系统中比较重要的部件之一，它主要作用是将流动相匀速注入液相色谱系统中，形成稳定的流路。泵的性能好坏会直接影响到分析过程速率以及分析结果的准确性。一般而言，输液泵应具备流量稳定、输出压力高、密封性好等性能。

　　一、恒流泵

　　液相色谱仪恒流泵可输出恒定体积流量的流动相。

　　1、注射型泵

　　①液相色谱仪注射型泵工作原理：

　　它利用步进电动机经齿轮螺杆传动、带动活塞以缓慢恒定的速度移动，使载液在高压下以恒定流量输出。当活塞达到每个输出冲程末端时，暂时停止输出流动相，然后以极快速度进入吸入冲程，再次将流动相由单向阀封闭的载液入口吸入泵中，再重新进入输出冲程的运行。如此往复交替进行。

　　②液相色谱仪注射型泵优点：

　　可在高输液压力下给出精确的(0.1%)、无脉动、可重现的流量;可通过改变电动机的电压，控制电动机的转速，来改变活塞的移动速度，从而可调节流动相流量，使其输出流量与系统阻力无关;因其流量稳定、操作方便，可与多种高灵敏度检测器连接使用。

　　③液相色谱仪注射型泵缺点：

　　由于泵液缸容积(100～150mL)有限，每次流动相输完后，需重新吸入流动相，故当流动相流量大时，流动相中断频繁，不利于连续工作，使用两台泵交替工作可克服此不足之处。液相色谱仪注射型泵在高压下工作，对活塞和液缸间的密封要求高，更换溶剂不方便，且价格昂贵。由于上述不足之处，现在注射式螺杆泵在GX液相色谱仪中使用较少，而广泛用于超临界流体色谱仪中。

　　2、往复型泵

　　(1)双柱塞往复式并联泵

　　①工作原理：

　　双柱塞往复式井联泵，通常由电动机带动凸轮(或偏心轮)转动，再用凸轮驱动双活塞杆作往复运动，通过单向阀的开启和关闭，定期将储存在液缸里(0.1～0.5mL)的液体以高压连续输出。当改变电动机转速时，通过调节活塞冲程的频率(30～100次/min )，就可调节输出液体的流量。隔膜式往复泵的工作原理与柱塞式往复泵相似，只是流动相接触的不是活塞，而是具有弹性的不锈钢或聚四氟乙烯隔膜。此隔膜经液压驱动脉冲式地排出或吸入流动相。隔膜式往复泵的优点是可避免流动相被污染。

　　②优点：

　　液相色谱仪双柱塞往复式并联泵可在高压下连续大量输液。每个泵头在活塞的输出冲程中推动少量流动相进入色谱柱;在吸液冲程中利用单向阀从储液罐吸入流动相，此过程可反复、连续进行。双柱塞往复式并联泵的液缸容积很小，只有几十至几百微升，其柱塞尺寸小，易于密封，柱塞、单向阀的阀球和阀座使用人造红宝石材料，造价低廉，操作方便。

　　③缺点：

　　输出流动相虽然连续、恒流量，但存在脉动，若与对流量敏感的示差折光检测器连接，就产生基线波动，难以进行准确的定量分析工作。克服脉动的影响可采用具有两个泵头的往复式泵，电动机带动一个偏心轮，在相位相差180°的相反方向，同时驱动两个柱塞，使一个泵头输液，另一个泵头充液，从而可大大减少流动相输出时的脉动现象。

　　液相色谱仪柱塞式往复泵，柱塞直接与流动相接触造成污染。使用隔膜式往复泵可克服此缺点。长期运转后，因流动相含有的机械杂质会造成单向阀的阻塞;或因单向阀的阀球磨损不能关闭单向阀。这些都会造成往复泵不能止常工作。双柱塞往复式并联泵在GX液相色谱仪中获得Z广泛的应用，是重要的高压输液泵。

　　(2)双柱塞往复式串联泵

　　双柱塞往复式串联泵在运行中，随溶剂具有的可压缩性及使用低死体积的脉冲阻尼器，使输出流动相的脉冲波动可降至很低，当通过灵敏检测器时，仅有很低的基线噪声，对被检测峰可给出重复性好的保留时间和峰面积。

　　比较双柱塞往复式并联泵和串联泵可知上述两种泵：

　　①两者皆用一个电动机通过传动装置带动两个柱塞杆，输出液体有压力波动，必须靠阻尼器来平稳压力的波动。

　　②无论是并联泵，还是串联泵，皆需通过两个柱塞分别向色谱系统以等量、互补方式输送液体。

　　③仅使用单一的压力传感器监测输液系统的压力，两个柱塞不能平稳地交换输出的液体。

　　④两者皆使用出口单向阀，此出口单向阀是往复泵中Z易出现故障的部件。

　　(3)双柱塞各自独立驱动的往复式串联泵

　　双柱塞各自独立驱动的往复式串联泵，在GX液相色谱仪和超GX(压)液相色谱仪中获得广泛的应用。

　　二、恒压泵

　　液相色谱仪恒压泵又称气动放大泵，是输出恒定压力的泵。当系统阻力不变时可保持恒定流量，当系统阻力发生变化时，就不能保持恒定流量了。

　　单液缸恒压泵，每个输液冲程结束，气缸和液缸活塞即快速反向运行而重新吸液，结果几乎不中断流动相输出。但基线会有暂时(约1s)的波动。若其具有双液缸，则可通过两个电磁阀定时切换气体压力，实现在一个液缸输液的同时，另一个液缸正在吸液，从而实现流动相连续输出且不引起基线波动。

　　使用恒压泵时，输出流动相的流量不仅由泵的输出压力决定，还取决于流动相的黏度及色谱柱的压力降(由柱长、固定相粒度和填充情况有关)，因此在分析过程不能获得稳定的流量。

　　恒压泵的优点是：能以比较简单的方式建立高压并输出无脉动的恒压流动相液流;可与示差折光检测器配合使用;可利用改变气源压力的方法来调节载液流速。此泵的缺点是：不能输出恒定流量的流动相;不易测出重复的保留时间;不能获得可靠的定性结果。此外由于泵的液缸体积大(约70mL)，更换载液时操作不方便。

　　在GX液相色谱仪发展初期，恒压泵使用较多，随往复式恒流泵的广泛使用，恒压泵现已不再使用。但在制备GX液相色谱柱时，使用的匀浆装柱机都配备恒压泵，以快速建立所需的高压输出。