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色譜儀檢測器流通池對色譜分析的影響介紹

點擊: 次 時間:2017-03-06 10:21

無論何種檢測器,流通池的設計結構和部件都非常重要,其體積和構型直接影響檢測器的靈敏度。正確認識流動池的結構、原理、使用和選擇,對于色譜檢測有著重要的意義。

本文主要說明不同體積的流通池對于色譜檢測造成的影響。

一、流通池的體積對檢測限和分辨率的影響

    使用較大的流通池可獲得最佳的檢測限。使用較小的流通池可以獲得最佳的峰分辨率。

    較大的流通池,光通量和光程相比較大一些,樣品通過流通池時,光敏元件上就會得到比較大的光強,并且由于光程較大,所以靈敏度就會比較高,靈敏度的增大更有利于得到較好的檢測限。

    較小的流通池雖然光通量較弱,但由于池徑較小,光程較短,因此樣品在流通池內(nèi)的擴散較小,使峰的分辨率得到提高。

    為了提高靈敏度,減小池內(nèi)色譜峰擴展,要求流通池長而內(nèi)徑小,池體積愈小愈好。增加池的光程會使檢測靈敏度增大,但光程的提高有一定的限制。為了降低池體積引起的峰擴展,當光程增加時,樣品池的內(nèi)徑必須減少,但結果導致光敏元件上光照減少,使信噪比降低。所以兩種效果是矛盾的。除非在光敏元件上有很低的內(nèi)在噪音水平,否則提高靈敏度的程度有一定局限。

    因此,流通池的池體積是影響檢測器靈敏度和分辨率的主要因素,欲得到滿意的靈敏度和分辨率應根據(jù)色譜柱的柱徑選擇合適的池體積。

二、流通池體積對線性范圍的影響

    根據(jù)比耳定律,吸光物質的吸光度與流通池的光程長度和濃度成正比。

    當光程一定時,在檢測波長下,給定的吸光物質的吸光度只與其摩爾濃度成正比,因此可以通過測定待測組分的在檢測波長下的噪聲,根據(jù)2倍噪聲求出最小檢測濃度,進而求出最小檢測量。最小檢測濃度是考驗儀器的靈敏度的參數(shù)。最小檢測濃度數(shù)值大,儀器的靈敏度就小,不能反應真正的噪音和漂移水平。

 

根據(jù)上述公式也可以看出,檢測器流通池的光程越大,檢測限越小。定量分析的準確度很大程度上取決于濃度檢測線性范圍。在該線性范圍內(nèi)具有良好的線性,其上限受色譜柱容量的限制,若使用大容量的色譜柱,線性范圍會更大。

    當流通池的體積一定時,靈敏度隨1/d的增加而增高,在考慮流動相干擾并保證光通量的前提下,應盡可能選擇長光程流通池,檢測壓力及溫度也影響系統(tǒng)分辨率,在較高壓力及溫度下色譜分離較好。

三、流通池光程長度和池內(nèi)徑對靈敏度和信噪比的影響

      池體積確定后,還必須選擇適當?shù)墓獬涕L度L和池內(nèi)徑d,根據(jù)朗伯-比耳定律

 

    根據(jù)朗伯-比耳定律ξ,m為吸光系數(shù)和樣品質量,據(jù)上式可知,吸光物質的質量m一定時,吸光度A與池徑的平方成反比。樣品質量及池體積一定時,吸光度A與光程l成正比。故選擇高1/d比值的流通池有利于增加吸光度,提高檢測的靈敏度。但1/d也不宜過大,因為:1:1/d過大,光損失增加,光通量減小。2:光程L愈大,流動相的干擾吸收愈大。

    流通池光程越長,生成的信號越高。盡管通常增加光程會使噪聲提高,但噪音提高幅度很小,信噪比還是會增大。

四、池體積對靈敏度的影響

    流通池體積大小也是色譜檢測的關鍵,當最窄半峰寬色譜峰體積的1/3等于流通池體積時,方能得到最佳靈敏度,最窄半峰寬色譜峰的體積與柱徑柱長 柱效及色譜分離條件有關,其中柱徑是決定最窄半峰寬色譜峰體積的主要因素,當其它條件不變時,柱徑越大,最窄半峰寬色譜峰的體積也愈大,因此,要得到滿意的色譜峰效果,必須選擇合適的柱徑和池體積。若池體積太大,不僅會降低靈敏度,而且還會影響系統(tǒng)分辨率。

五、峰寬(響應時間)的設置對信噪比的影響

    響應時間增加一倍,采集頻率降低一倍,而峰寬增加一倍,因此峰寬的設置,也就影響到響應時間的變化,峰寬參數(shù)設置太大,采集頻率太低,會使峰失真,影響信噪比和分離度。檢測器響應時間不影響色譜峰面積和峰形對稱度,但增加檢測器響應時間,可以明顯減小檢測器短期噪聲,導致色譜峰峰高降低、峰形變寬(尤其對弱保留組分的尖銳色譜峰作用顯著),信噪比增大,也使線性范圍擴大。

    隨著檢測器響應時間設置的增大,檢測器短期基線噪聲明顯減小,峰高略有下降,因此信噪比增大,檢測限降低,而線性范圍的上限變化不大。因此,適當增大檢測器響應時間不僅可以得到低的檢測限,也可使線性范圍變寬。但是,隨著檢測器響應時間的增加,同時也會帶來其他的問題,隨著濾波常數(shù)的增加,峰高有減小趨勢。在同一組實驗中,濾波常數(shù)對保留時間小的組分的影響較大,組份出峰越晚,所受影響越小,對于有較大保留的組分幾乎無影響。由于出峰早的組分,所得到的色譜峰峰寬較窄,峰形尖銳,也即其中所包含的信號頻率較高,通過調(diào)整適當響應時間可以將其中的一部分高頻信號濾掉,而使其原有的信號值改變。強保留組分出峰較晚,所得到的色譜峰展寬嚴重,其中所包含的信號頻率相對較低,通過調(diào)節(jié)響應時間來濾除高頻信號將不很明顯。理想的響應時間取決于色譜峰寬。

    理想的響應時間取決于色譜峰寬,將峰寬設置為盡可能接近于色譜圖中目標窄峰的寬度,流通池的體積應接近于最窄峰體積的1/3(最窄峰半峰高處峰寬乘于流速1/3), 增加光程會使流通池的體積增加,峰寬也會增加,但不影響梯度中的分離度。

六、選擇樣品波長

應選擇大于流動相截止波長,如果要獲得最低的可能檢測限,應選擇分析物最強吸收處的波長,如果使用高濃度進行分析,則應選擇中等吸收的波長,并且最好選擇光譜平坦的區(qū)域以獲得較好的線性。

(內(nèi)容來源液相色譜之家)



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