紫外可見吸收檢測器(UVD)是基于朗伯-比耳定律,根據(jù)被測組分對紫外光或可見光具有吸收,吸收強(qiáng)度與組分濃度成正比的關(guān)系進(jìn)行檢測。UVD是高效液相色譜儀分析中應(yīng)用最廣泛的檢測器,對占物質(zhì)總數(shù)約80%的有紫外吸收的物質(zhì)均有影響,既可檢測190~350nm(紫外光區(qū))的光吸收變化,也可向可見光范圍350~700nm延伸。高效液相色譜中約75%的檢測器是UVD,其中50%是多波長紫外可見吸收檢測器,25%是光電二極管陣列檢測器(PDAD)。
一、結(jié)構(gòu):
UVD由光源、分光系統(tǒng)、樣品池和檢測系統(tǒng)等組成。
二、工作原理:
高效液相色譜流通池內(nèi)樣品的濃度與吸光度的關(guān)系遵循Lambert-Beer定律:
A = ㏒(I0/I)=εbc
式中:A為吸光度,I0為入射光強(qiáng)度,I為透射光強(qiáng)度,ε為樣品的摩爾吸光度,b為流通池的光程長度,c為樣品濃度。
UVD常用氘燈作光源,裝有一個光柵型單色器,有兩個流通池,一個是參考池,另一個是測量池。氘燈發(fā)射出紫外-可見區(qū)范圍的連續(xù)波長的光,波長選擇范圍為190~700nm。光線照射到全息凹面光柵上,衍射的單色光照射到半透射反光鏡上被分成兩束,一束經(jīng)測量池后照射到測量光電池上,另一束經(jīng)參考池后照射到參考光電池上。若兩個流通池都通過純的均勻溶劑,則它們在紫外光下幾乎無吸收,兩個光電池上接收到的輻射強(qiáng)度相等,即無信號輸出。當(dāng)組分進(jìn)入測量池時,吸收一定的紫外光,使兩個光電池接收到的輻射強(qiáng)度不等,即有信號輸出,輸出信號大小與組分濃度成正比。
三、檢測方式:
UVD檢測方式有直接紫外檢測、間接紫外檢測和柱后衍生化光度檢測等。
1、直接紫外檢測:
使用的流動相為在檢測波長下無紫外吸收的溶劑,檢測器直接測定被測組分的紫外吸收強(qiáng)度。
多數(shù)情況下采用直接紫外檢測。
2、間接紫外檢測:
使用具有紫外吸收的溶液作為流動相,間接檢測無紫外吸收的組分。
在離子色譜中使用較多,如以具有紫外吸收的鄰苯二甲酸氫鉀溶液作為陰離子分離的流動相,當(dāng)無紫外吸收的無機(jī)陰離子被洗脫到流動相中時,會使流動相的紫外吸收減小。
3、柱后衍生化光度檢測:
對于可與顯色劑反應(yīng)生成有色配合物的組分(過渡金屬離子和氨基酸等),可在被測組分從色譜柱中洗脫出來后與合適的顯色劑反應(yīng),在可見光區(qū)檢測生成的有色配合物。
使用UVD檢測時,為了得到高的靈敏度,常選擇被測組分能產(chǎn)生最大吸收的波長作為檢測波長,但為了選擇性或其它目的也可適當(dāng)降低靈敏度而選擇吸收稍弱的波長。另外,應(yīng)盡可能選擇在檢測波長下沒有背景吸收的流動相。
四、類型:
1、按波長固定與可變可分:
(1)固定波長紫外可見吸收檢測器:
由低壓汞燈提供固定波長254nm或280nm的紫外光經(jīng)入射石英棱鏡準(zhǔn)直,再經(jīng)遮光板分為一對平行光束分別進(jìn)入流通池的測量臂和參考臂。經(jīng)流通池吸收后的出射光,經(jīng)過遮光板、出射石英棱鏡和紫外濾光片,只讓254nm的紫外光被雙光電池接收,光強(qiáng)度經(jīng)對數(shù)放大器轉(zhuǎn)化成吸光度后將信號輸出。
這類檢測器的波長不能調(diào)節(jié),不能選擇在被測組分的最優(yōu)吸收波長下檢測,除有些制備型HPLC配置外,已基本淘汰。
(2)可變波長紫外可見吸收檢測器:
光源波長選擇可任意可調(diào),應(yīng)用非常廣泛。
1)可選擇被測組分的最大吸收波長作為檢測波長,提高檢測靈敏度。
2)可選擇被測組分有強(qiáng)吸收而干擾無吸收的波長進(jìn)行檢測,提高分析選擇性。
3)梯度洗脫時,可選擇流動相改變而其吸光度不變的波長進(jìn)行檢測,有利于梯度洗脫。
4)可選擇的波長范圍很大,既提高檢測器的選擇性,又可選用被測組分的最靈敏吸收波長進(jìn)行檢測,提高檢測靈敏度。
5)具有有停流掃描功能,可繪出被測組分的光吸收譜圖,以進(jìn)行吸收波長的選擇。
可變波長型檢測器是當(dāng)前高效液相色譜配置最多的檢測器,其光學(xué)結(jié)構(gòu)與一般的紫外分光度計一致,主要區(qū)別是用流動池替代了比色池。由于光源是通過單色器分光后再照射到樣品上,照射光強(qiáng)度相應(yīng)減弱。因此,這類檢測器對檢測元件(光電轉(zhuǎn)換元件)和放大器要求較高。
2、按單波長與多波長可分:
(1)單波長式固定波長紫外可見吸收檢測器。
(2)多波長式固定波長紫外可見吸收檢測器。
3、按對可見光的檢測與否可分:
(1)可變波長紫外可見吸收檢測器。
(2)可變波長紫外吸收檢測器。
4、按波長掃描不同可分:
(1)不自動掃描紫外可見吸收檢測器。
(2)自動掃描紫外可見吸收檢測器。
(3)多波長快速掃描紫外可見吸收檢測器。
光電二極管陣列檢測器屬于多波長快速掃描紫外可見吸收檢測器,是高效液相色譜最有發(fā)展前景和最好的檢測器。
五、特點:
1、優(yōu)點:
(1)應(yīng)用廣泛。
(2)波長可選。
(3)靈敏度高。
(4)噪聲低。
(5)線性范圍寬。
(6)對流動相的溫度和流量變化不敏感。
(7)適用于梯度洗脫,可用于制備。
(8)必須使用無紫外吸收的溶劑作流動相。
(9)為選擇型檢測器。
(10)為濃度型檢測器。
(11)能與多種檢測器串聯(lián)使用。
(12)為非破壞性檢測器,可與制備色譜或其它設(shè)備串聯(lián)。
(13)結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便。
2、缺點:
(1)對紫外吸收差的化合物(如不含不飽和鍵的烴類等)靈敏度很低。
(2)紫外吸收大的溶劑不能做流動相。
每種溶劑都有截止波長,當(dāng)小于該截止波長的紫外光通過溶劑時,溶劑的透光率降至10%以下。因此,流動相的截止波長不能大于UVD的工作波長。用截止波長以上至少5~10nm作為工作波長。
高效液相色譜常用溶劑的紫外截止波長:
1)二硫化碳:380nm
2)氯仿:245nm
3)四氫呋喃:212nm
4)苯:210nm
5)乙腈:190nm
6)甲醇:205nm
7)水:187nm
(3)緩沖鹽、離子對試劑和胺改性劑也會有影響。
六、應(yīng)用:
對大部分有機(jī)物有響應(yīng)。
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