恒美智造柱后衍生仪-柱后衍生装置知识图谱与行业白皮书

一、柱后衍生在液相色谱里的位置

液相色谱能把混合物分开，但分得开不等于测得到。很多目标物在紫外区没有吸收，或者荧光量子产率很低，浓度再高，检测器也读不出信号。柱后衍生解决的就是这一段：色谱柱把目标物分开之后，在进入检测器之前加一段反应，把它变成有吸收或者有荧光的物质，检测器才看得见。

这个做法和柱前衍生是两条路。柱前衍生在进样前做，反应时间充裕，但副产物和多余试剂一起进柱，容易干扰分离；柱后衍生在分离之后做，不改变分离过程，反应条件可以单独优化，缺点是反应时间短，只在流路上几秒到几十秒，反应必须快、必须完全。

柱后衍生系统的结构不复杂：一个或者两个泵、一个反应池、一段管路、一个温控模块、一套控制电路。泵负责把衍生试剂按比例送进流路，反应池负责让试剂和柱流出物混合、反应，温控负责把反应温度稳住，管路负责把反应产物送到检测器。四部分配合不好，峰形就难看，灵敏度就上不去。

评估一套柱后衍生系统，看四件事：反应池体积、流速与压力上限、温控精度、死体积。四件事里最容易被忽略的是死体积。从柱出口到检测器，管路越长、接头越多，死体积越大，峰就越宽。做超高效液相的时候，死体积大一点，分离度就没了，前面柱子上分得再好也白费。

死体积为什么重要，可以用一个数说明。常规液相的柱外峰宽允许在几十微升的量级，超高效液相只有几微升。柱后加一段一米长的管路，内径零点二五毫米，体积就有五十微升，峰立刻被拉宽一倍。所以做超高效液相，管路要短、要细，接头要少，能直连就不绕弯。这一条在装机时定下来，后面再改就要拆整个流路。

二、光衍生与化学衍生的两条路线

光衍生不用试剂。柱流出物经过一段透光的管路，在特定波长的光照射下发生反应，生成有荧光的产物。黄曲霉毒素就是典型：在两百五十四纳米紫外光下，黄曲霉毒素 B1、B2、G1、G2 转化为荧光更强的衍生物，检测器用荧光检测，灵敏度能提高一到两个数量级。

光衍生的优点是干净。不加试剂，就没有试剂本底、没有试剂泵、没有混合比例的问题，流路简单，故障点少。缺点是只适用于光化学反应活性好的目标物，反应时间由光照强度决定，灯衰减了，反应效率就下降，灵敏度跟着掉。灯的寿命要记录，不能用到不亮了才换。

化学衍生要加试剂。比如氨基甲酸酯类农残，柱后加邻苯二甲醛或者类似的试剂，在碱性条件下反应生成荧光产物；氨基酸分析也是类似思路，柱后加茚三酮或者邻苯二甲醛。这类反应对温度、pH、混合比例都敏感，泵的精度、反应池的体积、温控的稳定性，三样缺一不可。

两条路线可以合在一台机器上。有的型号带光衍生模块，同时带试剂泵，用户按项目选；有的型号只做光衍生，结构简单、价格低。选型时先定项目，项目定了路线就定了，不要为了以后可能用得上，买一台什么都不精的机器。

三、六个型号的分工

HM-GYS1 是光衍生机型，单光源两百五十四纳米，光源寿命两万小时以上，主动风冷，机身四百一十乘五十乘七十五毫米，反应池最大压力四十五兆帕，最大流速五毫升每分钟，池体积一毫升，材质改性 FEP，输出功率八瓦，手动开关。它对应的是常规液相做黄曲霉毒素这一类需求。

HM-GYS2 是双光源机型，两百五十四纳米加三百五十二纳米，两个波长可以自由搭配，机身四百一十乘一百四十八乘一百四十八毫米，最大流速一毫升每分钟，反应池一小于零点五毫升、反应池二一毫升，输出八瓦乘二，智能显示屏、自动开关机、漏液报警。它对应的是超高效液相，也兼容常规液相，一机两用。

HM-ZYS1 是经济型，不带光衍生模块，走化学衍生路线。单泵或者双泵可选，普通平流泵，流速零到五毫升每分钟，精度优于百分之零点五，最大压力二十兆帕，脉动小于零点五兆帕，单温控，池体积一加零点五毫升，温度范围室温加五到一百五十度，精度正负零点一度。

HM-ZYS2 是基础型，泵换成常规平流泵，压力上限二十五兆帕，脉动小于零点二兆帕，双温控，温度上限一百七十度，七寸触摸屏，带柱后自冲洗、方案存储、梯度编程。HM-ZYS3 是智能型，高压平流泵，流速零到九点九九九毫升每分钟，压力四十五兆帕，脉动小于零点一兆帕，加了漏液报警、压力报警、系统自清洗。

HM-ZYST 的配置和 HM-ZYS3 一致，差别在接口和结构，适配不同品牌的液相。两台放在一起，参数表几乎一样，选哪台取决于实验室现有液相的型号和管路接口。这一档的用户通常已经有成熟的液相方法，换的只是柱后这一段。

