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1、高效液相色谱高效液相色谱检检 测测 器器侯建军侯建军1技术研究检测器检测器 是高效液相色谱仪是高效液相色谱仪的核心部件，他负责把从色谱的核心部件，他负责把从色谱柱分离出来的各组分快速、准柱分离出来的各组分快速、准确的检测出来，实现定性、定确的检测出来，实现定性、定量分析。量分析。2技术研究 检测器的分类检测器的分类v1、 紫外可见吸收检测器紫外可见吸收检测器(UV)v2 、光电二极管阵列检测器、光电二极管阵列检测器 ( PDA)v3 、荧光检测器、荧光检测器( FD)v4 、示差折光检测器、示差折光检测器( RID)v5 、电化学检测器、电化学检测器( ED) v6 、化学发光检测器、化学发光
2、检测器( CD)v7 、蒸发光散射检测器、蒸发光散射检测器(ELSD)3技术研究紫外可见吸收检测器紫外可见吸收检测器(ultravioletvisible detector，UV) 紫外可见吸收检测器(UVD)是HPLC中应用最广泛的 检测器，几乎所有的液相色谱仪都配有这种检测器。 属于选择性检测器。1 、特点特点：灵敏度较高，线性范围宽，噪声低，波长可选，对流动相的流速和温度变化不敏感，适用于梯度洗脱，对强吸收物质检测限可达10-9g/ml以下，检测后不破坏样品，可用于制备，并能与多种检测器串联使用。工作原理与结构同一般分光光度计相似，也就是装有流通池的紫外可见分光光度计。4技术研究2、结构
3、与原理结构与原理：紫外吸收检测器常用氘灯作光源，氘灯则发射出紫外-可见区范围的连续波长，并安装一个光栅型单色器，其波长选择范围宽(190nm800nm)。 它有两个流通池，一个参比池，一个测量池。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，即无信号输出。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，即有信号输出，输出信号大小与组分浓度有关。 5技术研究可变波长紫外检测器固定波长紫外检测器结构图结构图6技术研究 紫外/可见光检测器的光路系统，由氘氘灯灯提供190nm600nm宽带光谱，光线径直射
4、到全全息息凹凹面面光光栅栅上，衍射的单色光射到半半透透射射反反光光镜镜，被分成两束光线，一束经流通池后照射到测测量量光电池上，另一束经参比池照射到参参比比光电池上，光电池把光能量转换成微小电流信号，光栅由一台微机控制的步进电机精确地驱动以改变波长。如图所示：D氘灯氘灯光门光门波波长长调调节节杆杆凹面光栅凹面光栅半透镜半透镜流通池流通池光电池（测量）光电池（测量）光电池（光电池（参比参比）暗盒暗盒7技术研究 单单色色器器光源光源步进电机步进电机半透反光镜半透反光镜检测池检测池参比池参比池光光 /电转换电转换前置放大器前置放大器A/DCPU时钟时钟并行口并行口讯号输出讯号输出(积分积分/记录记录)
5、键键 盘盘显示屏显示屏直流直流电源电源变压器变压器交流电源交流电源冷却风机冷却风机紫外紫外/可见光检测器系统原理图可见光检测器系统原理图8技术研究3、局限：对紫外吸收差的化合物如不含不饱和键的烃类等灵敏度很低。 流动相的选择受到一定限制，紫外吸收大的溶剂不能做流动相。每种溶剂都有截止波长，当小于该截止波长的紫外光通过溶剂时，溶剂的透光率降至10%以下，因此，流动相的截止波长不能大于紫外吸收检测器的工作波长。9技术研究光电二极管阵列检测器光电二极管阵列检测器(photodiode array detector， PDA ) 光光光光电电电电二二二二极极极极管管管管阵阵阵阵列列列列检检检检测测测测
6、器器器器是是是是紫紫外外检检测测器器的的重重要要进进展展，也称快速扫描紫外检测器，在在液液相相色色谱谱分分析析中中得得到到大大量量的的使使用用，被被认认为为是是液液相相色色谱谱最最有有发发展展、最最好的检测器。好的检测器。1、特点：、特点： 灵敏度比紫外检测器高灵敏度比紫外检测器高 ，噪音，噪音低低 ，线性范围宽，线性范围宽 ，对流速和温度的波动不，对流速和温度的波动不灵敏，适用于梯度洗脱及制备色谱。灵敏，适用于梯度洗脱及制备色谱。10技术研究2、原理与结构、原理与结构：检测器的接收是由一组光电检测器的接收是由一组光电二极管（数量由二极管（数量由353510241024个不等）接收，并个不等）
