浙液相色谱讲义八：检测器-原理及操作

检测器WatersLCSchool培训教材对检测器的要求高灵敏度可重现的设置合适的带宽快速或可变的时间常数宽的线性响应容易使用及保养自我诊断功能检测器的种类衡量检测器的指标灵敏度∶S=△R/△Q△R是检测器响应值的增量△Q是样品量的增量噪音∶没有样品时检测器的最大输出信号漂移∶检测器在一段时间内响应值的变化线性动态范围∶最大线性相应与最小检出限之比最小检测限∶样品产生两或三倍于噪音信号时的浓度信噪比∶S/N注意∶最小检测限不是一个单纯的检测器指标。它实际上是评价整个色谱系统的指标，包括了色谱系统、分离机理、色谱柱在内的综合性指标，信噪比亦如此紫外-可见光检测器基于样品池(S)中的样品对光产生吸收，有信号差如是可变波长检测器，还有分光系统(光珊)Beer'sLaw-BEER定律光能量∶P0=透过溶剂的光能量P=透过样品的光能量光通量(透过率%)∶T=P/P0吸光度∶A=-log(T)=log(P0/P)吸光度=单位吸光度×流动池长度×溶液浓度即∶A=abc浓度透过率%*****吸光度AU*****浓度同紫外检测器灵敏度有关的因素信号强度(S)从BEER定律可看出样品的种类样品浓度及进样的体积检测池的长度所使用的波长，检测器的时间常数噪音(N)流动相所使用的波长，灯的能量检测器的时间常数非检测器因素-电噪音，泵脉动等噪音10%1%1AU.25AUS/N=1/0.1=10S/N=0.25/0.01=25紫外检测器的溶剂影响不同种类溶剂有其截止波长溶剂的质量好坏对其截止波长有影响为何溶剂质量不好?含紫外吸收的杂质溶解在其中的氧气缓冲液溶质的紫外吸收200220240260乙腈甲醇背景吸收的影响背景吸收减少线性范围许多溶剂产生背景吸收实际情形Concentration理想状态Absorbance210背景吸收10示差折光效应示差折光效应的危害产生假的紫外吸收变化∶定量误差，光谱图不准确梯度时严重的基线漂移梯形池设计（曾用于440/441，490及486检测器）最初的专利设计Waters2487检测器用于2487的消除示差折光效应的设计专利的梯形狭缝设计，消除示差折光效应同时；进一步提高灵敏度及线性范围Waters2487的其他特点：双通道、高灵敏度仪器内集成比色皿位置多种功能，胜任更复杂的工作MaxPlot，RatioPlot，灯优化软件等梯形狭缝(TaperSlit)流动池Patentappliedfor不同种类流动池的比较普通的圆柱形池梯形池梯形狭缝池进口出口进口出口进口出口486的面板及操作按此键后可调波长(190nm-600nm)波长数值显示在面板下面一行按此键褉环改变面板上面一行显示的内容Absorbance:吸光度Reference:参比池的能量Sample:样品池的能量调正满刻度量程对积分输出无作用调正滤波参数常设为∶1.0自动调零DisplayAUFSFilterAutoZero486的Diagnostics操作按此键后，进入Diagnostics状态面板下面一行显示∶ddd，按相应的数字可进行不同的校正，常用的如下∶(详细参见操作手册)4，重新校正波长12，显示检测器(486)的版本号13，显示及修改IEEE地址(2-29)，缺省值及非IEEE操作是015，正常参比及样品池位置16，转换参比及样品池位置，常用于制备20，设置关灯时间21，设置积分输出的偏置26，设置扫描参数∶起、止波长，步宽(nm)，停留时间27，和26号参数一起工作，完成扫描Diag.2487的面板及操作回车键分屏显示键选项移动键主屏幕方法调用，A/B通道参数显示切换设置及诊断单/双波长方式切换，自动调零运行/停止键第二功能键监视色谱图2487的显示面板通道吸光度灯开/关波长灵敏度下一画面运行时间自控/遥控诊断开/关键盘锁开/关单/双波长Shift开/关光电二极管矩阵检测器简称∶PDA(PhotodiodeArrayDetector)兼顾紫外检测器及可见分光光度计的信息在收集色谱图的同时，得到光谱图色谱峰的纯度鉴定，色谱峰的确认任意波长的再处理对PDA的要求∶色谱的灵敏度光谱的灵敏度光谱的分辨率光