检测器利用溶质的某一物理或化学性质与流动相有差异的原理,当溶质从色谱柱流出时,会导致流动相背景值发生变化,从而在色谱图上以色谱峰的形式记录下来。几种主要检测器的基本特性列于表。
HPLC中常见检测器的基本特性
检测器 | 检测下限/(g/ml) | 线性范围 | 选择性 | 梯度淋洗 | 主要特点 |
紫外-可见光 | 有 | 可 | 对流速和温度变化敏感;池体积可制作得很小;对溶质的响应变化大。 | ||
荧光 | 有 | 可 | 选择性和灵敏度高;易受背景荧光、消光、温度、pH和溶剂的影响。 | ||
化学发光 | 有 | 困难 | 灵敏度高;发光试剂受限制;易受流动相组成和脉动的影响。 | ||
电导 | 有 | 不可 | 是离子性物质的通用检测器;受温度和流速影响;不能用于有机溶剂体系。 | ||
电化学 | 有 | 困难 | 选择性高;易受流动相pH值和杂质的影响;稳定性较差。 | ||
蒸发光散射 | 无 | 可 | 可检测所有物质。 | ||
示差折光 | 无 | 不可 | 可检测所有物质;不适合微量分析;对温度变化敏感 | ||
质谱 | 无 | 可 | 主要用于定性和半定量。 | ||
原子吸收光谱 | 有 | 可 | 选择性高。 | ||
等离子体发射光谱 | 有 | 可 | 可进行多元素同时检测。 | ||
火焰离子化 | 有 | 可 | 柱外峰展宽。 |
原理: 基于Lambert-Beer定律,即被测组分对紫外光或可见光具有吸收,且吸收强度与组分浓度成正比。
很多有机分子都具紫外或可见光吸收基团,有较强的紫外或可见光吸收能力,因此UV-VIS检测器既有较高的灵敏度,也有很广泛的应用范围。由于UV-VIS对环境温度、流速、流动相组成等的变化不是很敏感,所以还能用于梯度淋洗。一般的液相色谱仪都配置有UV-VIS检测器。
用UV-VIS检测时,为了得到高的灵敏度,常选择被测物质能产生最大吸收的波长作检测波长,但为了选择性或其它目的也可适当牺牲灵敏度而选择吸收稍弱的波长,另外,应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的流动相。
(2)示差折光检测器(differential refractometers, RI)
原理:基于样品组分的折射率与流动相溶剂折射率有差异,当组分洗脱出来时,会引起流动相折射率的变化,这种变化与样品组分的浓度成正比。
示差折光检测法也称折射指数检测法。绝大多数物质的折射率与流动相都有差异,所以RI是一种通用的检测方法。虽然其灵敏度比其他检测方法相比要低1-3个数量级。对于那些无紫外吸收的有机物(如高分子化合物、糖类、脂肪烷烃)是比较适合的。在凝胶色谱中是必备检测器,在制备色谱中也经常使用。
(3)荧光检测器(fluorescence detector)
原理: 许多有机化合物,特别是芳香族化合物、生化物质,如有机胺、维生素、激素、酶等,被一定强度和波长的紫外光照射后,发射出较激发光波长要长的荧光。荧光强度与激发光强度、量子效率和样品浓度成正比。有的有机化合物虽然本身不产生荧光,但可以与发荧光物质反应衍生化后检测。
特点: 有非常高的灵敏度和良好的选择性,灵敏度要比紫外检测法高2-3个数量级。而且所需样品量很小,特别适合于药物和生物化学样品的分析。
(4)电导检测器(conductivity detector, CD)
原理: 基于离子性物质的溶液具有导电性,其电导率与离子的性质和浓度相关。 电导检测器是离子色谱中必备的检测器。
电导检测器的构成: 由电导池、测量电导率所需的电子线路、变换灵敏度的装置和数字显示仪等几部分组成,电导池是其核心。
电导池的结构: 检测体积可达到微升甚至纳升级。其基本结构是在柱流出液中放置两根电极,然后通过适当的电子线路测量溶液的电导。
(5)蒸发光散射检测器(evaporative light-scattering detector, ELSD)ELSD是基于溶质的光散射性质的检测器。由雾化器、加热漂移管(溶剂蒸发室)、激光光源和光检测器(光电转换器)等部件构成。色谱柱流出液导入雾化器,被载气(压缩空气或氮气)雾化成微细液滴,液滴通过加热漂移管时,流动相中的溶剂被蒸发掉,只留下溶质,激光束照在溶质颗粒上产生光散射,光收集器收集散射光并通过光电倍增管转变成电信号。因为散射光强只与溶质颗粒大小和数量有关,而与溶质本身的物理和化学性质无关,所以ELSD属通用型和质量型检测器。适合于无紫外吸收、无电活性和不发荧光的样品的检测。其灵敏度与载气流速、汽化室温度和激光光源强度等参数有关。与示差折光检测器相比,它的基线漂移不受温度影响,信噪比高,也可用于梯度洗脱。