HPLC的眼睛--检测器的秘密

实验与分析 0 2020-05-27

分享到

高效液相色谱仪是由溶剂贮液器、泵、进样器、色谱分离柱、检测器和数据处理系统几部分组成。检测器、泵与色谱柱是组成高效液相色谱仪的三大关键部件，其中检测器是高效液相色谱仪的眼睛，它将样品的物理或化学特性信息转换成易测量的电信号输入到记录仪，并记录下来，得到样品组分分离的色谱图。

　　检测器的类型

　　通常将检测器分为通用型和选择型2种，通用型检测器是指可连续测量色谱柱流出物(包括流动相和样品组分)的全部特性变化;而选择型检测器是用以测量被分离样品组分某种特性的变化，这类检测器对样品中组分的某种物理或化学性质敏感，而这一性质是流动相所不具备的，或至少在操作条件下不显示。如紫外检测器、光电二极管阵列检测器、荧光检测器等属于选择型检测器;示差折光检测器、蒸发光散射检测器等属于通用型检测器。

　　检测器的作用是将柱流出物中样品组成和含量的变化转化为可供检测的信号，常用检测器有紫外吸收、荧光、示差折光、化学发光等。

　　各种检测器基本原理及比较如下

　　表1.各种检测器基本原理及优缺点比较

检测器分类	检测原理	特点	缺点
紫外-可见光（UV-VIS）检测器	基于Lambert-Beer定律，即被测组分对紫外光或可见光具有吸收，且吸收强度与组分浓度成正比。	很多有机分子都具紫外或可见光吸收基团，有较强的紫外或可见光吸收能力，因此UV-VIS检测器既有较高的灵敏度，也有很广泛的应用范围。由于UV-VIS对环境温度、流速、流动相组成等的变化不是很敏感，所以还能用于梯度淋洗。	1.对没有紫外/可见波长吸收的样品无法检测2.流动相的选择受到流动相组分对紫外可见光的吸收影响，现有紫外可见检测器在常用的流动相下当波长低于210nm时检测效果较差； 3.不同物质在同一检测波长下的响应因子不相同
二极管阵列检测器（diode-array detector , DAD	以光电二极管阵列（或CCD阵列，硅靶摄像管等）作为检测元件的UV-VIS检测器。它可构成多通道并行工作，同时检测由光栅分光，再入射到阵列式接受器上的全部波长的信号，然后，对二极管阵列快速扫描采集数据，得到的是时间、光强度和波长的三维谱图。与普通UV-VIS检测器不同的是，普通UV-VIS检测器是先用单色器分光，只让特定波长的光进入流动池。而二极管阵列UV-VIS检测器是先让所有波长的光都通过流动池，然后通过一系列分光技术，使所有波长的光在接受器上被检	特点与紫外检测器相同，同时可动态的在同一时间检测所有波长下的吸收。	1.与紫外可见家测起相 2.灵敏度和重现性低于紫外检测器。
示差折光检测器（differential refractometers, RI）	原理：基于样品组分的折射率与流动相溶剂折射率有差异，当组分洗脱出来时，会引起流动相折射率的变化，这种变化与样品组分的浓度成正比。 RI 检测器根据其设计原理可分为反射型（根据Fresnel定律）、折射型（根据Snell定律）和干涉型三种类型。	示差折光检测法也称折射指数检测法。绝大多数物质的折射率与流动相都有差异，所以RI是一种通用的检测方法。虽然其灵敏度比其他检测方法相比要低1-3个数量级。对于那些无紫外吸收的有机物（如高分子化合物、糖类、脂肪烷烃）是比较适合的。在凝胶色谱中是必备检测器，在制备色谱中也经常使用。	1.灵敏度很低 2.不能用于梯度洗脱系统
蒸发光散射检测器（evaporative light-scattering detector, ELSD）	ELSD是基于溶质的光散射性质的检测器。由雾化器、加热漂移管（溶剂蒸发室）、激光光源和光检测器（光电转换器）等部件构成。色谱柱流出液导入雾化器，被载气（压缩空气或氮气）雾化成微细液滴，液滴通过加热漂移管时，流动相中的溶剂被蒸发掉，只留下溶质，激光束照在溶质颗粒上产生光散射，光收集器收集散射光并通过光电倍增管转变成电信号。	因为散射光强只与溶质颗粒大小和数量有关，而与溶质本身的物理和化学性质无关，所以ELSD属通用型和质量型检测器。适合于无紫外吸收、无电活性和不发荧光的样品的检测。其灵敏度与载气流速、汽化室温度和激光光源强度等参数有关。与示差折光检测器相比，它的基线漂移不受温度影响，信噪比高，也可用于梯度洗脱。检测任何不挥发样品，提供精确的样品组份和几乎相同的响应因子，灵敏度高于RI、低波长紫外检测器和其他ELSD，不需要日常维护，可和HPLC、GPC和SFC连用	流动相相不能含有不挥发组分（可使用有机酸碱替代）
荧光检测器（fluorescence detector）	原理：许多有机化合物，特别是芳香族化合物、生化物质，如有机胺、维生素、激素、酶等，被一定强度和波长的紫外光照射后，发射出较激发光波长要长的荧光。荧光强度与激发光强度、量子效率和样品浓度成正比。有的有机化合物虽然本身不产生荧光，但可以与发荧光物质反应衍生化后检测。结构	特点：有非常高的灵敏度和良好的选择性，灵敏度要比紫外检测法高2-3个数量级。而且所需样品量很小，特别适合于药物和生物化学样品的分析。	1.样品的选择性较强2 2.其它与紫外检测器相似

　　HPLC中常见检测器的基本特性如下

　　表2.HPLC中常见检测器的基本特性

　　检测器常见问题及解决方法

　　检测器性能的好坏直接影响仪器的正常工作，其中噪声和漂移是检测器稳定性的主要表现。

　　1基线噪声较大的可能原因及对策

　　噪声是指由检测器输出与被测样品组分无关的无规则波动信号。对于判断基线噪声是来自检测器还是来自泵或流动相，可将泵关上, 继续走基线，如果噪声立即停止，基线呈一条直线, 说明基线噪声来自泵或流动相中的气泡, 应设法排气;若停泵后仍有噪音出现, 应检查检测器。如果上述都检查过，那需要考虑的其它问题就是：是否改变流动相的组成;是否改变检测波长;流动相是否相溶;流动相是否干净等问题，然后针对问题一一排除。

　　2基线漂移

　　一般说来, 机器刚启动时, 基线容易漂移, 对紫外检测器来说，大概需要0.5h的平衡时间, 如果在实验过程中发现基线漂移, 则可考虑以表3所列基线漂移的可能原因及解决方法。

　　表3.基线漂移可能原因及解决方法