液相紫外检测器

感谢您关注紫泰科技，我是陶工。

之前讲了色谱如何实现了分离，这期节目我们来讲一下分离之后如何检测到化合物。

先来说我们最常见的紫外检测器，紫外可见吸收光谱是由于分子吸收紫外或者可见光，发生价电子的跃迁所引起的，化合物中需要有生色团，也就是产生紫外或者可见吸收的不饱和基团，一般是具有n电子和π电子的基团。

那么化学物质这么丰富，其中肯定有没有紫外吸收的，所以在紫外检测器下没有信号，或信号非常小就可能忽略这个物质，这在测定杂质中非常关键。

我们来看一下VWD仪器的内部结构。主要由这些部件构成，这里唯一需要提示您的，就是灯室上的散热器刚工作完很烫。

看一下VWD光学组件里面是这个样子。一般不建议您拆这个，如果拆了也不要直接用手抓各种光学组件，特别是光栅，因为光栅你表面上看起来是一个凹面镜，但实际里面为了分光刻了非常多的棱，您手一摸可能就把光棱破坏掉了，再进行分光的时候可能就不准了，影响您的结果，这个光学组件密闭也很好，基本不需要维护。

这张图就是光路的简单示意图，大家可以了解一下。

这个是VWD的流通池，由很多螺丝和垫片组成的，不建议您拆，因为很不好组装，组装的过程中如果留下指纹之类的很麻烦，一般把它拿下来把光路对着光看一下，能通过就没啥问题，即使脏了一般也是流通池内部脏，用溶剂冲一冲就能解决。

当然流通池也有不同型号的，不同仪器配置会有所不一样，但道理都是一样的。

这张图是不同流通池推荐的流速，因为流通池材料不耐高压，压力特别高的时候容易把流通池压碎，需要更换，所以都会给您一个推荐的流速，当然流通池上也会标注耐受的最大压力，当您使用高黏度流动相如异丙醇时就要小心，虽然检测器是整个液相的压力出口，但也要考虑高流速对检测池的压力，特别是针对压力敏感的荧光检测器，一定要把它放在所有检测器的最后面。

还有是不要随意剪短检测器到废液瓶的管线，这个管线可以提供背压，减少检测池内气泡的形成。这张图是不同流通池推荐的流速，因为流通池材料不耐高压，压力特别高的时候容易把流通池压碎，需要更换，所以都会给您一个推荐的流速，当然流通池上也会标注耐受的最大压力，当您使用高黏度流动相如异丙醇时就要小心，虽然检测器是整个液相的压力出口，但也要考虑高流速对检测池的压力，特别是针对压力敏感的荧光检测器，一定要把它放在所有检测器的最后面，还有是不要随意剪短检测器到废液瓶的管线，这个管线可以提供背压，减少检测池内气泡的形成。

这是DAD的内部图，这里和VWD区别最大的是，VWD紫外只有一个灯，而DAD有两个灯位，一个氘灯一个钨灯，这两个灯在一个光路中。

这个DAD的简单示意图，您可以看的更清楚，和紫外最大的区别是没有反光镜，VWD有反光镜改变光路，而DAD所有部件在一条直线上。

这时涉及到一个问题，就是氘灯和钨灯都走一个光路，那氘灯会不会挡住钨灯的光线呢，实际设计中DAD的氘灯上面有一个孔，这个孔正好可以让钨灯的光线穿过，不过有些品牌氘灯设计没有这个孔，您购买的时候需要提前注意一下这个问题。

要获得可重现的色谱，检测器和灯应至少持续打开一小时，否则检测器的基线仍可能会漂移，氘灯一般的质保是2000个小时，一次开启就计算为3个小时，因为这个开启的电流对灯的影响比较大，即使您用了10分钟就关闭了，也还是需要按3个小时来计算，不过实际上灯的使用时间都要比这个长。

其实做灯很简单，我就见过一个管财务的大姐就能做氘灯，只不过灯里面的气体纯度没法保证，灯壳的透光是否能满足要求，但是你说能不能亮，那是没有问题的，换灯属于非常简单的操作，相信大家都是会的。

紫外检测器属于光学检测器，满足比尔定律，流通池的光程越长，产生的信号值就越高，尽管通常在流通池光程变长时，噪声略有增加，但信噪比有较大的增益，当流通池的光程变长时，流通池的体积通常也增加，这将导致更多的峰色散。