7、接收，并转换为电信号。光电二极管的排列（转换为电信号。光电二极管的排列（数字分数字分辨辨）和狭缝宽度（）和狭缝宽度（光学分析光学分析）决定了检测器）决定了检测器的全波长分析能力。还能获得色谱分离组分的全波长分析能力。还能获得色谱分离组分的三维光谱色谱图。的三维光谱色谱图。11技术研究 二极管阵列检测器光路示意图二极管阵列检测器光路示意图氘灯氘灯消色差透镜消色差透镜斩光器斩光器流通池流通池载液载液全息光栅全息光栅二极管阵列检测器二极管阵列检测器在结构上的主要特点是用光电二极管阵在结构上的主要特点是用光电二极管阵列同时接收来自流通池的全光谱透过光，因此在光路安排上列同时接收来自流通池的全光谱透过光
8、，因此在光路安排上与普通紫外与普通紫外/ /可见光检测器有重要的区别，它让光线先通过样可见光检测器有重要的区别，它让光线先通过样品流通池，然后由一系列分光技术，使所有波长的光在接收品流通池，然后由一系列分光技术，使所有波长的光在接收器同时被检测，其光学系统又称器同时被检测，其光学系统又称多色仪多色仪，其光学系统被称为，其光学系统被称为“倒光学倒光学”系统系统。12技术研究13技术研究三维谱图三维谱图14技术研究3、局限：局限：对紫外吸收差的化合物灵敏度很低。对紫外吸收差的化合物灵敏度很低。流动相的选择受到一定限制，紫外吸收大的流动相的选择受到一定限制，紫外吸收大的溶剂不能做流动相。二极管阵列少
9、的话溶剂不能做流动相。二极管阵列少的话波长波长分辨率和灵敏度较低，商品价格也较贵。分辨率和灵敏度较低，商品价格也较贵。 15技术研究荧光检测器荧光检测器(fluorescence detector， FD)一般包括激发光源、选择激发波长的单色器、检测池、选择发射波长的单色器及检测发光强度的光电转换系统等基本组件。可分为固定波长荧光检测器（用多个率光片作单色器）和荧光分光检测器（用光栅作单色器）两大类。 1、特点：、特点： 灵敏度极高 ，能达到 10-12g/ml ，有选择性，可检测能产生荧光的化合物。某些不发荧光的物质可通过化学衍生法生成荧光衍生物，适用于痕量分析。16技术研究2、原理与结构：
10、、原理与结构：由光源发出的光，经激发由光源发出的光，经激发光单色器后，得到所需波长的激发光。通过检光单色器后，得到所需波长的激发光。通过检测池的激发光部分被样品吸收，并使其被激发测池的激发光部分被样品吸收，并使其被激发后发射出荧光。在经选择发射波长的单色器分后发射出荧光。在经选择发射波长的单色器分光后，单一波长的发射光被送至光电检测器进光后，单一波长的发射光被送至光电检测器进行检测。由于吸光强度与激发光强度成正比，行检测。由于吸光强度与激发光强度成正比，光源应具有高强度、连续、平滑、稳定的辐射光源应具有高强度、连续、平滑、稳定的辐射输出功能。输出功能。17技术研究荧光检测器氘灯激发单色器发射单
11、色器光电倍增管光二极管（UV）样品流通池结构图结构图光源检测器滤光片检测室滤光片18技术研究常常见荧光光检测器光路器光路图19技术研究3、局限：、局限：只能适合于能产生荧光的物只能适合于能产生荧光的物质（或通过衍生化能产生荧光的物质）的质（或通过衍生化能产生荧光的物质）的检测。其线性范围不如紫外检测器宽。检测。其线性范围不如紫外检测器宽。20技术研究示差折光检测器示差折光检测器(differential refractive Index detector， RID) 是一种浓度型通用检测器，对所有溶质都有是一种浓度型通用检测器，对所有溶质都有响应响应，应用较广，应用较广。可分为反射型（根据。可
