紫外吸收(UV)檢測器
抖化學 / 2022-11-22
紫外吸收檢測器在HPLC中使用最廣泛。它對溫度和流量的變動相對地不敏感，文獻中已有引證，它對于某些類型化合物的檢測限是纖克級水平。單光束和雙光束的儀器均有供應，也有固定的和可變波長的檢測器。固定波長的儀器或為單光束或為雙光束，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。
一種特殊設計的雙光束UV檢測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。在檢測器的樣品側也可放入一個校正濾 光片。另有一濾光片F(xiàn)用來阻斷不需要的其它波長。出射的紫外線由光電導體D,和D2轉換成電信號。兩個電信號輸出通常送人兩個對數(shù)放大器(見理論部分)，其差值經(jīng)放大后，最終的信號送人電位計記錄儀。有些市售的檢測器不采用對數(shù)放大器，僅依靠光檢測器的響應值近似等于對數(shù)函數(shù)。使用這。類型的儀器在校正時必須特別注意。
普通常用的有兩種幾何形狀的檢測池，即常規(guī)的Z形池和近來采用的H形池(圖A I-8)。后者據(jù)說對于流動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，以保證柱子所達到的分高度不在檢測器中損失掉。這點可以利用含有溶質(zhì)譜帶的流動相體積比池體積小得多這一情況來加以說明:溶質(zhì)譜帶通過池子時將引起峰的畸變并產(chǎn)生平頂峰。這樣，由于池設計的缺點而不是柱子的缺陷，致使色譜性能降低。圖AI一4以檢測器輸入端的矩形溶質(zhì)輪廓圖對這一.點作了說明。
AI-2-1工作原理
檢測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是人射光的強度，I是透射光的強度，d是通過樣品的光徑長度，C是吸收的樣品濃度，k是稱為消光系數(shù)的一個常數(shù)，其值取決于吸收分子的性質(zhì)和入射光的波長。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
使用對數(shù)放大器來轉換輸出信號，簡化了定量分析時的檢測器校正工作。該檢測器如圖A I-4(a)所示是一種依賴于濃度的裝置。
AI-2-2檢測器特性
UV檢測器在5~10×10³的范圍具有線性響應,對于高度吸收的化合物，檢測限約為1×10~9克/毫升。以上數(shù)據(jù)系指電源中采用對數(shù)放大器的檢測器。下面摘引文獻中的一些典型的性能數(shù)字:
池體積 10微升
光度計噪聲 ±0.0001 ODU
穩(wěn)定性(漂移) <0.0005 ODU/小時
光密度量程 0.01~2.54OD滿刻度偏轉
輸出 0~10毫伏
壓力額定值 高達2000磅/英寸²
響應值 對已烷中的菲為0.4 0DU毫升/微克
此檢測器易受壓力的影響，因此必須采用無脈動泵或裝有脈動阻尼器的往復泵。溫度也影響檢測器信號，但比RI檢測器輕微得多。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檢測器的信號可因流動相中有空氣泡而有嚴重干擾，即色譜圖上出現(xiàn)"尖刺”。此影響可用任一種方法消除:(1)流動相使用前先經(jīng)加熱或超聲振動進行脫氣; (2)在檢測器出口采用限流裝置而使檢測器在壓力下工作。因為此檢測器是對濃度響應的儀表，所以信號取決于流動相的流速(見圖AI-4(a))。檢測器的這一特性將同時影響樣品的信號和瞬變的雜質(zhì)(固定相的流失),后者在色譜圖上表現(xiàn)為噪聲。檢測器的時間常數(shù)或慣性特性是很重要的。對檢測器這方面的性能沒有做過多少工作，但已具備了關于研究這一效應的堅實基礎[2]。最后，因為許多HPLC中常用的溶劑在所使用的監(jiān)控波長處，不吸收或只有很低的吸光度，所以此檢測器可用于某些梯度操作。某些市售的可變波長檢測器可用到可見光區(qū)域。這類檢測器在檢測器性能方面具有更大的靈活性，因為可使該檢測器對測定的化合物的選擇性更大些。
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.jpg "紫外吸收(UV)檢測器池型")
.jpg "池體積對峰寬的影響")
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