高效液相色譜檢測器

關(guān)于高效液相色譜檢測器檢測器是高效液相色譜儀的核心部件，他負責(zé)把從色譜柱分離出來的各組分快速、準(zhǔn)確的檢測出來，實現(xiàn)定性、定量分析。第2頁,共42頁，星期六，2024年，5月

檢測器的分類1、紫外可見吸收檢測器(UV)2、光電二極管陣列檢測器

(PDA)3、熒光檢測器(FD)4、示差折光檢測器(RID)5、電化學(xué)檢測器(ED)6、化學(xué)發(fā)光檢測器(CD)7、蒸發(fā)光散射檢測器(ELSD)第3頁,共42頁，星期六，2024年，5月紫外可見吸收檢測器(ultraviolet－visibledetector，UV)

紫外可見吸收檢測器(UVD)是HPLC中應(yīng)用最廣泛的檢測器，幾乎所有的液相色譜儀都配有這種檢測器。屬于選擇性檢測器。1

、特點：靈敏度較高，線性范圍寬，噪聲低，波長可選，對流動相的流速和溫度變化不敏感，適用于梯度洗脫，對強吸收物質(zhì)檢測限可達10-9g/ml以下，檢測后不破壞樣品，可用于制備，并能與多種檢測器串聯(lián)使用。工作原理與結(jié)構(gòu)同一般分光光度計相似，也就是裝有流通池的紫外可見分光光度計。第4頁,共42頁，星期六，2024年，5月2、結(jié)構(gòu)與原理：紫外吸收檢測器常用氘燈作光源，氘燈則發(fā)射出紫外-可見區(qū)范圍的連續(xù)波長，并安裝一個光柵型單色器，其波長選擇范圍寬(190nm～800nm)。

它有兩個流通池，一個參比池，一個測量池。光源發(fā)出的紫外光照射到流通池上，若兩流通池都通過純的均勻溶劑，則它們在紫外波長下幾乎無吸收，光電管上接受到的輻射強度相等，即無信號輸出。當(dāng)組分進入測量池時，吸收一定的紫外光，使兩光電管接受到的輻射強度不等，即有信號輸出，輸出信號大小與組分濃度有關(guān)。

第5頁,共42頁，星期六，2024年，5月可變波長紫外檢測器固定波長紫外檢測器結(jié)構(gòu)圖第6頁,共42頁，星期六，2024年，5月

紫外/可見光檢測器的光路系統(tǒng)，由氘燈提供190nm～600nm寬帶光譜，光線徑直射到全息凹面光柵上，衍射的單色光射到半透射反光鏡，被分成兩束光線，一束經(jīng)流通池后照射到測量光電池上，另一束經(jīng)參比池照射到參比光電池上，光電池把光能量轉(zhuǎn)換成微小電流信號，光柵由一臺微機控制的步進電機精確地驅(qū)動以改變波長。如圖所示：D氘燈光門波長調(diào)節(jié)桿凹面光柵半透鏡流通池光電池（測量）光電池（參比）暗盒第7頁,共42頁，星期六，2024年，5月

單色器光源步進電機半透反光鏡檢測池參比池光/電轉(zhuǎn)換前置放大器A/DCPU時鐘并行口訊號輸出(積分/記錄)鍵盤顯示屏直流電源變壓器交流電源冷卻風(fēng)機《紫外/可見光檢測器系統(tǒng)原理圖》第8頁,共42頁，星期六，2024年，5月3、局限：對紫外吸收差的化合物如不含不飽和鍵的烴類等靈敏度很低。流動相的選擇受到一定限制，紫外吸收大的溶劑不能做流動相。每種溶劑都有截止波長，當(dāng)小于該截止波長的紫外光通過溶劑時，溶劑的透光率降至10%以下，因此，流動相的截止波長不能大于紫外吸收檢測器的工作波長。第9頁,共42頁，星期六，2024年，5月光電二極管陣列檢測器(photodiodearraydetector，

PDA)

光電二極管陣列檢測器是紫外檢測器的重要進展，也稱快速掃描紫外檢測器，在液相色譜分析中得到大量的使用，被認為是液相色譜最有發(fā)展、最好的檢測器。1、特點：

靈敏度比紫外檢測器高

，噪音低，線性范圍寬

，對流速和溫度的波動不靈敏，適用于梯度洗脫及制備色譜。第10頁,共42頁，星期六，2024年，5月2、原理與結(jié)構(gòu)：檢測器的接收是由一組光電二極管（數(shù)量由35～1024個不等）接收，并轉(zhuǎn)換為電信號。光電二極管的排列（數(shù)字分辨）和狹縫寬度（光學(xué)分析）決定了檢測器的全波長分析能力。還能獲得色譜分離組分的三維光譜色譜圖。第11頁,共42頁，星期六，2024年，5月