所以新款的高灵敏度的检测器增加了光程，同时减少了流通池的体积，将灵敏度提高，可能会看到您之前谱图中没有体现的化合物，其实分析行业只要满足自己的需求，能取得相对稳定和准确的结果就可以，并没有说仪器没有达到极限的灵敏度和状态就不能用了。

之前给一家石化企业服务，人家直接和我说，除了这种干脆坏了的你帮我想想办法，其他的有点小毛病的不要给我动，因为你一旦都调整好了，结果可能就可能和之前的不一样，那我前端的所有生产设备的所有参数都要跟着调，最后还不一定让产品质量更好。

这张图说明了VWD和DAD的区别，对于VWD来讲，它只能采集指定波长的信号，会记录在这个指定波长下所有的信号产生，形成左上的色谱图，也就是一张二维的时间与吸收强度的图，而DAD可以对化合物的整个紫外谱图进行记录。

如右上图，这个是化合物的紫外图，横坐标是波长纵坐标是吸收强度，这个图和我们传统做的紫外是一样的，当把所有的信号按照时间顺序排列，形成下面的时间、吸收强度和波长的三维图，VWD采集的色谱图实际是这个三维图的提取特定波长形成的，当然DAD比VWD提供多一个维度的信息，但并不代表DAD比VWD有更强的定量能力。

即使相同原理的检测器，彼此之间是不对比信号强度，因为灯能量不同，检测池大小不同，光路状态不同，所以不进行单纯的信号强度比较，即使是DAD能扫描三维图，每次定量也是用单波长进行，不会用到三维图的全部信息，如果您能力足够强，只有一台VWD也可以知道化合物的紫外图谱，通过停泵扫描就可以实现。

这张图是不同物质在不同波长下吸收强度不同，也就是对于同样浓度的混合化合物，采集不同的波长会得到不一样的积分结果，原因是不同物质的紫外吸收特征不一样，比如这张图里的呋氮唑酮，在368nm处别的物质都没什么吸收了，它的响应反倒是最强的，所以归一化法需要在一定条件下才能使用。

这里和大家介绍一下检测器的一些参数优化，其实如果您用默认的参数就能取得您满意的结果，那您就没有必要刻意的调整，只有在一些特定的条件下才需要进一步优化，第一个是峰宽也叫响应时间，响应时间描述了检测器信号，随流通池中吸光度突然变化的速度，检测器使用数字滤波器来调整响应时间，以适应色谱图中的峰宽，这些过滤器不会影响峰面积或峰对称性，如果设置正确，此类过滤器会显着降低基线噪声，但只会略微降低峰高，此外这些过滤器降低了数据速率，以实现峰的最佳积分和显示，并最大限度地减少存储色谱图和光谱所需的磁盘空间。其实现在的电脑储存量都非常大，远远超越您分析的实际需要，您大可不必担心硬盘的容量问题。

下面来讲一下样品和参比波长及带宽，检测器缺省方法中的信号 A 设置为样品 250,100，参比 360,100，也就检测器计算是从 200 到300 nm 的平均吸收，减去从 310 到 410 nm 的平均吸收，这是一个比较通用的设置，因为化合物一般在 200 – 300 nm的吸光度要，高于 310–410nm 时的吸光度，所以多数会取得化合物的紫外吸收。

但如果此时的分析条件不能满足您的要求，需要更低的检测浓度时就可以适当的调整参数，比如要优化茴香酸的最低可能检测浓度，这张图我们可以知道样品的最大吸收在252nm，所以将样品波长设置为吸收谱带的峰252nm，并将样品带宽设置为吸收谱带的宽度30 nm，也就茴香酸计算从237nm到267nm的平均值，因为这一段的紫外吸收比较好，参比设置为 360,100 ，因为这100nm茴香酸没有什么吸收，这样设置可以得到更低的检测浓度，

但也不是样品的参比越窄越好，较宽的带宽可以降低噪声，30 nm与 4nm 带宽相比，基线噪声降低大约 2.5 倍，而信号值为 4 nm 带宽的 75 % 左右，经过计算，30 nm 带宽的信噪比是 4 nm 带宽信噪比的两倍。

