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色谱小知识 | 常用液相色谱检测器(1)

艾杰尔飞诺美
2021.2.24

提到液相色谱,你或许会觉得这是只有在专业文献中才会涉及到的词汇。其实,液相色谱在我们的生活中各个方面都有着举足轻重的作用。大到治病救人所用药物的研发与生产,小到菜市场购买的蔬菜中农残是否超标,高效液相色谱HPLC可以为我们保驾护航。色谱柱可以为我们进行分离工作,但是如何确认分离的结果?这就需要用到我们液相色谱分离的眼睛——检测器。


我们会通过几期色谱小贴士向大家介绍一下液相色谱检测中常用的检测器。今天就让我们介绍第一类,紫外-可见光(UV-Vis)以及光电二极管阵列(PDA)检测器

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检测器简介:

紫外-可见光(UV-Vis)及光电二极管阵列(PDA)检测器可以被归类为吸光度检测器,根据比尔-朗伯定律,来确定样品的浓度。一般紫外(UV)检测器的工作波长在190-370 nm,可见光(Vis)检测器的波长范围在400-800 nm,绝大多数有机分析物的吸收波长都在紫外范围内,所以我们一般会选定某几个特定的检测波长,譬如220 nm,254 nm或者280 nm等。PDA和UV-Vis的区别在于,UV-Vis检测器是以二维方式来收集数据。所得到的结果是在某个特定波长下,吸收光强度与洗脱时间之间的函数。PDA则是同时检测整个光谱,即可以得到一个三维的图像,是在不同波长下,吸收光强度与洗脱时间之间的函数。通过此种方式,我们可以得到分析物最合适的分析波长,无需进行重复进样检测。


工作流程:

在分析过程中,样品会随着流动相通过一个透明且无色的流通池。由于有机物样品在特定波长上会有一定的吸收,因此流动相和洗脱液所观察到的紫外强度会有所不同。通过测量该差异,就可以确定样品量。HPLC流通池的选择很有讲究。如果您使用的是核-壳结构的色谱柱譬如Kinetex,或者使用的是小粒径的UHPLC色谱柱,我们建议使用尺寸较小的流通池。一般建议所使用的流通池大小不应大于分析物峰体积的10%。


分析物的紫外吸收率不仅取决于样品量,还取决于所使用的紫外波长。因此,根据分析物的类型及特性选择合适的波长非常重要。对于一般有机物来说,建议使用220 nm或者254 nm波长。对于蛋白质,建议设定280 nm为紫外检测波长。如果分析物没有双键或者苯环等共轭结构,那它的紫外吸收可能就不是那么理想。这个时候如果想得到灵敏度更高的结果,就需要考虑其他检测器。譬如糖类的分析,就会更多地用到示差折光(RI)或者蒸发光散射(ELSD)检测器。


UV-Vis的检测波长不建议选择太低,因为较低的波长会对分析结果产生负面影响。用作流动相的有机溶剂同样会有紫外吸收,并且不同有机溶剂的紫外截止波长各不相同。溶剂的截止波长指的是,以水作为参比,溶剂在1cm长的流通池中吸收1 Au(吸收率单位)时的波长。反相分离模式中常用的甲醇(MeOH)和乙腈(ACN)的紫外截止波长分别为205 nm和190 nm,但是二甲基亚砜(DMSO)的紫外截止波长就高达为265nm。若紫外检测波长低于溶剂截止波长,那流动相也会产生明显的紫外吸收,从而导致检测结果不准确。譬如,如果在254nm的波长下工作,使用含有DMSO的流动相,DMSO的紫外吸收就会使得分析物峰面积减小。如果使用的是梯度淋洗,还会导致基线波动。


因此对于紫外-可见光检测器的使用,需要首先确认分析物是否具有比较好的紫外吸收,选择适合的分析波长,合适的流通池大小以及紫外截止波长较低的流动相。


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