Система ввода пробы
Системы ввода пробы для ЖХ можно разделить на ручные (инжекторы) и автоматические (автосамплеры).
Среди ручных инжекторов наиболее распространен кран-дозатор, в состав которого входят сменные петли из химически стойкого материала (легированной стали) с определенными объемами. Для аналитической жидкостной хроматографии объем петли варьирует в пределах 5-100 мкл, в препаративной ЖХ ее объем доходит до нескольких мл.
Лидером по производству инжекторов является фирма Rheodyne, а подавляющее большинство хроматографических систем в мире комплектуется инжекторами модели 7725, представляющими собой шестиходовые краны - дозаторы.
Пробу вводят в петлю заданной вместимости при давлении, близком к атмосферному, с помощью микрошприца или шприца. Затем поворотом крана петля сообщается с линией подачи растворителя от насоса и входом колонки, проба вымывается из петли и попадает в колонку. Проба может вводиться либо с полным заполнением петли, либо с ее частичным заполнением. Первый способ является предпочтительным при количественном анализе и позволяет получить наиболее воспроизводимые результаты анализа. Он требует для полного заполнения петли подачи в нее объема пробы, в 5-6 раз превышающего вместимость петли. Это необходимо для полного вытеснения из петли растворителя пробой. Частичное заполнение петли удобнее, так как позволяет, не меняя петли, вводить произвольный объем пробы. Точность количественного анализа в этом случае будет ниже, чем при полном заполнении петли. Гидродинамика заполнения петли такова, что из-за трения у стенок петли остается исходный растворитель, а передний фронт приобретает форму конуса. Если при частичном заполнении петли подать объем, равный вместимости петли или близкий к нему, часть конуса выйдет за пределы петли в слив и не попадет в колонку. Точно так же при полном заполнении петли, не вытеснив весь растворитель от стенок, невозможно получить воспроизводимых результатов анализа. В канале останется часть пробы, которая не попадает в колонку при частичном заполнении петли.
Ручные инжекторы в ЖХ 5-го поколения вытесняются автоматическими инжекторами - автосамплерами, которые в соответствии с заданной программой могут вводить от 20 до 100 и более образцов. Они обеспечивают выполнение всех циклов ввода пробы: промывку петли, заполнение, ввод пробы автоматически. При этом могут быть заданы последовательность анализа образцов и число вводов одной и той же пробы. Практически все автоматизированные системы ввода пробы управляются микропроцессорной техникой, связанной через интерфейс с компьютером, оснащенным соответствующим пакетом программ. Автосамплеры повышают стоимость системы, поэтому их применение оправдано только в тех случаях, когда необходимо анализировать большое количество идентичных проб в массовых рутинных анализах.
Среди всего многообразия конструкций автоматических дозаторов можно чётко выделить три основных типа, доминирующих на современном хроматографическом рынке: автосамплеры с заполнением петли методом вакуумирования, автосамплеры с заполнением петли методом нагнетания и автосамплеры со встроенным петлевым дозатором./p>
Принцип действия устройств первого типа основан на отрицательном давлении, создаваемом, как правило, при помощи шприца, в результате чего проба заполняет петлевой дозатор инжектора. Эти устройства давно завоевали популярность благодаря своей простоте и надёжности. Недостатком же такой конструкции является повышенный расход пробы (для того, чтобы заполнить петлю необходимо сначала заполнить пробой иглу и соединительный капилляр).
Большинство современных автосамплеров используют технику положительного заполнения петли пробой. Данная техника схожа с техникой ручного ввода пробы. Шприц подходит к пузырьку с пробой, забирает заданный объём и вводит его в порт крана - дозатора, заполняя петлю. Заполнение шприца и ввод пробы контролируются шаговым двигателем, благодаря чему обеспечивается очень точное дозирование пробы. Помимо этого снижается избыточный расход пробы по сравнению с устройствами первого типа.
В последние годы стали появляться автосамплеры со встроенной петлёй, позволяющие автоматически вводить пробу без каких-либо дополнительных потерь. Это особенно важно при проведении микроанализов, когда объём пробы строго ограничен. Основным недостатком подобной конструкции является наличие ненадёжного уплотнения высокого давления, при помощи которого игла для забора пробы крепится напрямую к инжектору. Этого недостатка лишены автосамплеры первого и второго типов. Другим недостатком является наличие фиксированной внутренней петли, максимальный объём которой может составлять 100 мкл. Автосамплеры первых двух типов могут комплектоваться петлёй любого объёма.
