高效液相色譜儀常用檢測(cè)器及其性能

液相色譜檢測(cè)器的作用是將柱流出物中樣品組成和含量的變化轉(zhuǎn)化為可供檢測(cè)的信號(hào)，常用檢測(cè)器有紫外吸收、熒光、示差折光、化學(xué)發(fā)光等。

1、紫外吸收檢測(cè)器

紫外吸收(UV)檢測(cè)器是目前HPLC應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)器。其工作原理是朗伯-比爾定律。這種檢測(cè)器靈敏度高，線性范圍寬，對(duì)流速和溫度變化不敏感，可用于梯度洗脫分離。紫外吸收檢測(cè)要求被檢測(cè)樣品組分有紫外-可見(jiàn)光吸收，而使用的流動(dòng)相無(wú)吸收，或在被測(cè)組分吸收波長(zhǎng)處無(wú)吸收。一般選擇在欲分析物有最大吸收的波長(zhǎng)處進(jìn)行檢測(cè)，以獲得最大靈敏度和抗干擾能力。在沒(méi)有最大吸收時(shí)，可采用末端吸收。檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇除取決于待測(cè)物質(zhì)的成分和分子結(jié)構(gòu)外，還必須考慮流動(dòng)相組成、共存組分干擾等因素。特別是各種溶劑都有一定的透過(guò)波長(zhǎng)下限值，超過(guò)這個(gè)波長(zhǎng)，溶劑的吸收會(huì)變得很強(qiáng)，以至于不能很好地測(cè)出待測(cè)物質(zhì)的吸收強(qiáng)度。下表列出了HPLC中一些常用的溶劑透過(guò)波長(zhǎng)的下限。

2、光電二極管陣列檢測(cè)器

光電二極管陣列檢測(cè)器（photodiode array detector，PDAD）又稱快速掃描紫外可見(jiàn)分光度計(jì)，是一種新型的光吸收檢測(cè)器。它采用光電二極管陣列作為檢測(cè)元件，形成多通道并行工作,同時(shí)它對(duì)光柵分離的所有波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后將其入射到陣列接收機(jī)，然后快速掃描二極管陣列來(lái)采集數(shù)據(jù),得到吸收值(A)是保留時(shí)間(tR)和波長(zhǎng)(L)函數(shù)的三維色譜光譜圖。由此可及時(shí)觀察與每一組分的色譜圖相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)，從而迅速?zèng)Q定具有最佳選擇性和靈敏度的波長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)處理，還可進(jìn)行色譜峰光譜相似性比較、峰純度檢測(cè)及利用譜圖庫(kù)對(duì)樣品進(jìn)行檢索等，為定性、定量分析提供更豐富的信息。

單光束二極管陣列檢測(cè)器，光源發(fā)出的光先通過(guò)檢測(cè)池，透射光由全息光柵色散成多色光，射到陣列元件上，使所有波長(zhǎng)的光在接收器上同時(shí)被檢測(cè)。陣列式接收器上的光信號(hào)用電子學(xué)的方法快速掃描提取出來(lái)，每幅圖像僅需要10 ms，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)色譜流出峰的速度，因此可隨峰掃描。

3、熒光檢測(cè)器

熒光檢測(cè)器（fluorescence detector， FD）是一種高靈敏度、有選擇性的檢測(cè)器，可檢測(cè)能產(chǎn)生熒光的化合物。熒光檢測(cè)器的原理與熒光分析法相同，化合物受紫外光激發(fā)后，發(fā)射出比激發(fā)光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光，稱為熒光或發(fā)射光。許多藥物和生命活性物質(zhì)具有天然熒光,能直接檢測(cè)，某些不發(fā)熒光的物質(zhì)可通過(guò)化學(xué)衍生化生成熒光衍生物，然后進(jìn)行熒光檢測(cè)。其最小檢測(cè)濃度可達(dá)0.1 ng／mL，適用于痕量分析。一般情況下，熒光檢測(cè)器的靈敏度比紫外檢測(cè)器約高2個(gè)數(shù)量級(jí)，但其線性范圍不如紫外檢測(cè)器寬。近年來(lái)，采用激光作為熒光檢測(cè)器的光源而產(chǎn)生的激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器極大地增強(qiáng)了熒光檢測(cè)的信噪比，因而具有很高的靈敏度，在痕量和超痕量分析中得到廣泛應(yīng)用。 