电二极管矩阵检测器示意图Waters的光电二极管矩阵检测器全新的光路设计不用聚光镜及各种消色差镜，以减少光路损失反相梯形光束流动池，用以消除示差折光效应灵敏度及分辨率的同时提高分辨率：1.2nm噪音：±1.510-5AU996与传统光学单元的比较示差折光效应的影响从硬件上消除示差折光效应带来的好处不损失灵敏度及分辨率不会因错选参比波长而损失色谱及光谱信息只需设定如下参数即可操作∶波长范围分辨率每秒采集的光谱数操作极为简便不需费神选择参比波长及其带宽Waters996的操作996需同2010一起工作所有的操作在2010上完成2010996示差折光检测器DifferentialRefractiveIndexDetectorWaters410及2410的日常操作调整检测器内、外(如有柱温箱)温度以5ml/min的流速“purge”参比池五分钟不接色谱柱！视室温变化大小，需较长时间的平衡参数设置按文献值或实验决定通常410可以在白天结束工作后不关机，节省第二天的平衡时间，保持0.1到0.5ml/min的流速显示参数指示灯Waters410及2410的面板410及2410操作：键盘及指示灯按下键盘上的某些键，会有相应的指示灯亮，分别表示∶%FullScale屏幕上的显示为记录仪输出满刻度量程的百分比SENS屏幕上的显示为目前的灵敏度设置SCALEFACTOR屏幕上的显示为目前的刻度因子，10mV输出起作用EXT1℃/EXT2℃屏幕上的显示为外部柱温箱温度，或可设置温度INT℃屏幕上的显示为检测器内部温度2NDFUNC按下此键(蓝色)可选键上方指示的第二功能，其指示灯在ENTER键的旁边REMOTE表示410在其他控制器的控制下示差检测器的注意事项不能做梯度实验最大的池耐压是100psi流速范围是0.3-10ml/min.荧光检测器FluorescenceDetector滤光片分类∶近通Shortpass-低于特定点的所有波长可以通过远通Longpass-高于特定点的所有波长可以通过带通Bandpass-在特定范围内的所有波长可以通过Waters474的特点可调波长荧光检测器双扫描∶发射波长及激发波长均可扫描在扫描模式下(Scan)高灵敏度∶水的RAMAN峰S/N大于200可编程∶时间-波长时间-增益在编程模式下(Program)474的操作显示∶在一般(Normal)操作模式下，474有如下显示Mode显示474目前的操作模式，Normal、Program、ScanSignal显示当前荧光发射信号的强度Response响应设置的大小，相当于滤波(Filter)常数EXλ激发波长(nm)EMλ发射波长(nm)Gain增益设置的大小，加在光电倍增管上的电压，大时灵敏度高Atten衰减设置的大小，对10mV信号的衰减，积分信号不起作用键盘∶很多键有多个功能，需用Shift键控制电化学检测器ElectrochemicalDetector随着化合物被氧化或还詟，产生正比于浓度的电流Waters464的面板464的面板有显示屏、键盘及指示灯指示灯表示∶CellOn:464在工作状态，电极上加了电压Run:464在工作状态，不断测定池子的电流并输出PotentialOverload:不能保持电极上的电压，一般是池及其连接部分有问题CurrentOverload:电流超过满量程CommunicationError:目前不用Shift:按下Shift键，这时可用第二功能Waters464的操作开机后，可在SELECTMODE下用蒉键选五种模式之一DC直流模式，常用于高灵敏度检测SCAN扫描模式，可得到样品的电位-电流图PULSE脉冲模式，可优化某些样品的相应，如分析离子，该模式下稳定性好而灵敏度稍低SYSTEM模式，对仪器进行设置CALIBRATION模式，对仪器自检或校正电导检测器ConductivityDetectorWaters432的操作根据流动相的本底电导设定基础电压电导检测器是温度敏感检测器，注意恒温电导检测器是压力敏感检测器，注意选用无压力波动的溶剂输送系统用一般色谱泵时注意，如系统反压低1000psi时，加额外的压力阻尼装置