日立半導(dǎo)體超高效液相色譜儀的工作原理

?? 基本工作流程

日立超高效液相色譜儀的工作流程，本質(zhì)上是在高的壓力（最高達(dá)140 MPa）下，驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)相通過裝有極小顆粒填料（可達(dá)1.9µm）的色譜柱，利用樣品中不同組分在固定相和流動(dòng)相之間分配行為的差異，以及它們與固定相相互作用的細(xì)微差別（如吸附、分配、離子交換等），使各組分在色譜柱內(nèi)以不同的速度遷移，從而實(shí)現(xiàn)分離。分離后的組分進(jìn)入檢測器，被轉(zhuǎn)化為電信號，最終由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成色譜圖，用于定性和定量分析。

其實(shí)現(xiàn)超高效分離的關(guān)鍵在于：

• 更小的填料粒徑：使用亞2µm的顆粒填料，大大提高了色譜柱的柱效（理論塔板數(shù)可達(dá)50,000以上），使分離度更高，峰形更尖銳。

• 更高的系統(tǒng)耐壓：高壓是驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相通過緊密填充的微細(xì)顆粒色譜柱所必需的，日立UHPLC的140MPa耐壓為此提供了保障。

• 更低的系統(tǒng)體積：優(yōu)化的流路設(shè)計(jì)，如低體積混合器和低擴(kuò)散管路，減少了柱外效應(yīng)，避免了色譜峰的展寬，保證了高柱效。

?? 半導(dǎo)體行業(yè)的特殊應(yīng)用考量

在半導(dǎo)體制造中，對超痕量雜質(zhì)的檢測、高純度化學(xué)品的質(zhì)量控制、以及工藝化學(xué)品中金屬離子和有機(jī)污染物的監(jiān)控要求高。雖然搜索結(jié)果未明確日立色譜儀在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用，但上述通用UHPLC技術(shù)，尤其是其高靈敏度（例如，通過選配的65mm長光程流通池，靈敏度可達(dá)以往機(jī)型的約10倍）和高分辨率（得益于高柱效和良好的峰容量）特性，正是半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)行精確雜質(zhì)分析和質(zhì)量控制所需的。

例如，在半導(dǎo)體工藝中，可能需要檢測：

• 超純水中的痕量有機(jī)污染物。

• 光刻膠、蝕刻液等關(guān)鍵化學(xué)品中的雜質(zhì)成分。

• 硅片表面的有機(jī)污染物分析。

?? 日常操作與維護(hù)

為了確保日立超高效液相色譜儀持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是應(yīng)用于半導(dǎo)體等高要求領(lǐng)域時(shí)，需要注意：

• 系統(tǒng)準(zhǔn)備：使用HPLC級或更高純度的溶劑和添加劑，避免堵塞色譜柱和流路。流動(dòng)相需經(jīng)過脫氣（日立儀器配備在線脫氣裝置）。

• 樣品前處理：樣品需經(jīng)適當(dāng)?shù)?span style="font-weight: 600;">過濾（如0.22µm或0.45µm濾膜）以去除顆粒物。

• 壓力監(jiān)控：壓力異常升高可能表明色譜柱或系統(tǒng)流路堵塞，壓力波動(dòng)則可能提示泵或混合器問題。

• 色譜柱維護(hù)：遵循色譜柱的使用說明，使用合適的保護(hù)柱，定期沖洗色譜柱，并在不使用時(shí)應(yīng)按說明書要求正確保存。

• 基線觀察：基線噪音增大可能源于檢測器光源老化、流通池污染或流動(dòng)相問題；漂移可能與溫度變化、流動(dòng)相比例變化或檢測器不穩(wěn)定有關(guān)。

• 定期維護(hù)與校準(zhǔn)：遵循制造商的建議進(jìn)行定期維護(hù)，如更換泵密封圈、清洗閥等，并可利用標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行系統(tǒng)適用性測試，確保儀器性能。

?? 總結(jié)

日立超高效液相色譜儀通過其高壓輸液系統(tǒng)、高效分離色譜柱和高靈敏度檢測器的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了快速、高效、高靈敏度的分離分析。雖然搜索結(jié)果中缺乏其在半導(dǎo)體領(lǐng)域直接應(yīng)用的詳細(xì)信息，但其技術(shù)特點(diǎn)符合該行業(yè)對高分辨率、高靈敏度和高分析效率的苛刻要求。