液相色谱之四元溶剂管理器【七嘴八舌聊实验】

作者语

写这篇文章时，心中是忐忑的，四元溶剂管理系统或者说四元泵系统应该好多使用者都用过，相信也都有自己的理解。我写下此文，一方面是对自身学习的总结，另一方面也希望此文能对大家的理解有所帮助。

四元溶剂管理器主要由溶剂和泵系统组成，根据需要选取不同的溶剂进行混合构成液相的流动相，而持续稳定的供液通过泵系统来完成。

以Waters Acquity Arc系统的四元溶剂管理器系统进行介绍（如图1）

图1

1.脱气机---对流动相进行在线脱气，溶剂通过一定真空度的真空室中半透膜，真空室内半透膜中的气体可以排出，液体无法排出，继续向前流动，从而达到脱气目的；

2.比例阀---控制流动相比例，初级混合（按时间分配各相的比例）；

3.初级泵---吸取溶剂并将溶剂泵送至蓄积泵以及系统（泵前含单向阀，只允许液体单向流动）；

4.压力传感器---监测压力变化；

5.蓄积泵---泵送液体至系统（泵前含单向阀，只允许液体单向流动）；

6.压力传感器---监测系统压力；

7.流路控制阀---根据不同的模式（灌注、进样）切换不同的流路。

注：由于Arc系统的特殊性，可以在Path1（HPLC）与Path2（UPLC）之间进行切换，当然HPLC与UPLC对应着不同的死体积（图1红框中为对应流路死体积），这个死体积为流动相再次混合提供了一定的时间和空间；泵系统中还存在Seal Wash（密封清洗），用来清洗泵中的密封垫、柱塞杆等，密封清洗先经过蓄积泵后经过初级泵方才进入废液管道（注意顺序）；密封垫、柱塞杆以及单向阀等均为易损件，当色谱柱压力不稳或保留时间漂移等问题时可以考虑这方面的影响。

图2

如图2，所示整个四元溶剂管理器的流路如下：溶剂-脱气机脱气（脱气机压力小于0.9psi）-比例阀初混合-初级泵-蓄积泵-流路控制阀-排废或者六通阀（进样装置）。由于流动相各组分是在泵前常压下进行混合，相比于二元泵的泵后混合，四元泵又被称为低压混合系统。

四元溶剂管理器管理器提供多达11种溶剂洗脱方式的选择性，这大大拓展了我们开发方法的思路与可行性（如图3所示）。

图3

相信很多人对于流动相在初级以及蓄积泵中运动有所疑惑，我们来简单的描述一下。初级泵吸液时，蓄积泵中存在流动相，由蓄积泵向系统供液；当蓄积泵中流动相泵完时，初级泵已提前完成吸液操作且由于初级泵的容积要比蓄积泵大很多，初级泵可以向蓄积泵打液的同时无延迟的向系统供液。

通过两个泵持续的活塞运动，可以向整个系统提供稳定无脉冲的流动相流速。如图4所示，初级泵后的压力传感器只有初级泵向系统和蓄积泵打液时才会出现压力，而蓄积泵后的压力传感器在稳定供液后是处于稳定的（一般要求压力波动小于20psi，新仪器甚至会小于10psi）。

图4

1. 每次开机时，首先要进行流动相的灌注，灌注不经过色谱柱与检测器，直接过泵后排废，流量为10mL/min（系统默认）---灌注时可以拔出排废管等待液体连续稳定排出时可认为灌注良好。

2. 水相要一天一换，防止滋生微生物或细菌并堵塞色谱柱污染流通池---也可以在水相加入5%的有机溶剂提高水相的使用周期。

3. 密封清洗要使用含10%甚至更少有机相的高比例水相进行冲洗，使用缓冲盐时需要提高密封清洗的频率。

4. 流动相使用前要经过脱气处理，脱气方式以氦气吹扫为佳，如果条件不允许超声也是可以的。

5. 当谱图显示问题并分段排查验证问题出在四元溶剂管理器时，及时更换易损件也许是解决问题的一个不错的办法。