1、高效液相色谱 检 测 器 侯建军 1 检测器 是高效液相色谱仪 的核心部件，他负责把从色谱 柱分离出来的各组分快速、准 确的检测出来，实现定性、定 量分析。 2 检测器的分类 v1、 紫外可见吸收检测器(UV) v2 、光电二极管阵列检测器 ( PDA) v3 、荧光检测器( FD) v4 、示差折光检测器( RID) v5 、电化学检测器( ED) v6 、化学发光检测器( CD) v7 、蒸发光散射检测器(ELSD) 3 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
2、配有这种检测器。 属于选择性检测器。 1 、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 2、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
3、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 可变波长紫外检测器 固定波长紫外检测器 结构图 6 紫外/可见光检测器的光路系统，由氘灯氘灯提供190nm600nm 宽带光谱，光线径直射到全息凹面光栅全息凹面光栅上，衍射的单色光射到 半透射反光镜半透射反光镜，被分成两束光线，一束经流通池后照射到测量测量 光电池上，另一束经参比池照射到参比参比光电池上，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：
4、 D 氘灯 光门 波 长 调 节 杆 凹面光栅 半透镜 流通池 光电池（测量） 光电池（参比） 暗盒 7 单 色 器 光源 步进电机 半透反光镜 检测池 参比池 光 /电转换 前置放大器 A/D CPU 时钟并行口 讯号输出 (积分/记录) 键 盘显示屏 直流 电源 变压器交流电源 冷却风机 紫外/可见光检测器系统原理图 8 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
5、。 9 光电二极管阵列检测器 (photodiode array detector， PDA ) 光电二极管阵列检测器是光电二极管阵列检测器是紫外检测器的重要进展 ，也称快速扫描紫外检测器，在液相色谱分析中在液相色谱分析中 得到大量的使用，被认为是液相色谱最有发展、得到大量的使用，被认为是液相色谱最有发展、 最好的检测器。最好的检测器。 1、特点： 灵敏度比紫外检测器高 ，噪音 低 ，线性范围宽 ，对流速和温度的波动不 灵敏，适用于梯度洗脱及制备色谱。 10 2、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
6、不等）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 二极管阵列检测器光路示意图 氘灯 消色差透镜斩光器流通池 载液 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，因此在光路安排上 与普通紫外与普通紫外/
7、/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 13 三维谱图三维谱图 14 3、局限：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 大的溶剂不能做流动相。二极管阵列少的话 波长分辨率和灵敏度较低，商品价格也较贵波长分辨率和灵敏度较低，商品价格也较贵 。 15 荧光检测器 (fluores
8、cence 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： 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 2、原理与结构：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光 后，单一波长
9、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，光 源应具有高强度、连续、平滑、稳定的辐射输 出功能。 17 荧光检测器 氘灯 激发单色器 发射单色器 光电倍增管 光二极管（UV） 样品流通池 结构图 光 源 检 测 器 滤光片 检测室 滤光片 18 常 光 器光路 19 3、局限：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 检测。其线性范围不如紫外检测器宽。 20 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 响应，应用较广。可分为反射型（根据 Fre
10、snel定律）、折射型（根据Snell定律） 和干涉型三种类型。 1、特点：灵敏度高、噪声小、运行高度 稳定、折射率范围宽、 操作简单、方便。 21 2 、原理与结构：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。 22 示差折光 器原理 结构图 23 3、局限：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。 24 电化学检测器 (electrochemi
11、cal detector， ED) 包括电导、安培、库仑、极谱和介电常数 检测器检测器等。 1 、电导检测器： 特点：高灵敏度、高选择性、结构简单、 操作成本低、线性范围宽（可达106） 、死 体积小、选择性检测器。 是离子色谱中必 备的检测器。 25 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
12、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 构 电导仪 电 极 电 极 液 路 电 极 电 源 27 局限：对流速、温度敏感、干扰比较多 。 28 特点：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 反应）的物质。适于与反相色谱匹配。 2、安培检测器： 29 原理：当被分离的电活性物质流经电极表面 时，由于溶液与电极间有电势差，电活性物 质就要得到或失去电子，被还原或氧化，因 此，溶液和电极间发生电荷转移，形成电流 ，该电流符合法拉第定律，即电流大小与待 测物浓度成正比。记录电流随时间的变化， 得到电泳谱图。 30 构 接参比电极 和对电极 接色谱柱 塑 料 块 工作电极 (Pt, Au, 碳糊) Teflon 1 cm 安培检测器 31 局限：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。 32 极谱检测器 库 仑 检 测 器 极谱库、仑检测器结构图 33 化学发光检测器 (Chemiluminescence detector， CD腿(迼蠁匀退褀褀蠁讀缁H缀%