六个型号的排法有一条主线：光衍生一台、化学衍生四台、通用一台。光衍生的两台按液相类型分，常规液相用 GYS1、超高效液相用 GYS2；化学衍生的四台按泵和温控分档，经济型到智能型，压力和脉动一级级往下压；最后一台按接口适配。这条主线看完，选型不会跑偏。

四、衍生池、流速与压力

衍生池体积决定反应时间和峰宽。池体积大，反应时间长，反应更完全，但峰被拉宽，分离度下降；池体积小，峰窄，反应可能不完全，灵敏度上不去。这是个跷跷板，选型时要按方法定。常规液相用一毫升池，超高效液相用零点五毫升以下的池。

流速上限决定能不能配超高效液相。超高效液相的流速常在零点二到零点五毫升每分钟，常规液相是一毫升。HM-GYS2 的最大流速标一毫升每分钟，就是按这个场景定的。化学衍生的泵要按柱流速的比例输送试剂，柱流速越小，泵的低速稳定性要求越高。

压力上限决定系统的耐压能力。柱后衍生在柱出口之后，压力比柱前低很多，但也不能掉以轻心。管路细、接头多、反应池堵，压力会往上走。HM-GYS1 和 HM-GYS2 的反应池最大压力都是四十五兆帕，HM-ZYS1 到 ZYS3 的泵压上限从二十到四十五兆帕，按方法需要选。

脉动这一项容易被忽略。泵的脉动会直接反映到基线上，脉动大，基线呈周期性波动，检出限就下不去。HM-ZYS1 的脉动小于零点五兆帕，ZYS2 小于零点二，ZYS3 小于零点一，三档的差别在基线上一看就知道。做痕量分析，脉动这一项比流量精度更影响结果。

五、方法与应用面

柱后衍生的应用面比想象中宽。真菌毒素是一大类：黄曲霉毒素、伏马毒素、河豚毒素、贝类毒素，多数靠光衍生或者化学衍生提高荧光响应。农药残留是一大类：氨基甲酸酯类、草甘膦、百草枯、敌草快，柱后衍生是标准方法里的常见配置。

氨基酸分析是另一大类。氨基酸本身没有紫外吸收，要靠柱后衍生加茚三酮或者邻苯二甲醛，生成有颜色的产物，用可见或者荧光检测。这类方法反应时间长、温度要求高，对衍生池的体积和温控精度要求比真菌毒素更严，温度差一度，峰面积就能差百分之几。

药物分析里也用得上。伏格列波糖、红霉素这类没有强发色团的药物，柱后衍生能提高检测灵敏度。六价铬、溴酸盐、甲醛、胍类、生物胺，这些项目在标准方法里都有柱后衍生的版本，做检测的实验室迟早会遇到其中一两个。

方法确定之后，机器只是执行。同样的柱子、同样的流动相、同样的衍生条件，换一台机器，峰形和灵敏度会有差别，差别来自死体积、混合效率、温控稳定性。所以方法转移不能只看参数表，要实际跑一针比对。这一条在做方法验证的时候尤其重要。

反应温度这一项，标准里通常写得比较宽，实际做起来差几度就有差别。邻苯二甲醛衍生在室温下也能反应，但反应速率慢，峰面积不稳定；控到四十度，反应快而完全，重复性好。温度稳定时间标称小于二十分钟，实际做样要等够这段时间再进样，急着进，前三针的数据都不作数。

六、常见项目与机型对照

把常做的项目列出来，按衍生方式分类，选型就清楚了。光衍生的项目，看波长和池体积；化学衍生的项目，看泵的流速范围和温控精度。两类项目都做的实验室，选一台带光衍生模块、又带试剂泵的机型，比买两台省地方，也省一套管路的连接和清洗。模块切换按项目来，换的时候把管路冲干净，别让两种试剂在池子里碰面出事故。

黄曲霉毒素是最常见的入门项目。液相分离后用光衍生，两百五十四纳米照射，荧光检测。这个项目对机器的要求不高，HM-GYS1 就能做，进样量小、流速一毫升每分钟，池体积一毫升刚好。做超高效液相的单位，要选 HM-GYS2，池体积更小，峰更窄。

氨基甲酸酯和草甘膦走化学衍生。柱后加试剂、控温反应，对泵的精度和温控稳定性要求高。这类项目用 HM-ZYS2 或者 HM-ZYS3，双温控、脉动小、带自冲洗。用 HM-ZYS1 也能做，但脉动大一些，基线不如前两台平。

把项目、衍生方式、波长、流速、池体积、适配机型列成一张表，贴在机器旁边。这张表比说明书有用，因为它把这个实验室常做的项目固化了。新人照表选程序，不会拿错柱子用错条件。表不必一次做全，做几个项目就先写几个，慢慢补。

表1 常见柱后衍生项目与机型适配

表注：条件为常见方法要点，实际以本单位执行的现行标准与方法为准。

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