液相色谱检测器原理及应用

武开业

(榆林市环境监测总站，陕西 榆林 719000)

1 高效液相色谱仪的结构和原理

高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9′107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万)；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。

高效液相色谱仪主要由色谱泵及控制器、进样器、色谱柱、检测器和数据处理及控制五大部分组成，分离原理是一个物理过程，流动相携带着待分析化合物和其他一些共存物质流过色谱柱，利用不同物质在固定相上的保留时间不同，从而出峰时间不同而达到分离，利用保留时间定性，峰高或者峰面积定量，在将分离后的各个成分依次通过一紫外检测器时就可检测出各化合物的浓度来。

2 衡量检测器的指标

检测器作为高效液相色谱仪的重要组成部分，直接决定分析的准确度和灵敏度，所以对检测器要有一个充分的认识，这样才能更好的使用仪器，提高工作效率，并且平常需要做相关的维护和保养。

衡量检测器的指标有：灵敏度S=R/Q，R是检测器响应值的增量，Q是样品量的增量；噪音 ，即没有样品时检测器的最大输出信号；漂移 ，即检测器在一段时间内响应值的变化；线性动态范围，即最大线性相应与最小检出限之比；最小检测限，即样品产生两或三倍于噪音信号时的浓度；信噪比，即S/N。

注意最小检测限不是一个单纯的检测器指标它实际上是评价整个色谱系统的指标，包括了色谱系统在内的综合性指标，信噪比亦如此。

3 检测器的分类

一般常用的有固定波长紫外检测器、可调波长紫外/可见检测器、可编程紫外/可见检测器、光电二极管矩阵检测器、示差折光检测器、荧光检测器、电化学检测器、电导检测器，其他的还有放射性检测器、质谱检测器、热能检测器、LALLS检测器、蒸发质量检测器、粘度检测器等。

3.1 紫外/可见检测器

紫外-可见光检测器是应用最广泛的检测器，遵循的原理是Beer’s Law-BEER定律，即光能量P0=透过溶剂的光能量，P=透过样品的光能量，光通量(透过率%)T=P/P0，吸光度 A=-log(T)=log(P0/P)，吸光度 =单位吸光度 ，即 A=abc，也就是说样品池(S)中的样品对光产生吸收有信号差，如是可变波长检测器还有分光系统(光栅)同紫外检测器灵敏度有关的因素有信号强度(S)和噪音(N)。

从BEER定律可看出信号强度(S)与样品的种类、样品浓度及进样的体积、检测池的长度、所使用的波长、检测器的时间常数有关。

噪音(N)与流动相、所使用的波长灯的能量、检测器的时间常数以及非检测器因素如电噪音、泵脉动等有关。

紫外检测器的灵敏度与溶剂的影响、背景吸收、示差折光效应有关，不同种类溶剂有其截止波长，溶剂的质量好坏对其截止波长有影响，溶剂质量与含紫外吸收的杂质、溶解在其中的氧气、缓冲液溶质的紫外吸收等因素有关；背景吸收减少线性范围、许多溶剂会产生背景吸收，所以应该选择应用；示差折光效应会产生假的紫外吸收变化，定量误差导致光谱图不准确，梯度应用时有严重的基线漂移。

3.2 光电二极管矩阵检测器(Photodiode Array Detector)

光电二极管矩阵检测器简称PDA，它可以兼顾紫外检测器及可见分光光度计的信息，在收集色谱图的同时得到光谱图，自动完成色谱峰的纯度鉴定以及色谱峰的确认，可以对任意波长进行再处理，可以从硬件上消除示差折光效应，一般考察PDA的指标是色谱的灵敏度、光谱的灵敏度以及光谱的分辨率。

3.3 示差折光检测器

示差折光检测器是目前液相色谱中常用的一种检测器，它可与输液泵，色谱柱，进样器等组成凝胶渗透色谱仪或高速液相色谱仪系统，也可以配置适当的进样系统作为单独的分析仪器使用。对所有溶质都有响应，某些不能用选择性检测器检测的组分，如高分子化合物、糖类、脂肪烷烃等，可用示差检测器检测。由于不同的液体折光不同，因此本检测器通用性强，可广泛地应用于化工、石油、医药、食品等领域。

示差折光检测器是基于连续测定样品流路和参比流路之间折射率的变化来测定样品含量的。光从一种介质进入另一种介质时，由于两种物质的折射率不同就会产生折射。只要样品组分与流动相的折光指数不同，就可被检测，二者相差愈大，灵敏度愈高，在一定浓度范围内检测器的输出与溶质浓度成正比。

缺点是不能做梯度实验，最大的池耐压是100 psi，流速范围是0.3-10 ml/min.

3.4 荧光检测器(Fluorescence Detector)

荧光检测器是高压液相色谱仪常用的一种检测器。用紫外线照射色谱馏分，当试样组分具有荧光性能时，即可检出。其特点是选择性高，只对荧光物质有响应；灵敏度也高，最低检出限可达10-12g/ml，适合于多环芳烃及各种荧光物质的痕量分析。也可用于检测不发荧光但经化学反应后可发荧光的物质。如在酚类分析中，多数酚类不发荧光，为此先经处理使其变为荧光物质，而后进行分析。

荧光检测器滤光片可以分为近通(Short pass)-低于特定点的所有波长可以通过，远通 (Long pass)-高于特定点的所有波长可以通过，带通(Band pass)-在特定范围内的所有波长可以通过。

3.5 电化学检测器 (Electrochemical Detector)

电化学检测器的原理是随着化合物被氧化或还原能产生正比于待测化合物浓度的电流，一般在特殊情况下使用，主要用来测定化学性质不稳定的离子，如容易被氧化或还原的离子。

该检测器的特性是选择性非常高，只有容易氧化或还原的电活性物质才可被检测。例如,即便有高含量的氯化物、硫酸盐共存时，其他离子的检测也不受干扰，因为这两种离子不被电化学检测器所检测。

3.6 电导检测器(Conductivity Detector)

所有的离子化合物以及可被解离的化合物的水溶液能够导电，电导检测器就是以液相色谱流动相的导电度的变化作为定量依据的，流动相携带样品通过流通池，空白流动相会产生一个电导值，流动相加样品的电导减去流动相的电导即为样品产生的电导值，该值与待测样品浓度成正比。

电导检测器以导电溶液作为介质，所以用缓冲溶液作为流动相是合适的，但是不可避免的会大大提高检测器的背景基流，因此在无抑制柱的离子色谱中多数使用浓度很小的有机酸或有机酸盐作为流动相，以减低背景基流。

该检测器的特性是结构比较简单，灵敏度比较低，对于离子的检测有独特的作用。

4 应用

总之各种检测器有其不同的特点，适用的范围也不同，我们应该根据不同的使用环境合理选择检测器，更好的提高工作效率。

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