《二極管陣列檢測器光路示意圖》氘燈消色差透鏡斬光器流通池載液全息光柵

二極管陣列檢測器在結(jié)構(gòu)上的主要特點是用光電二極管陣列同時接收來自流通池的全光譜透過光，因此在光路安排上與普通紫外/可見光檢測器有重要的區(qū)別，它讓光線先通過樣品流通池，然后由一系列分光技術(shù)，使所有波長的光在接收器同時被檢測，其光學(xué)系統(tǒng)又稱多色儀，其光學(xué)系統(tǒng)被稱為“倒光學(xué)”系統(tǒng)。

第12頁,共42頁，星期六，2024年，5月第13頁,共42頁，星期六，2024年，5月三維譜圖第14頁,共42頁，星期六，2024年，5月3、局限：對紫外吸收差的化合物靈敏度很低。流動相的選擇受到一定限制，紫外吸收大的溶劑不能做流動相。二極管陣列少的話波長分辨率和靈敏度較低，商品價格也較貴。第15頁,共42頁，星期六，2024年，5月熒光檢測器(fluorescencedetector，

FD)一般包括激發(fā)光源、選擇激發(fā)波長的單色器、檢測池、選擇發(fā)射波長的單色器及檢測發(fā)光強度的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等基本組件?？煞譃楣潭úㄩL熒光檢測器（用多個率光片作單色器）和熒光分光檢測器（用光柵作單色器）兩大類。

1、特點：

靈敏度極高

，能達到10-12g/ml，有選擇性，可檢測能產(chǎn)生熒光的化合物。某些不發(fā)熒光的物質(zhì)可通過化學(xué)衍生法生成熒光衍生物，適用于痕量分析。第16頁,共42頁，星期六，2024年，5月2、原理與結(jié)構(gòu)：由光源發(fā)出的光，經(jīng)激發(fā)光單色器后，得到所需波長的激發(fā)光。通過檢測池的激發(fā)光部分被樣品吸收，并使其被激發(fā)后發(fā)射出熒光。在經(jīng)選擇發(fā)射波長的單色器分光后，單一波長的發(fā)射光被送至光電檢測器進行檢測。由于吸光強度與激發(fā)光強度成正比，光源應(yīng)具有高強度、連續(xù)、平滑、穩(wěn)定的輻射輸出功能。第17頁,共42頁，星期六，2024年，5月熒光檢測器氘燈激發(fā)單色器發(fā)射單色器光電倍增管光二極管（UV）樣品流通池結(jié)構(gòu)圖光源檢測器濾光片檢測室濾光片第18頁,共42頁，星期六，2024年，5月常見熒光檢測器光路圖第19頁,共42頁，星期六，2024年，5月3、局限：只能適合于能產(chǎn)生熒光的物質(zhì)（或通過衍生化能產(chǎn)生熒光的物質(zhì)）的檢測。其線性范圍不如紫外檢測器寬。第20頁,共42頁，星期六，2024年，5月示差折光檢測器(differentialrefractiveIndexdetector，

RID)是一種濃度型通用檢測器，對所有溶質(zhì)都有響應(yīng)，應(yīng)用較廣。可分為反射型（根據(jù)Fresnel定律）、折射型（根據(jù)Snell定律）和干涉型三種類型。1、特點：靈敏度高、噪聲小、運行高度穩(wěn)定、折射率范圍寬、操作簡單、方便。第21頁,共42頁，星期六，2024年，5月2、原理與結(jié)構(gòu)：此檢測器是基于連續(xù)測定樣品流路和參比流路之間折射率的變化來測定樣品的含量。光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，由于兩種物質(zhì)的折射率不同就會產(chǎn)生折射。只要樣品組分與流動相的折光指數(shù)不同，就可被檢測，二者相差愈大，靈敏度愈高，在一定濃度范圍內(nèi)檢測器的輸出與溶質(zhì)濃度成正比。第22頁,共42頁，星期六，2024年，5月示差折光檢測器原理圖結(jié)構(gòu)圖第23頁,共42頁，星期六，2024年，5月

3、局限：不如紫外檢測器敏度、對溫度敏感、不能用于梯度洗脫測器寬。第24頁,共42頁，星期六，2024年，5月電化學(xué)檢測器(electrochemicaldetector，

