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您真的選對適用于您樣品的檢測器了嗎？

步琦 2022-07-04 | 閱讀：650

您知道樣品中存在多種化合物，同時也知道您的色譜運行條件已經最優化。但是您有想過檢測方式是否正確嗎？您確定能在餾分中找到所有對您來說很重要的東西嗎？今天，“小步”同學來給您介紹 UV、ELSD、MS、RI 和熒光這五種不同的檢測器，討論它們的優缺點，并就每種檢測器最適合的化合物檢測類型提供建議。

之前我們已經介紹過關于檢測器的文章（點擊這里），主要集中 UV 檢測、蒸發光散射檢測器 (ELSD) 或 UV 和 ELSD 結合使用的優點和局限性上。如果您看過我們之前的文章，在這里我想喚起您回憶的同時，也向您介紹液相色譜中其他三種常用的檢測方法。接下來，讓我們從最熟悉的檢測方法開始。

UV 檢測器

這是制備色譜中最常用的檢測器。它的檢測方法具有選擇性，因為它只能用于檢測紫外范圍（200 至 400 nm）或可見范圍（400 至 800 nm）的具有一定吸收的物質。

您可以使用紫外檢測器成功觀察到具有生色團或助色團的樣品分離情況，例如：

◇ 芳香環

◇ 兩個共軛雙鍵

◇ 與具有一對電子的原子相鄰的雙鍵

◇ 羰基

◇ 溴、碘或硫

紫外檢測器通過測量穿過溶液的紫外光束強度的變化來進行判斷，并將化學信號轉換成為電信號呈現于軟件中。光的吸收強度與光束通過溶液的濃度有關。

這種關系可以通過朗伯-比爾定律描述：

其中：

E = 吸光強度

ε = 吸光系數 [表示物質濃度為 1mol/L，液層厚度為 1cm 時溶液的吸光度]

c = 溶液濃度 [mol/L]

d = 光束通過溶液的路徑長度 [cm]

您使用的每種溶劑都有其特有的紫外吸收截止波長。在低于此值的波長處，溶劑本身會吸收所有光。

使用紫外檢測器時，您應該選擇避開溶劑紫外吸收波長。否則，物質和溶劑的信號會重疊，導致餾分分析不正確。

如果您不知道化合物的吸收光譜，我建議您同時使用多個波長，甚至使用二極管陣列檢測器 (DAD)，它可以記錄整個紫外光譜。

生成的圖表將為用戶提供更多信息：

總結一下紫外檢測器，其有獨特的優缺點：

優點在于紫外檢測器易于使用、可靠、相對便宜、與溶劑梯度兼容、對樣品無破壞性且相對靈敏和特異性。

缺點則是對于無發色基團的化合物難以檢測，并且受到溶劑UV截止波長的限制，尤其是在低 UV 波長下。

ELS 檢測器

蒸發光散射檢測器通過檢測被蒸發干燥的樣品顆粒散射的光量來工作。該過程包括三個步驟：霧化、蒸發和檢測。

首先，霧化器將空氣或氮氣氣流與色譜柱或濾芯流出物相結合，以產生微小液滴的氣溶膠。其次，液滴進入漂移管，在此過程中，流動相蒸發并留下目標化合物的顆粒。最后，光線照射到離開漂移管的干燥顆粒上。光被散射，產生的光子被光電二極管檢測到。

描述 ELSD 受粒度控制方程：

A = am^b

其中：

A = 峰面積

m = 溶質質量

a 和 b 是常數，取決于多種因素，例如目標物質的粒徑、濃度和類型、氣體流速、流動相流速和漂移管的溫度。

如果您想純化沒有發色團的化合物，ELS 檢測方法是理想的選擇。沒錯，正是紫外檢測器無法輕易檢測到的化合物。這些類型的化合物包括碳水化合物、脂質、脂肪和聚合物等。

ELS 檢測器的方式不受流動相變化和梯度基線偏移的干擾。并且其檢測靈敏度與化合物的理化性質無關，只受化合物絕對量的影響。由于 ELSD 是一種質量檢測器，高信號強度表明有大量化合物正在洗脫。由于檢測器是半定量的，因此您可以獲得一些有價值的信息，比如樣品中不同化合物的占比。

ELSD 幾乎可以檢測所有化合物，除了高揮發性分析物，例如酒中的乙醇。通常，目標化合物或添加的改性劑的揮發性必須低于流動相。除此之外，ELSD也屬于破壞性檢測器，提供相應化合物信號的同時，也將破壞您的樣品，因此您應該盡量減少樣本進樣量。

流動相的沸點越低，溶劑越容易蒸發。像 DMF、甲苯或水等高沸點流動相則需要在高溫下蒸發。然而，這種方法存在破壞目標化合物的風險。或者，溶劑可以霧化成極小的液滴，使其即使在室溫下也可以蒸發。

質譜檢測器（MS）

質譜儀作為色譜檢測器，可以根據每個化合物基于其獨特的質譜表征來進行分析。LC-MS 通常具有以下工作流程。

首先，分子化合物從色譜柱隨洗脫液進入質譜檢測器當中被離子源（APCI,ESI 等）轉化成為帶電或電離狀態。之后進入到質量分析器（Q,TOF 或 QqQ，Q-TOF 等）當中進行分析，在這里通過調整電場強度或根據飛行時間不同，可以獲得母離子或離子碎片的質荷比信息，最后將它們輸出到接收器當中，在那里它們被識別并轉換為數字信號輸出。

MS 檢測方法的優點包括良好的靈敏度、選擇性和獲得結構信息的可能性。而缺點則是購買價格高且設備需要頻繁維護。

“小步”同學認為，MS 檢測器固然非常好，但是在制備色譜領域，或者擁擠和繁忙的合成實驗室中很難擁有較高的占有量。

示差折光檢測器（RI）

示差折光檢測器檢測原理是由介質在流經測量池時引起的光的折射變化而進行檢測的。這種檢測方法是非選擇性的，因為它可以檢測流過測量池的所有物質。

RI 檢測器根據以下公式進行測量：