4、示差折光檢測(cè)器

示差折光檢測(cè)器（differential refractive Index detector， RID）是一種通用的濃度檢測(cè)器，對(duì)所有溶質(zhì)都有響應(yīng)。某些不能用選擇性檢測(cè)器檢測(cè)的組分，如高分子化合物、糖類、脂肪烷烴等，可用示差檢測(cè)器檢測(cè)。示差檢測(cè)器是基于連續(xù)測(cè)定樣品流路和參比流路之間折射率的變化來(lái)測(cè)定樣品含量的。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，由于兩種物質(zhì)的折射率不同就會(huì)產(chǎn)生折射。只要樣品組分與流動(dòng)相的折光指數(shù)不同，就可被檢測(cè)，二者相差愈大，靈敏度愈高。在一定濃度范圍內(nèi)檢測(cè)器的輸出與溶質(zhì)濃度成正比。

5、電化學(xué)檢測(cè)器

電化學(xué)檢測(cè)器（electrochemical detector， ECD）屬選擇性檢測(cè)器，主要有電導(dǎo)檢測(cè)器、安培檢測(cè)器、介電常數(shù)檢測(cè)器和電位測(cè)定檢測(cè)器等，可檢測(cè)具有電活性的化合物。電導(dǎo)、電位等檢測(cè)器已在離子色譜中得到了廣泛應(yīng)用；介電常數(shù)檢測(cè)器性能類似于示差折光檢測(cè)器；安培檢測(cè)器可檢測(cè)氧化性物質(zhì)，適用范圍很寬。

電化學(xué)探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)：

①靈敏度高，檢測(cè)量一般為ng級(jí)，可以達(dá)到pg級(jí)。

②選擇性好，可測(cè)定大量非電活性物質(zhì)中極痕量電活性物質(zhì)；

③線性范圍寬，通常為4～5個(gè)數(shù)量級(jí)；

④設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較低；

⑤易于自動(dòng)操作。 

6、化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器

化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（Chemiluminescence detector， CD）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種快速、靈敏的新型檢測(cè)器，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。其原理是基于某些物質(zhì)在常溫下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成處于激發(fā)態(tài)勢(shì)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(shí)，就發(fā)射出光子。由于物質(zhì)激發(fā)態(tài)的能量是來(lái)自化學(xué)反應(yīng)，故叫作化學(xué)發(fā)光。當(dāng)分離組分從色譜柱中洗脫出來(lái)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)，導(dǎo)致發(fā)光物質(zhì)產(chǎn)生輻射，其光強(qiáng)度與該物質(zhì)的濃度成正比。

這種檢測(cè)器不需要光源，也不需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，只要有恒流泵，將化學(xué)發(fā)光試劑以一定的流速泵入混合器中，使之與柱流出物迅速而又均勻地混合產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，通過(guò)光電倍增管將光信號(hào)變成電信號(hào)，就可進(jìn)行檢測(cè)。這種檢測(cè)器的最小檢出量可達(dá)10～12g。 

7、蒸發(fā)光散射檢測(cè)器

蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(evaporative light—scattering detector，ELSD)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的新型通用型質(zhì)量檢測(cè)器，它適用于檢測(cè)揮發(fā)性低于流動(dòng)相的組分，主要用于檢測(cè)糖類、高級(jí)脂肪酸、磷脂、維生素、氨基酸、甘油三酯及甾體等，并在沒(méi)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(cè)未知化合物。對(duì)各物質(zhì)有幾乎相同的響應(yīng)，但是其靈敏度比較低，尤其是有紫外吸收的組分。此外流動(dòng)相必須是揮發(fā)性的，不能含有緩沖鹽等。它的通用檢測(cè)原理克服了常見(jiàn)于HPLC傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足，已越來(lái)越多地應(yīng)用于HPLC、超臨界色譜和逆流色譜中。不同于紫外和熒光檢測(cè)器，ELSD的響應(yīng)不依賴與樣品的光學(xué)特性，任何揮發(fā)性低于流動(dòng)相的樣品均能被檢測(cè)，不受其官能團(tuán)的影響。靈敏度比示差折光檢測(cè)器高，對(duì)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。

