紫外吸收(UV)检测器
抖化学 / 2022-11-22
紫外吸收检测器在HPLC中使用最广泛。它对温度和流量的变动相对地不敏感，文献中已有引证，它对于某些类型化合物的检测限是纤克级水平。单光束和双光束的仪器均有供应，也有固定的和可变波长的检测器。固定波长的仪器或为单光束或为双光束，通常有下列光源:(1)低压汞灯(254纤米);(2)磷光体(280纤米)一是由磷光体受到254纤米汞光源照射后的再辐射所产生。
一种特殊设计的双光束UV检测器的基本光路图示于图A I-2。在这一例子中，光源S位于透镜L的焦距上，而透镜L就是池子(样品池和参比池) C,和C2的池窗。元件W是平玻璃片，为另一面的池窗。在检测器的样品侧也可放入一个校正滤 光片。另有一滤光片F用来阻断不需要的其它波长。出射的紫外线由光电导体D,和D2转换成电信号。两个电信号输出通常送人两个对数放大器(见理论部分)，其差值经放大后，最终的信号送人电位计记录仪。有些市售的检测器不采用对数放大器，仅依靠光检测器的响应值近似等于对数函数。使用这。类型的仪器在校正时必须特别注意。
普通常用的有两种几何形状的检测池，即常规的Z形池和近来采用的H形池(图A I-8)。后者据说对于流动相的流量变化所引起的漂移更为稳定。在两种几何形状的池中流动径路均以箭头表示。池子的体积通常小于10微升。最新的改革是采用锥形池，这样更有利于光的透射，并提供更大的稳定性和灵敬度。
值得注意的是，由于小颗粒填充物(即≤5微米)的使用，池体积必须从现行的尺寸(8~10微升)减小到2~3微升，以保证柱子所达到的分高度不在检测器中损失掉。这点可以利用含有溶质谱带的流动相体积比池体积小得多这一情况来加以说明:溶质谱带通过池子时将引起峰的畸变并产生平顶峰。这样，由于池设计的缺点而不是柱子的缺陷，致使色谱性能降低。图AI一4以检测器输入端的矩形溶质轮廓图对这一.点作了说明。
AI-2-1工作原理
检测器遵守比尔一朗伯定律，此定律指出被吸收的辐射部分正比于吸收分子的数目，即I=Io exp(-ked)( AI-5)
式中Io是人射光的强度，I是透射光的强度，d是通过样品的光径长度，C是吸收的样品浓度，k是称为消光系数的一个常数，其值取决于吸收分子的性质和入射光的波长。方程(A I-5)可重排为:
Io
ln-----=kcd (AI-6)
I
按照定义可以得到
Io
光密度(OD)=log₁。----- (AI-7)
I
根据方程(AI-6)和(A1-7 )可得
Io Io
In-----=2.303log一一kcd (AI-8)
I I
I。
因此，logo₁o----=溶剂的吸光度＋样品的吸光度(A I-10)
I
I。
以及log1o----=溶剂的吸光度(AI-11)
I₂
根据方程(A I-10)和(A I-11)可得到
样品的吸光度=log1oI₁-log1ol₂ (AI-12)
即 log1oI₁/I₂∞样品浓度
使用对数放大器来转换输出信号，简化了定量分析时的检测器校正工作。该检测器如图A I-4(a)所示是一种依赖于浓度的装置。
AI-2-2检测器特性
UV检测器在5~10×10³的范围具有线性响应,对于高度吸收的化合物，检测限约为1×10~9克/毫升。以上数据系指电源中采用对数放大器的检测器。下面摘引文献中的一些典型的性能数字:
池体积 10微升
光度计噪声 ±0.0001 ODU
稳定性(漂移) <0.0005 ODU/小时
光密度量程 0.01~2.54OD满刻度偏转
输出 0~10毫伏
压力额定值 高达2000磅/英寸²
响应值 对已烷中的菲为0.4 0DU毫升/微克
此检测器易受压力的影响，因此必须采用无脉动泵或装有脉动阻尼器的往复泵。温度也影响检测器信号，但比RI检测器轻微得多。然而，所引用漂移数字的大部分是由于室温变化所致[3]。UV检测器的信号可因流动相中有空气泡而有严重干扰，即色谱图上出现"尖刺”。此影响可用任一种方法消除:(1)流动相使用前先经加热或超声振动进行脱气; (2)在检测器出口采用限流装置而使检测器在压力下工作。因为此检测器是对浓度响应的仪表，所以信号取决于流动相的流速(见图AI-4(a))。检测器的这一特性将同时影响样品的信号和瞬变的杂质(固定相的流失),后者在色谱图上表现为噪声。检测器的时间常数或惯性特性是很重要的。对检测器这方面的性能没有做过多少工作，但已具备了关于研究这一效应的坚实基础[2]。最后，因为许多HPLC中常用的溶剂在所使用的监控波长处，不吸收或只有很低的吸光度，所以此检测器可用于某些梯度操作。某些市售的可变波长检测器可用到可见光区域。这类检测器在检测器性能方面具有更大的灵活性，因为可使该检测器对测定的化合物的选择性更大些。
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.jpg "紫外吸收(UV)检测器池型")
.jpg "池体积对峰宽的影响")
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