12、分为反射型（根据Fresnel定律）、折射型（根据定律）、折射型（根据Snell定律）定律）和干涉型三种类型。和干涉型三种类型。1、特点：、特点：灵敏度高、噪声小、运行高度灵敏度高、噪声小、运行高度稳定、折射率范围宽、稳定、折射率范围宽、 操作简单、方便。操作简单、方便。21技术研究2 、原理与结构：、原理与结构：此检测器是基于连续此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测定样品流路和参比流路之间折射率的变化来测定样品的含量。光从一种介质进入化来测定样品的含量。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
13、动相同就会产生折射。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。测器的输出与溶质浓度成正比。22技术研究示差折光检测器原理图结构图结构图23技术研究 3、局限：、局限：不如紫外检测器敏度、对温不如紫外检测器敏度、对温度敏感、不能用于梯度洗脱测器宽。度敏感、不能用于梯度洗脱测器宽。24技术研究电化学检测器电化学检测器(electrochemical detector， ED) 包括电导、安培、库仑、极谱和介电常数包括电导、安培、库仑、极谱和介电常数检
14、测器检测器等。检测器检测器等。1 、电导检测器：、电导检测器：特点：特点：高灵敏度高灵敏度、高选择性高选择性、结构简单结构简单、操作成本低操作成本低、线性范围宽（可达线性范围宽（可达10106 6） 、死死体积小体积小、选择性、选择性检测器。检测器。 是离子色谱中必是离子色谱中必备的检测器备的检测器。 25技术研究原理及结构：原理及结构：基于离子性物质的溶液具有导电性，利用离子在电场中迁移导电进行检测，其电导率与离子的性质和浓度相关。 当向电导池的两个电极施加电压时，溶液中的阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。在电解质溶液中的离子数目和离子的移动速率决定溶液的电阻大小，离子的迁移率或单位电场中
15、离子的速率取决于离子的电荷及其大小、介质类型、溶液温度和离子浓度。离子的迁移速率取决于施加电压的大小。所施加的电压既可以是直流电压，也可以是正弦波或方波电压。当施加的有效电位确定后，即可测量出电路中的电流值，即能测出电导值。26技术研究结构构图电导仪电极电极液液路路电极电源27技术研究局限：局限：对流速、温度敏感、干扰比较多。对流速、温度敏感、干扰比较多。28技术研究特点：特点：高灵敏度、高选择性、应用很广，高灵敏度、高选择性、应用很广，检测具有氧化还原活性（能发生电极反检测具有氧化还原活性（能发生电极反应）的物质。应）的物质。适于与反相色谱匹配。2、安培检测器：、安培检测器：29技术研究原原
16、理理：当当被被分分离离的的电电活活性性物物质质流流经经电电极极表表面面时时，由由于于溶溶液液与与电电极极间间有有电电势势差差，电电活活性性物物质质就就要要得得到到或或失失去去电电子子，被被还还原原或或氧氧化化，因因此此，溶溶液液和和电电极极间间发发生生电电荷荷转转移移，形形成成电电流流，该该电电流流符符合合法法拉拉第第定定律律，即即电电流流大大小小与与待待测测物物浓浓度度成成正正比比。记记录录电电流流随随时时间间的的变变化化，得得到电泳谱图。到电泳谱图。30技术研究结构构图接参比电极接参比电极和对电极和对电极接色谱柱接色谱柱塑塑料料块块工作电极工作电极(Pt, Au, 碳糊碳糊)Teflon1
17、 cm安培检测器安培检测器31技术研究局限：局限：流动相必须含有电解质，且呈化流动相必须含有电解质，且呈化学隋性。只能检测具有电活性的物质。学隋性。只能检测具有电活性的物质。32技术研究极谱检测器极谱检测器库库仑仑检检测测器器极谱库、仑检测器结构图极谱库、仑检测器结构图33技术研究化学发光检测器化学发光检测器(Chemiluminescence detector， CD) 该检测器是一种新型器是一种新型检测器。器。1、特点：、特点：快速、灵敏的新型快速、灵敏的新型检测，最，最小小检出量可达出量可达10-12g/ml, 设备简单、价廉、价廉、线性范性范围宽等。等。34技术研究2、原理与结构：、原
