紫外吸收(UV)檢測(cè)器
抖化學(xué) / 2022-11-22
紫外吸收檢測(cè)器在HPLC中使用最廣泛。它對(duì)溫度和流量的變動(dòng)相對(duì)地不敏感，文獻(xiàn)中已有引證，它對(duì)于某些類型化合物的檢測(cè)限是纖克級(jí)水平。單光束和雙光束的儀器均有供應(yīng)，也有固定的和可變波長(zhǎng)的檢測(cè)器。固定波長(zhǎng)的儀器或?yàn)閱喂馐驗(yàn)殡p光束，通常有下列光源:(1)低壓汞燈(254纖米);(2)磷光體(280纖米)一是由磷光體受到254纖米汞光源照射后的再輻射所產(chǎn)生。
一種特殊設(shè)計(jì)的雙光束UV檢測(cè)器的基本光路圖示于圖A I-2。在這一例子中，光源S位于透鏡L的焦距上，而透鏡L就是池子(樣品池和參比池) C,和C2的池窗。元件W是平玻璃片，為另一面的池窗。在檢測(cè)器的樣品側(cè)也可放入一個(gè)校正濾 光片。另有一濾光片F(xiàn)用來(lái)阻斷不需要的其它波長(zhǎng)。出射的紫外線由光電導(dǎo)體D,和D2轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。兩個(gè)電信號(hào)輸出通常送人兩個(gè)對(duì)數(shù)放大器(見(jiàn)理論部分)，其差值經(jīng)放大后，最終的信號(hào)送人電位計(jì)記錄儀。有些市售的檢測(cè)器不采用對(duì)數(shù)放大器，僅依靠光檢測(cè)器的響應(yīng)值近似等于對(duì)數(shù)函數(shù)。使用這。類型的儀器在校正時(shí)必須特別注意。
普通常用的有兩種幾何形狀的檢測(cè)池，即常規(guī)的Z形池和近來(lái)采用的H形池(圖A I-8)。后者據(jù)說(shuō)對(duì)于流動(dòng)相的流量變化所引起的漂移更為穩(wěn)定。在兩種幾何形狀的池中流動(dòng)徑路均以箭頭表示。池子的體積通常小于10微升。最新的改革是采用錐形池，這樣更有利于光的透射，并提供更大的穩(wěn)定性和靈敬度。
值得注意的是，由于小顆粒填充物(即≤5微米)的使用，池體積必須從現(xiàn)行的尺寸(8~10微升)減小到2~3微升，以保證柱子所達(dá)到的分高度不在檢測(cè)器中損失掉。這點(diǎn)可以利用含有溶質(zhì)譜帶的流動(dòng)相體積比池體積小得多這一情況來(lái)加以說(shuō)明:溶質(zhì)譜帶通過(guò)池子時(shí)將引起峰的畸變并產(chǎn)生平頂峰。這樣，由于池設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)而不是柱子的缺陷，致使色譜性能降低。圖AI一4以檢測(cè)器輸入端的矩形溶質(zhì)輪廓圖對(duì)這一.點(diǎn)作了說(shuō)明。
AI-2-1工作原理
檢測(cè)器遵守比爾一朗伯定律，此定律指出被吸收的輻射部分正比于吸收分子的數(shù)目，即I=Io exp(-ked)( AI-5)
式中Io是人射光的強(qiáng)度，I是透射光的強(qiáng)度，d是通過(guò)樣品的光徑長(zhǎng)度，C是吸收的樣品濃度，k是稱為消光系數(shù)的一個(gè)常數(shù)，其值取決于吸收分子的性質(zhì)和入射光的波長(zhǎng)。方程(A I-5)可重排為:
Io
ln-----=kcd (AI-6)
I
按照定義可以得到
Io
光密度(OD)=log?。----- (AI-7)
I
根據(jù)方程(AI-6)和(A1-7 )可得
Io Io
In-----=2.303log一一kcd (AI-8)
I I
I。
因此，logo?o----=溶劑的吸光度＋樣品的吸光度(A I-10)
I
I。
以及l(fā)og1o----=溶劑的吸光度(AI-11)
I?
根據(jù)方程(A I-10)和(A I-11)可得到
樣品的吸光度=log1oI?-log1ol? (AI-12)
即 log1oI?/I?∞樣品濃度
使用對(duì)數(shù)放大器來(lái)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)，簡(jiǎn)化了定量分析時(shí)的檢測(cè)器校正工作。該檢測(cè)器如圖A I-4(a)所示是一種依賴于濃度的裝置。
AI-2-2檢測(cè)器特性
UV檢測(cè)器在5~10×10³的范圍具有線性響應(yīng),對(duì)于高度吸收的化合物，檢測(cè)限約為1×10~9克/毫升。以上數(shù)據(jù)系指電源中采用對(duì)數(shù)放大器的檢測(cè)器。下面摘引文獻(xiàn)中的一些典型的性能數(shù)字:
池體積 10微升
光度計(jì)噪聲 ±0.0001 ODU
穩(wěn)定性(漂移) <0.0005 ODU/小時(shí)
光密度量程 0.01~2.54OD滿刻度偏轉(zhuǎn)
輸出 0~10毫伏
壓力額定值 高達(dá)2000磅/英寸²
響應(yīng)值 對(duì)已烷中的菲為0.4 0DU毫升/微克
此檢測(cè)器易受壓力的影響，因此必須采用無(wú)脈動(dòng)泵或裝有脈動(dòng)阻尼器的往復(fù)泵。溫度也影響檢測(cè)器信號(hào)，但比RI檢測(cè)器輕微得多。然而，所引用漂移數(shù)字的大部分是由于室溫變化所致[3]。UV檢測(cè)器的信號(hào)可因流動(dòng)相中有空氣泡而有嚴(yán)重干擾，即色譜圖上出現(xiàn)"尖刺”。此影響可用任一種方法消除:(1)流動(dòng)相使用前先經(jīng)加熱或超聲振動(dòng)進(jìn)行脫氣; (2)在檢測(cè)器出口采用限流裝置而使檢測(cè)器在壓力下工作。因?yàn)榇藱z測(cè)器是對(duì)濃度響應(yīng)的儀表，所以信號(hào)取決于流動(dòng)相的流速(見(jiàn)圖AI-4(a))。檢測(cè)器的這一特性將同時(shí)影響樣品的信號(hào)和瞬變的雜質(zhì)(固定相的流失),后者在色譜圖上表現(xiàn)為噪聲。檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)或慣性特性是很重要的。對(duì)檢測(cè)器這方面的性能沒(méi)有做過(guò)多少工作，但已具備了關(guān)于研究這一效應(yīng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]。最后，因?yàn)樵S多HPLC中常用的溶劑在所使用的監(jiān)控波長(zhǎng)處，不吸收或只有很低的吸光度，所以此檢測(cè)器可用于某些梯度操作。某些市售的可變波長(zhǎng)檢測(cè)器可用到可見(jiàn)光區(qū)域。這類檢測(cè)器在檢測(cè)器性能方面具有更大的靈活性，因?yàn)榭墒乖摍z測(cè)器對(duì)測(cè)定的化合物的選擇性更大些。
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.jpg "紫外吸收(UV)檢測(cè)器池型")
.jpg "池體積對(duì)峰寬的影響")
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