液相色谱系列LC09丨聊聊液相色谱检测器
液相色谱系列LC09丨聊聊液相色谱检测器
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色谱学堂 |
液相色谱经过100多年的发展,
从曾经鲜为人知,到现在既能顶天,又能立地,
为很多科学家获得诺贝尔奖立下了汗马功劳。
但是在液相色谱发展的前几十年,
却几乎是停滞不前、原地踏步的,
一直没有找对思路的就是检测器的设计。
所以这一集,我们来聊聊液相检测器。
···································【历史】···································
相比之下,气相检测器已经超前发展了20多年。
所以液相检测器的最早思路,
一直是努力去除流动相,来适应气相检测器。
但最终发现,
液体和气体之间的转化非常麻烦,而且不够稳定。
最终调转了方向,
发展出了和气相几乎完全不一样的液相检测器技术。
···································【简介】···································
检测器其实就是一个转换器,
它把化合物的物理性质或者化学性质,
转换成一个和这个理化性质有关的电信号。
每一种检测器的使用要求,都和背后的原理有关。
···································【紫外光检测器】···································
比如最常见的紫外检测器,
就是根据化合物对紫外光的吸收能力,
把浓度信息转化为吸光度,
再通过光电二极管,把光的信号转化为电信号,
然后,被计算机收集和记录。
由于紫外吸收能力是一种非常稳定的物理性质,
所以紫外检测器也是一种非常稳定的检测器。
同学们可能会注意到,
在有些标准方法中会使用254nm作为检测波长,
那你们有没有想过,为什么是这个数字呢?
这和历史的发展有关。
在很长一段时间里,
紫外检测器中使用的是低压汞灯。
而低压汞灯的最大发射波长,
也就是汞的原子发射线是253.7nm,
四舍五入,就是254nm。
也就是说,在这个波长下,灯能量最高,灵敏度最好。
然而现在,对于普遍使用氘灯的紫外检测器,
254nm其实并没有特别的意义。
现在的分析方法,
更多是考虑化合物的最大吸收波长和避开流动相的干扰。
紫外检测器对于流动相的要求是不要有紫外吸收的干扰。
然而,完全没有紫外吸收的有机溶剂是没有的。
所以为了把流动相的干扰降到最小,
通常测试波长会避开溶剂的截至波长20nm以上。
气泡的存在也会对吸光度的测定产生干扰,
所以预防流通池里产生气泡就很重要。
一般的紫外检测器会在出口加一条背压管,
产生一点点后压,阻止气泡的形成。
···································【示差折光检测器】···································
如果是示差折光检测器RID,
那就是利用物质的折光效应。
折光和密度有关,当化合物进入流通池时,
密度可能会比流动相更大,也可能更小。
所以示差折光检测器既会出正峰,也可能出负峰。
密度受温度的影响特别大,
所以示差检测器是所有液相检测器中,
对检测器保温要求最高的。
另外,不同的流动相比例,密度肯定会不一样,
会引起基线的持续变化。
因此示差折光检测器不能使用梯度洗脱,
只能用等度洗脱。
示差折光检测器在液相分析中的地位,有点像气相的热导检测器,
都是利用折光或者热导,
这种非常普遍的物理性质来进行检测,
通用性好但灵敏度不太好。
一般是浓度比较高,
或者其他选择性检测器都没有响应的时候,才会使用。
···································【荧光检测器】···································
而荧光检测器,顾名思义是用来检测能产生荧光效应的物质。
自然界中能发射荧光的化合物是很少的,
这既是缺点,更是优点。
因为来自于背景中的干扰会很小,灵敏度非常高。
荧光检测器对流动相有一个特别的要求,
就是要严格脱气。
这是由于气泡中的氧气会引发荧光猝灭效应,
造成峰面积大幅度下降。
···································【蒸发光散射检测器】···································
还有一种有趣的检测器是蒸发光散射检测器ELSD,
它利用的物理性质是光散射效应。
像这幅画中描绘的一样,被称为耶稣光的现象,
就是一种光散射。
而空气中的颗粒越多,散射越明显。
蒸发光散射检测器通过雾化器等去除溶剂,
让化合物形成悬浮的颗粒,就像阳光中漂浮的尘埃。
所以它对溶剂是有要求的,
不能使用不挥发的盐类,
而要用醋酸铵之类的挥发性缓冲盐来替代。
从原理上就可以看出,
蒸发光散射检测器更适合分子量大的化合物,
这样才能形成更明显的散射效应。
理解了原理,会帮助我们更好的理解检测器的使用。
每种检测器的具体结构和操作,
我们以后也会详细给大家讲,也欢迎大家向我们提问!
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