分享

到底二元泵好呢,还是四元泵好?

 Jack_cn 2018-01-14

一般来说,不太了解液相的人会认为,四元泵(Quaternary Pump)肯定比二元泵(Binary Pump)好啊,因为四元泵可以同时走四个通道的流动相,二元泵只能走两个。这种理解不算全错,但是光从”4>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:


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。



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/minB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,BCD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,ACD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。



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。

 

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多