（1）ELSD檢測(cè)原理

ELSD運(yùn)行有三個(gè)過(guò)程：第一是霧化過(guò)程，用惰性氣體或凈化空氣將色譜柱流出物霧化；第二是蒸發(fā)過(guò)程，在一個(gè)加熱管(漂移管)中將流動(dòng)相揮發(fā)；第三是檢測(cè)過(guò)程，測(cè)定留下來(lái)的樣品顆粒的光散射。所有商品ELSD都由一種或兩種模式完成這三個(gè)過(guò)程。模式A的操作是全部柱流出物(氣溶膠)都進(jìn)入直的漂移管，讓流動(dòng)相在其中蒸發(fā)，模式B中是將氣溶膠通過(guò)一個(gè)彎管，在此管中大的顆粒沉積下來(lái)流入廢氣管，其余的小顆粒進(jìn)入螺旋狀的漂移管，在上述兩種模式中，樣品顆粒均進(jìn)入光管，使激光發(fā)生散射而得以檢測(cè)。

（2）ELSD檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

①具有較好的通用性，任何揮發(fā)性低于流動(dòng)相的樣品均能被檢測(cè)；

②在相同色譜條件下，物理性質(zhì)相似的物質(zhì)可給出一致的響應(yīng)；

③能與梯度洗脫方式相容;

④靈敏度高于示差折光檢測(cè)器、紫外末端吸收檢測(cè)法。

⑤在ELSD上開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)方法移植到質(zhì)譜上則無(wú)需修改。

ELSD檢測(cè)的不足之處主要是：

①靈敏度不夠理想；

②流動(dòng)相的選擇受限；

③某些樣品線性范圍較窄等。

（3）影響ELSD檢測(cè)性能的基本因素

①操作模式選擇，選擇合適的操作模式可提高方法的靈敏度，操作模式的選擇取決于樣品的揮發(fā)性、流動(dòng)相的組成及其流速。

②流動(dòng)相組成及流速選擇，流動(dòng)相的揮發(fā)性越好，方法的靈敏度越高。流動(dòng)相的流速越低，相應(yīng)的信號(hào)越強(qiáng)。

③漂移管溫度對(duì)基線水平和噪音的影響并無(wú)明顯規(guī)律性。最優(yōu)溫度應(yīng)為在流動(dòng)相基本揮發(fā)基礎(chǔ)上，產(chǎn)生可接受噪音的最低溫度。

④載氣流速是影響檢測(cè)性能的一個(gè)很重要因素。最優(yōu)載氣流速應(yīng)是在可接受噪音的基礎(chǔ)上(例如0.5mV)，產(chǎn)生最大檢測(cè)響應(yīng)值時(shí)的最低流速。

（4）ELSD檢測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)處理模式

ELSD檢測(cè)最常采用的數(shù)學(xué)模型是lgy=algx+b (y為響應(yīng)值，x為進(jìn)樣量或樣品濃度，a、b為回歸常數(shù))，也有采用二次曲線模型的(y=ax2+bx+c)。由于響應(yīng)值(y)與進(jìn)樣量(x)之間并非線性關(guān)系，故其數(shù)據(jù)處理不同于紫外檢測(cè)方法。ELSD測(cè)定已知物質(zhì)的含量時(shí)，一般應(yīng)用隨行標(biāo)準(zhǔn)曲線法而非外標(biāo)法，因?yàn)樾Ｕ€性方程的截距并不為零。新藥基準(zhǔn)品的建立，除了對(duì)照品為另外一種含量已知、結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)外，數(shù)據(jù)處理方式同上相似。ELSD測(cè)定物質(zhì)純度時(shí)，由于響應(yīng)值與進(jìn)樣量間并非線性關(guān)系，多通過(guò)繪制其中的一種或數(shù)種物質(zhì)的隨行標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)加以校正。多組分物質(zhì)的分析，除了隨行校正曲線的線性范圍有所區(qū)別外，數(shù)據(jù)處理同上類似。盡管存在一些不足之處，但是ELSD作為一種新型的通用型質(zhì)量檢測(cè)器，具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如它的通用性，響應(yīng)因子的一致性以及與梯度洗脫相容等，將在無(wú)特征紫外吸收物質(zhì)的分析方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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