18、理与结构：某些物某些物质在常温下在常温下进行行化学反化学反应，生成，生成处于激于激发态势反反应中中间体体或反或反应产物，当它物，当它们从激从激发态返回基返回基态时，就就发射出光子。物射出光子。物质激激发态的能量是来自的能量是来自化学反化学反应。当分离。当分离组分从色分从色谱柱中洗脱出柱中洗脱出来后，立即与适当的化学来后，立即与适当的化学发光光试剂混合，混合，引起化学反引起化学反应发光，通光，通过光光电倍增管将光倍增管将光信号信号变成成电信号，信号，进行行检测。其光。其光强强度与度与该物物质的的浓度成正比。度成正比。35技术研究蒸蒸发光散射光散射检测器器(EvaporativeLight-sca
19、tteringDetector , ELSD)通用型通用型检测器。器。1、特点：、特点：任何挥发性低于流动相的样品均能被检测。敏度高，对温度变化不敏感，基线稳定，适合与梯度洗脱液相色谱联用。能检测不含发色团的化合物，如：碳水化合物、脂类、聚合物、未衍生脂肪酸和氨基酸、表面活性剂、药物(人参皂苷、黄芪甲苷)，并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。36技术研究检测分为三个步骤：检测分为三个步骤：检测分为三个步骤：检测分为三个步骤：（1 1）用惰性气体雾化）用惰性气体雾化）用惰性气体雾化）用惰性气体雾化洗脱液洗脱液洗脱液洗脱液（2 2）流动相在加热管）流动相在加热管）流动相在加热
20、管）流动相在加热管（漂移管）中蒸发（漂移管）中蒸发（漂移管）中蒸发（漂移管）中蒸发（3 3）样品颗粒散射光）样品颗粒散射光）样品颗粒散射光）样品颗粒散射光后得到检测。后得到检测。后得到检测。后得到检测。 2、原理及结构：、原理及结构：37技术研究HPLC柱喷雾气体蒸发漂移管激光光源样品液滴光二极管检测器散射室结构图结构图38技术研究示差折光示差折光紫外紫外荧光荧光电导电导应用范围应用范围通用通用选择性选择性高选择高选择性性选择性选择性可否梯度淋洗可否梯度淋洗不可不可可可可可不可不可线性范围线性范围104103104最小检测量最小检测量10-6g10-9g10-12g10-9g对温度敏感度对温度
21、敏感度敏感敏感低低敏感敏感溶剂使用情况溶剂使用情况无限制无限制受限制受限制受限制受限制受限制受限制几种检测器特性比较 105低低39技术研究检测器器应用范用范围 主要特点主要特点 紫外紫外-可见光可见光 有紫外吸收的物质；有紫外吸收的物质；80%的的 有机物有机物都可以检测都可以检测 池体积可制作得很小；池体积可制作得很小；检测后不破后不破坏坏样品，可用于制品，可用于制备 荧光荧光 自身自身发荧光的物光的物质或或荧光衍光衍 生物生物 易受背景荧光、易受背景荧光、pH和溶剂的影响；和溶剂的影响；适用于痕量分析。适用于痕量分析。 化学发光化学发光 发光试剂受限制；易受流动相组成发光试剂受限制；易受
22、流动相组成和脉动的影响。和脉动的影响。 电导电导 含含卤、硫、氮化合物具有高、硫、氮化合物具有高 选择和和高灵敏度高灵敏度 是离子性物质的通用检测器；不能是离子性物质的通用检测器；不能用于有机溶剂体系。用于有机溶剂体系。 电化学电化学 具有氧化具有氧化还原活性的或某些原活性的或某些 没有氧没有氧化化还原活性的物原活性的物质经 过衍生化后也衍生化后也能能进行行检测 易受流动相易受流动相pH值和杂质的影响；值和杂质的影响；稳定性较差。稳定性较差。 蒸发光散射蒸发光散射 任何任何挥发性低于流性低于流动相的相的样 品均能品均能被被检测 可检测所有物质。可检测所有物质。 示差折光示差折光 对所有溶所有溶质都有响都有响应 可检测所有物质；不适合微量分析可检测所有物质；不适合微量分析 40技术研究其它检测器其它检测器l质谱检测器质谱检测器l激光检测器激光检测器l红外检测器红外检测器l柱后反应检测器柱后反应检测器l介电常数检测器介电常数检测器l放射性同位素检测放射性同位素检测器器l离子选择电极检测离子选择电极检测器器l旋光检测器旋光检测器l圆二色谱检测器圆二色谱检测器l等等等等 41技术研究The end!The end!Thank you!Thank you!42技术研究
