实验室分析仪器--液相色谱常用的检测器介绍
液相色谱常用的检测器包括紫外检测器、荧光检测器、示差折光检测器、蒸发光散射检测器、化学发光检测器、质谱检测器等。
紫外检测器(UVD)
是目前液相色谱中应用最广泛的检测器。自然界中大部分有机物和部分无机物都具有紫外吸收能力,UV检测器根据化合物对紫外光的吸收能力,通过二极管将光信号转变为电信号,从而进行分析。它有两个流通池,一个作参比,一个作测量用,光源发出的紫外光照射到流通池上,若两流通池都通过纯的均匀溶剂,则它们在紫外波长下几乎无吸收,光电管上接受到的辐射强度相等,无信号输出。当组分进入测量池时,吸收一定的紫外光,使两光电管接受到的辐射强度不等,这时有信号输出,输出信号大小与组分浓度有关。
使用过紫外检测器的人应该都会发现,很多标准方法中都是以254nm作为检测波长的,那为什么是这个波长呢?因为在液相色谱检测器的发展过程中使用最久的是低压汞灯,而汞的最大发射波长是253.7nm,也就是说在254nm波长下,灯能量最高,检测灵敏度最好。但现阶段,很多紫外检测器采用的是氘灯,这时候254nm的检测波长其实意义不大,氘灯的使用范围一般是190-800nm,需要考虑化合物的最大吸收波长并且避开流动相的吸收干扰来选择合适的检测波长。这就限制了其流动相的选择范围,一般检测波长要避开溶剂截止波长20nm以上。
荧光检测器(FLD)
是目前液相色谱灵敏度最高的检测器,应用广泛,选择性强。适用于能激发荧光的化合物。很多与生命科学有关的物质,如氨基酸、胺类、维生素、甾族化合物及某些代谢药物都可以用荧光法检测。荧光检测器在生物样品痕量分析中具有重要作用,尤其在用荧光衍生后,可以检测很微量的氨基酸和肽。在实验过程中需要严格脱气,因为系统中残留的氧气会引发荧光淬灭反应,造成峰面积大幅下降甚至不出峰。
示差折光检测器(RID)
是一种通用型检测器,利用物质的折光效应,对所有物质均有响应,只要被测组分与洗脱液的折光指数有差别就可使用。生命科学中常遇到各类糖类化合物、脂肪烷烃等,没有紫外吸收,一般常用示差折光检测器。它的通用性比UVD广,但灵敏度要低,对温度变化敏感,是所有检测器中对温度要求最高的。另外,不同的流动相比例,其密度或者折光系数不同,如果流动相比例发生改变,则会引起基线的持续变化,因此示差折光检测器只能采用等度洗脱,不能采用梯度洗脱,这也限制了它的使用。
蒸发光散射检测器(ELSD)
也是一种通用型的检测器,原理是利用光散射效应,可检测挥发性低于流动相的任何样品,通过雾化器去除溶剂,让化合物形成悬浮颗粒,从而形成散射效应。ELSD灵敏度比RID高,对温度变化不敏感,基线稳定,可用于梯度洗脱,并且可在没有标准品和化合物结构参数未知的情况下检测未知化合物,但不能使用不挥发的盐类溶剂,而要用醋酸铵之类的挥发性缓冲盐来代替。现在ELSD已被广泛应用于碳水化合物、类脂、脂肪酸和氨基酸、药物以及聚合物等的检测。
化学发光检测器(CD)
化学发光检测器是近年来发展起来的一种快速、灵敏的新型检测器,因其设备简单、价廉、线性范围宽等优点。其原理是基于某些物质在常温下进行化学反应,生成处于激发态势反应中间体或反应产物,当它们从激发态返回基态时,就发射出光子。由于物质激发态的能量是来自化学反应,故叫作化学发光。当分离组分从色谱柱中洗脱出来后,立即与适当的化学发光试剂混合,引起化学反应,导致发光物质产生辐射,其光强度与该物质的浓度成正比。该检测器不需要光源,也不需要复杂的光学系统,只要有恒流泵,将化学发光试剂以一定的流速泵入混合器中,使之与柱流出物迅速而又均匀地混合产生化学发光,通过光电倍增管将光信号变成电信号,就可进行检测。这种检测器的最小检出量可10-12g。
质谱检测器(MSD)
也是一种通用型检测器,在灵敏度、选择性、通用性及化合物的分子量和结构信息的提供等方面都有突出的优点。但它的昂贵操作费用和复杂性在一定程度上限制了它的推广应用。理解了这些检测器的原理可以帮助我们在实验中更好地选择和使用检测器,更高效率地完成检测任务。
