[发明专利]一种虹吸式毛细管色谱分离法

说明书

技术领域

本发明涉及色谱分离，尤其是涉及一种虹吸式毛细管色谱分离法。

背景技术

为了应对现场检测分析和微纳尺度分析，微型化和便携化是目前分析仪器发展的重要趋势，研制开发便携式，微型化的分析仪器一方面可以大幅度降低分析测试成本，技术易用性强，使用方便快捷，使用场合不受限制，利于推广。高效液相色谱是一项广泛用于分离检测领域的分析技术，它具有分离效能高、选择性好、检测灵敏度高、分析速度快等优势；在环境分析和生命科学中的广泛应用更使得高效液相色谱成为现代分析科学的核心技术之一。近年来，高效液相色谱的需求一直处于分析仪器的首位。

高效液相色谱仪器系统一般由输液系统、进样系统、色谱柱、检测系统、数据记录与处理系统、温度控制系统等组成，其中色谱柱、检测器和高压泵是高效液相色谱的关键核心部件。目前色谱柱方面已经向毛细管色谱柱、芯片色谱柱等微型化单元发展，检测器领域也发展出多类微型化、便携式光学检测设备，但是由于泵系统需要耐受高压，同时需要精确控制流量，一直到今天，包含有马达、活塞系统、混合器、数据处理单元的高压泵系统仍然难以集成化和微型化，这也是目前为止微型化的液相色谱装置难以面市的很重要的原因。

发展微型化低能耗的流体输运技术一直是本技术领域人员关注的热点和难点问题，近几年已陆续发展出基于电渗力驱动以及基于热膨胀原理的各类微泵，可是仍然需要外接多种动力来源，装置复杂，操作困难，并且流量和梯度控制难度很大。

虹吸现象是在大气压推动下，由于高度差(重力)产生的液体流动，当液体流动的起止高度差不变时，管道内液体会在恒定流速下流动，根据伯努利方程不难导出，管道内液体流速与高度差的关系为V＝√[(2gH)/(1+ζ+λL/d)]，式中：V—虹吸管断面平均流速；g—重力加速度；H—虹吸管的作用水头(虹吸管进口端水面与出口端水面的高差)；ζ—虹吸管的局部阻力系数；λ—虹吸管的沿程阻力系数；d—虹吸管的内径，根据这一原理，可以固定毛细管色谱柱出入口的高度差，使得色谱柱内维持一个恒定流速，从而无需任何外力驱动即可实现色谱洗脱。这为当前的色谱技术提供了一个全新的流动相输运模式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虹吸式毛细管色谱分离法，采用内壁涂覆有填料涂层的开管毛细管柱作为分离通道，利用虹吸现象作为流动相驱动力来源，采取柱前捕集进样，同时使用便携式紫外检测器进行柱上检测，无需外接高压泵和混合器等动力装置，只需通过调节毛细管柱入口和出口的高度差即可实现对色谱运行流量的控制。

本发明包括以下步骤：

1)在毛细管色谱柱前端使用PTFE套管连接捕集柱，用注射器吸取样品，从捕集柱一端注入，再次用注射器吸取平衡缓冲液从捕集柱一端注入，使得样品在捕集柱床上富集；

2)将连接有捕集柱的毛细管色谱柱通过螺旋式手紧接头连接在U型不锈钢管上；将U型不锈钢管挂在容器中，将毛细管柱穿过检测器的探头后，使其出口置于废液缸中，根据虹吸流速公式V＝√[(2gH)/(1+ζ+λL/d)]，按流量需求调节毛细管入口至出口的高度差，式中：V—毛细管断面平均流速；g—重力加速度；H—毛细管的作用水头，毛细管进口端水面与出口端水面的高差；ζ—毛细管的局部阻力系数；λ—毛细管的沿程阻力系数；d—毛细管的内径；

3)取磁力搅拌器置于支撑架上，将容器置于磁力搅拌器上方，容器中放入磁子，容器上方固定酸式滴定管；

4)向酸式滴定管中注满待用流动相溶液，同时向容器中注入平衡缓冲液，用注射器在毛细管色谱柱出口端向外抽取平衡缓冲液，待出口有液滴出现时，拔掉注射器，使得平衡缓冲液自行流出，待平衡缓冲液流出后打开酸式滴定管控制阀门，使得流动相溶液流入容器，同时打开检测器数据采集开关，开始色谱运行。

在步骤1)中，所述毛细管色谱柱可采用内壁涂覆有固定相涂层的开管毛细管柱，所述毛细管色谱柱可以通过调节毛细管色谱柱出入口高度差调节色谱洗脱流量，所述调节色谱洗脱流量的分离操作既可用于等度洗脱或梯度洗脱；所述捕集柱可采用长度为5mm的捕集柱；

在步骤2)中，所述检测器可采用紫外检测器或荧光检测器等。

在步骤3)中，所述支撑架可采用铁架台；所述容器可采用烧杯。

在步骤1)和4)中，所述平衡缓冲液可采用CAN和H₂O，所述CAN和H₂O的体积比可为ACN︰H₂O＝95︰5。