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本章着重讲述“荧光(FL)检测器”,“示差折光检测器”,“电导检测器”,“电化学检测器(ECD)”,“蒸发光散射检测器(ELSD)”,“Corona®电雾式检测器”等内容。

荧光(FL)检测器

紫外/紫外•可见检测器可监控特定波长的光吸收。然而,一些物质吸收一种波长的光,然后以另外一种波长发射光,称之为荧光。出现这种现象的原因是一种物质吸收光线后达到高能量级别,然后再通过发射光恢复到原有的能量水平。有的物质具有特定的光波长,这种光波长即可以吸收(激发波长)又可以发射(发射波长)。荧光漆和荧光笔以清晰的颜色发出荧光。

图1为荧光检测器光学系统示意图。紫外/紫外•可见检测器可检测到通过流动池的光线,荧光检测器可检测到与激发光线成直角发射的荧光。

荧光检测通常具有高灵敏度和选择性(不探测杂质),适合痕量分析。
不是所有物质都能天生发射荧光(天然荧光)。但是,像氨基酸等物质与荧光反应剂(衍生作用)反应后可以作为荧光物质检测。使用该种方法可高灵敏度检测各种成分。

示差折光(RI)检测器

折光检测器是根据光在溶液中的折射原理检测物质成分的。
如图2所示,折光检测器的流动池分成样品池和参比池。分析前,将洗托液引入其中一池,直到洗脱液流达到平衡。参比池注满洗脱液,并将色谱洗脱液通过更改过的流道引入样品池。当成分从色谱柱中洗脱出来后,其化学成分在样品侧溶液中发生了变化,改变了光折变水平。结果,光接收部分接收光的数量发生了改变,显示为可以检测到的峰型。任何洗脱液中的成分都可以被检测到,因此折光检测器通常被叫作“万用检测器”。

电导探测器

电导检测法是通过检测溶液中离子的方法。
目标离子被洗脱后,在电极两端施加恒定电压,可检测到电流的变化。采用电导检测器作为检测器的离子色谱仪是一种专门用于检测离子的系统。该检测器主要用于检测无机离子和小的有机物质,包括有机酸和胺。

以下是通常检测的项目。其中一些项目可通过原子吸收分析检测。但可同时分析阴离子的能力是离子色谱仪的一个独特优势。

阴离子:F-、Cl-、NO2-、NO3-、Br-、SO42-、PO43-
阳离子:Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+

电导检测器具有高度灵敏度,但很容易受温度变化的影响(溶液温度每变化1℃会导致大约2%的电导性变化)。已设计出了各种防止温度变化的方法,例如设计了恒温池。

抑制器和非抑制器

使用离子色谱仪系统可检测溶液的电导性。电导性越高,洗出液产生的噪音越大。解决这一问题可以从以下两种措施着手

使用天然低电导性的洗脱液
→ 非抑制法
电导性在色谱柱分离后降低的洗脱液
→ 抑制法

抑制法是通过离子交换树脂或薄膜将洗出液中的Na+替换为H+或将SO42-离子替换为OH-离子的方法以降低电导性。由于电导探测器可很容易地安装到常见的液相色谱仪中,因此非抑制法操作简单且费用低廉。
通常情况下,非抑制法可用来检测浓度在百万分之0.1或以上的样品。

电化学检测器(ECD)

电化学检测器用来检测呈现氧化-还原反应的物质成分以及反应所产生电流的仪器。由于产生氧化-还原反应所需电压取决于物质的成分,因此电化学检测器具有高度的选择性。电化学检测器还具有高灵敏度特点,常用于生源性物质检测,如儿茶酚胺等。

蒸发光散射检测器(ELSD)

蒸发光散射检测器的工作原理是将色谱洗脱液雾化后,向生成微粒成分照射光,并检测生产散射光。理论上说,蒸发光散射检测器可检测任何不挥发性物质成分。蒸发光散射探测器的灵敏度是折光检测器的10倍,但对小分子的物质成分灵敏度稍低,原因是小分子物质的分子较小。蒸发光散射检测器主要用于检测非紫外吸收成分。应注意不挥发性的食盐不能用作洗脱液。

Corona®电雾式检测器(Corona® CAD®)

与蒸发光散射检测器的工作原理一样,Corona®电雾式检测器也是将色谱洗脱液雾化,以形成试样成分微粒。但Corona®电雾式检测器是通过充电氮气将其电离,然后检测他们的电学性质。Corona®电雾式检测器的灵敏度对成分性质依赖性稍低,因此其检测的灵敏度要高于蒸发光散射检测器。Corona®电雾式检测器所需的洗提液与蒸发光散射检测器所需的洗脱液相似。

表1对主要探测器优点进行了汇总。

表1:各种检测器优点汇总

检测器 选择性 灵敏度 优点
光学检测 紫外/紫外•可见检测器 2 3 可检测物质范围宽。可吸收的光波长为190纳米到900纳米不等。灵敏度很大程度上取决于物质成分。
二极管阵列检测器
(DAD或PDA)
2 3 可检测物质范围宽。可吸收的光波长为190纳米到900纳米不等。灵敏度很大程度上取决于物质成分。每种物质成分光谱可以确认。
荧光(FL)检测器 3 4 可有选择性检测到发射荧光的物质成分,检测灵敏度高。常用于柱前柱后衍生性检测。
示差折光(RI)检测器 1 1 可检测到任何与洗出液折射率不同的物质成分,但灵敏度较低。不能用于梯度分析。
蒸发光散射检测器(ELSD) 1 2 该检测器是将色谱洗脱液雾化后,检测生成微粒物质成分的散射光。对非紫外吸收成分探测灵敏度高。
电学检测 电导检测器(CD) 2 3 该检测器可检测电离成分,主要用于离子色谱法。
电化学检测器(ECD) 3 4 可检测到电氧化-还原反应产生的电流。检测电活性物质成分,灵敏度高。
Corona®电雾式检测器
(Corona® CAD®)
1 3 该检测器使洗脱液雾化并检测经过电晕放电处理后的生成微粒成分。检测紫外非吸收成分灵敏度比蒸发光散射检测器高。

4 = 极好, 3 = 良好, 2 = 一般, 1 = 差

参考图3 选择检测器。

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