ED)包括電導(dǎo)、安培、庫侖、極譜和介電常數(shù)檢測器檢測器等。1、電導(dǎo)檢測器：特點：高靈敏度、高選擇性、結(jié)構(gòu)簡單、操作成本低、線性范圍寬（可達106）、死體積小、選擇性檢測器。是離子色譜中必備的檢測器。第25頁,共42頁，星期六，2024年，5月原理及結(jié)構(gòu)：基于離子性物質(zhì)的溶液具有導(dǎo)電性，利用離子在電場中遷移導(dǎo)電進行檢測，其電導(dǎo)率與離子的性質(zhì)和濃度相關(guān)。當(dāng)向電導(dǎo)池的兩個電極施加電壓時，溶液中的陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動。在電解質(zhì)溶液中的離子數(shù)目和離子的移動速率決定溶液的電阻大小，離子的遷移率或單位電場中離子的速率取決于離子的電荷及其大小、介質(zhì)類型、溶液溫度和離子濃度。離子的遷移速率取決于施加電壓的大小。所施加的電壓既可以是直流電壓，也可以是正弦波或方波電壓。當(dāng)施加的有效電位確定后，即可測量出電路中的電流值，即能測出電導(dǎo)值。第26頁,共42頁，星期六，2024年，5月結(jié)構(gòu)圖電導(dǎo)儀電極電極液路電極電源第27頁,共42頁，星期六，2024年，5月局限：對流速、溫度敏感、干擾比較多。第28頁,共42頁，星期六，2024年，5月特點：高靈敏度、高選擇性、應(yīng)用很廣，檢測具有氧化還原活性（能發(fā)生電極反應(yīng)）的物質(zhì)。適于與反相色譜匹配。2、安培檢測器：第29頁,共42頁，星期六，2024年，5月原理：當(dāng)被分離的電活性物質(zhì)流經(jīng)電極表面時，由于溶液與電極間有電勢差，電活性物質(zhì)就要得到或失去電子，被還原或氧化，因此，溶液和電極間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，形成電流，該電流符合法拉第定律，即電流大小與待測物濃度成正比。記錄電流隨時間的變化，得到電泳譜圖。第30頁,共42頁，星期六，2024年，5月結(jié)構(gòu)圖接參比電極和對電極接色譜柱塑料塊工作電極(Pt,Au,碳糊)Teflon1cm安培檢測器第31頁,共42頁，星期六，2024年，5月局限：流動相必須含有電解質(zhì)，且呈化學(xué)隋性。只能檢測具有電活性的物質(zhì)。第32頁,共42頁，星期六，2024年，5月極譜檢測器庫侖檢測器極譜庫、侖檢測器結(jié)構(gòu)圖第33頁,共42頁，星期六，2024年，5月化學(xué)發(fā)光檢測器(Chemiluminescencedetector，

CD)該檢測器是一種新型檢測器。1、特點：快速、靈敏的新型檢測，最小檢出量可達10-12g/ml,設(shè)備簡單、價廉、線性范圍寬等。第34頁,共42頁，星期六，2024年，5月2、原理與結(jié)構(gòu)：某些物質(zhì)在常溫下進行化學(xué)反應(yīng)，生成處于激發(fā)態(tài)勢反應(yīng)中間體或反應(yīng)產(chǎn)物，當(dāng)它們從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時，就發(fā)射出光子。物質(zhì)激發(fā)態(tài)的能量是來自化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)分離組分從色譜柱中洗脫出來后，立即與適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)發(fā)光試劑混合，引起化學(xué)反應(yīng)發(fā)光，通過光電倍增管將光信號變成電信號，進行檢測。其光強度與該物質(zhì)的濃度成正比。第35頁,共42頁，星期六，2024年，5月

蒸發(fā)光散射檢測器(EvaporativeLight-scatteringDetector,ELSD)通用型檢測器。1、特點：任何揮發(fā)性低于流動相的樣品均能被檢測。敏度高，對溫度變化不敏感，基線穩(wěn)定，適合與梯度洗脫液相色譜聯(lián)用。能檢測不含發(fā)色團的化合物，如：碳水化合物、脂類、聚合物、未衍生脂肪酸和氨基酸、表面活性劑、藥物(人參皂苷、黃芪甲苷)，并在沒有標(biāo)準(zhǔn)品和化合物結(jié)構(gòu)參數(shù)未知的情況下檢測未知化合物。第36頁,共42頁，星期六，2024年，5月檢測分為三個步驟：（1）用惰性氣體霧化洗脫液（2）流動相在加熱管（漂移管）中蒸發(fā)（3）樣品顆粒散射光后得到檢測。

2、原理及結(jié)構(gòu)：第37頁,共42頁，星期六，2024年，5月HPLC柱噴霧氣體蒸發(fā)漂移管激光光源樣品液滴光二極管檢測器散射室結(jié)構(gòu)圖第38頁,共42頁，星期六，2024年，5月

示差折光紫外熒光電導(dǎo)應(yīng)用范圍通用選擇性高選擇性選擇性可否梯度淋洗不可可可不可線性范圍104103104最小檢測量10-6g10-9g10-12g10-9g對溫度敏感度敏感低敏感溶劑使用情況無限制受限制受限制受限制