Q:我有點看不懂我的進樣器,0.5mL/min的進樣面積比1mL/min多一倍,而且每次都這樣,這是怎么回事?
A:你這結論怎么來的?
Q:是這樣的,我在進樣表里設置了近5ul。分別在0.5mL/min和1mL/min進樣,檢測器是紫外檢測器。在0.5mL/min流速下得到的峰面積是1ml/min的2倍。
A:OK,我知道了。事情是這樣的,你的進樣器是好的,但是峰面積的積分是與流速有關的。我來解釋一下。
幾乎所有的HPLC檢測器都是每隔一個時間間隔來采集流通池的樣品數量,然后輸出信號。由于流通池的體積固定,相當于是檢測流通池內的平均濃度。舉個經典的例子,就是紫外吸收檢測器。如果將樣品置于對濃度非常敏感的檢測器檢測池中,信號將會是恒定的,至少在一段合理的時間內是這樣。
峰面積是將一段時間內的信號積分得到。這就意味著如果樣品在檢測器內待的時間翻倍,那么峰面積也會翻倍。這就是你碰到的情況。
公式是這樣的,峰面積A等于信號S乘以時間t:
A=S*t (1)
信號S與樣品濃度c成正比例:
S=p*c (2)
A=p*c*t (3)
濃度等于質量除以體積V:
A=p*t*m/V (4)
最后,體積除以時間得到的就是流速F:
A=p*m*1/F (5)
我們可以看到,峰面積與流速成正比例,這就是為什么當你流速降低一半的時候峰面積增加了一倍。
Q:OK,我知道了。你說這是在濃度敏感的檢測器中檢測的,什么意思啊?不是所有的檢測器都對濃度敏感嗎?
A:不,不是所有的檢測器都對濃度敏感的。在我們上面討論的例子中,信號始終保持一致,即使改變流速也一樣。所有經典的LC檢測器都是這類:光學的如紫外檢測器,紫外分光檢測器,或者光電二極管檢測器,熒光檢測器,折光檢測器,或者測量絕緣常數的檢測器,或者在離子色譜中的電導檢測器等等。另外一些很少用的檢測器也在這個范疇內,如旋光檢測器。
一個簡單的測試可用知道你的檢測器是不是濃度敏感型的:進樣等樣品到達檢測器的時候,停止流速,看看信號是不是恒定的,如果是的,就說明你的檢測器是濃度敏感型的。
Q:我曾經用過放射性檢測器,發現如果流速停止了,檢測器的輸出信號會一直增加。這個是不是與你前面說的濃度敏感型的檢測器不一樣啊?
A:不是,這個也是濃度敏感型的。它計算的是流通池內的同位素原子的數目。一個容易弄混的地方是,檢測器輸出的是總的數目,是隨著時間累加的。檢測器給出的是整體的數目。在低流速下同一個峰計算出來的信號會比較大,因此靈敏度變高。你可以通過停流速觀測信號來優化你的分析。
柱后衍生化的檢測液比較復雜。實際用的也是濃度敏感型的如紫外吸收檢測器或是熒光檢測器。但是,只有在非常快速的反應中,反應才會到終點。大多數時候反應都是不完全的。這時就要靠降低流速來增加反應時間,從而提高產量,提高分析精度。
電化學檢測器如安培檢測器或庫倫檢測器是個有趣的例子。對于安培檢測器,其檢測的物質是沒有完全電解的,只消耗了1%-10%,因此,安培檢測器也是作為濃度敏感型檢測器工作的。對于庫倫檢測器,所有的分析物都在檢測過程中消耗掉了。因此,整個信號的總和與流速是無關的。這與我們上面討論的UV檢測器是不同的。所以庫倫檢測器是一種質量比例檢測器。
質量比例檢測器的特點是它的信號與時間無關,記住這點。舉個例子,前段時間報道了一個簡單的液相質量比例檢測器。柱子中的流出物都被收集到一個天平里,把溶劑蒸發,然后稱重。這雖然很有趣,但不是太實用。然而,它還是說明了質量比例檢測器的工作原理。不管你流速快或慢,天平給的數據都是一樣的。
另外一些GC檢測器也是質量比例檢測器,如FID,會完全破壞分析物的分子結構。FID可以通過一些特制的連接裝置如傳送帶或傳送線等來連接到LC上。但是在LC中使用GC檢測器還是比較少見的。
今天,質譜與液相的連接使用時很常見的了。質譜到底是質量比例檢測器還是濃度比例檢測器與其連接裝置有關。如果是電噴射接口,檢測器就是作為濃度敏感型檢測器使用的。有的人可能想如果流速提高了,每秒種到達檢測器的離子就多了,那么檢測的樣品也變多了。實際上不是這樣的,由于離子化的溶劑分子也會以更快的速度競爭進入接口。如果沒有持續的注射質量標準品,質譜的定量就不準確了。
我希望這次關于檢測器的簡單介紹能夠使你理解定量的概念。對于色譜使用者最重要的是要記住大部分LC檢測器是濃度敏感型的檢測器,其輸出的總信號與流速有關。