因为检测器将平均每个波长吸光值，使用较宽带宽不会对线性造成不良影响，这种样品带宽平均值减去参比带宽平均值，可以实现一些特殊的用法，比如减少环境温度对于检测器造成的漂移，或者示差折光这种对流动相变化非常明显的检测器。

这张图显示了分析PTH时基线漂移减少的实例，不使用参比波长时，由于梯度引起的示差折光变化，使色谱向下漂移，使用参比波长后，基线漂移则几乎完全消除，使用此技术，即使在梯度分析中，PTH仍可以在低浓度进行定量。

检测器有可变的狭缝，窄狭缝为吸收光谱中，具有精细结构的分析物提供光谱分离度，例如苯的吸收光谱，五个主吸收谱带仅 25nm 宽，吸收谱带间距离仅为 6nm。

使用宽狭缝时通过流通池的光量更多，这可以降低基线噪声，但是使用较宽的狭缝，摄谱仪的光学分离度将减小，光电二极管可以接收任何狭缝宽度的光，这解释了使用 16nm 宽的狭缝时，苯的精细光谱结构会消失的原因，如果您要鉴别具有精细光谱结构的化合物，需要使用窄狭缝，宽带宽的信号可以用于降低基线噪声。

下面说一下峰抑制法对共流出峰进行定量分析，如果发生两种化合物同时洗脱，常规双信号检测器是不能对这种重叠信号进行定量的。

但是如果您有DAD，可以采用这种方法，当您想对盐酸噻嗪进行定量时，虽然此处也有咖啡因的干扰，但是可以通过样品波长和参比波长，将咖啡因的响应进行扣除。

盐酸噻嗪样品在222nm出有最大吸收，就以这个波长作为盐酸噻嗪的样品波长，这个时候请注意红色虚线，沿着盐酸噻嗪222nm处向下找此处的咖啡因的响应，此处盐酸噻嗪的响应减去咖啡因的响应，就把咖啡因的所有响应给减掉了，只留下盐酸噻嗪的响应，所以向右划线与寻找蓝色的咖啡因等强度的波长，因为虽然知道了222nm咖啡因的强度，但这个强度被响应更强的盐酸噻嗪给掩盖了，所以要找咖啡因相同响应的其他位置的波长，所以在282nm处的响应高度，是我们对咖啡因进行抑制的高度。

请看右上图，当没有参比的时候，盐酸噻嗪和咖啡因都有响应并且共流出，出现淡蓝色的咖啡因，但是一旦把咖啡因扣除，就形成了右下图，只留下盐酸噻嗪，这样就可以对盐酸噻嗪进行定量，当然同理也可以让咖啡因进行定量。

接下来是比例限制器，在复杂样品中，您只对某一特定化合物进行信号采集，其他信号都不采集可以采用这种方法，如图所示，我只希望采集联苯的信号，那么当知道联苯的紫外谱图之后，确定222nm和250nm为联苯的特征波长，将两者设置特定的比例范围，也就是只有222nm和250nm的波长，满足这个比例后检测器才会记录，其他物质不具备这个特征比例的不会被记录，如右下图，这种设置之下只有联苯一个物质的信号被采集。

这里讲一下Lab Advisor，它是一个独立的产品，不集成在色谱数据系统之中，有的版本Lab Advisor和色谱软件不能同时打开，Lab Advisor提供所连接仪器的详细系统概览，以及仪器状态、早期维护反馈计数器、仪器配置信息和诊断测试，这些信息可以帮助您更好的了解仪器性能，并且取得优质的色谱结果。

这是自检测试，会进行狭缝测试、暗电流测试、强度测试、波长验证测试和ASTM 噪声测试，并自动评估结果，这是一种全自动化的测试，您只需要关注结果就好。

这是单独的灯强度测试，是非常常用的测试，将测量整个波长范围的紫外灯强度，用四个光谱范围来评估强度，该测试用于确定灯和光学器件的性能，推荐您使用新氘灯时就进行一次这个测试，就可以知道灯初始状态下的性能，用于今后的参照，另外灯不一定是用坏了再换，当灯能量不行的时候，不光是灯强度下降，样品的检出限变低，有的时候是一些特定波长的强度下降非常厉害，这个波长下的物质干脆检测不出来了，不能给您提供准确的结果。