0 引言
高效液相色譜儀是現(xiàn)代分析經(jīng)常使用的重要儀器之一,是在生物和化工領(lǐng)域解決各種實際分析和分離課題必不可少的工具。液相色譜儀由高壓輸液泵、進樣系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、色譜柱、檢測器、信號記錄系統(tǒng)等部分組成。檢測器是液相色譜儀的關(guān)鍵部件之一,在液相色譜儀器系統(tǒng)中起著非常重要的作用,檢測器性能的好壞對分析結(jié)果的準確性和可靠性起到至關(guān)重要的作用。噪聲、靈敏度和檢測限是衡量檢測器性能的重要指標,在評價檢測器優(yōu)劣時不可缺少。
1 檢測器的靈敏度、檢測限及最小檢測濃度
靈敏度也稱響應(yīng)值,定義為一定量的物質(zhì)通過檢測器時所給出的信號大小,在液相色譜中靈敏度:S=H/c式中:H峰高;c樣品濃度。檢測限又稱敏感度,定義為響應(yīng)值的2倍噪聲時所需要的樣品量。具體地說,是指在噪聲背景上恰好能出現(xiàn)可辨別的信號時,在單位體積或單位時間內(nèi)需要向檢測器送入的樣品量。可辨別的信號一般規(guī)定要大于或等于2倍噪聲,即:
D=2ND/S
式中:
ND噪聲;
S靈敏度;
D檢測限。
D的單位對濃度敏感型檢測器為g/ml,對質(zhì)量敏感型檢測器為g/s。檢測限實質(zhì)上是信噪比,它考慮了噪聲的影響,因而能更全面地反映檢測器的質(zhì)量。在實際工作中,還引入了最小檢測量和最小檢測濃度的概念。檢測限只與檢測器的性能有關(guān),而最小檢測限還與色譜條件有關(guān),有時也用濃度來表示,最小檢測濃度是在一定色譜條件下,最小檢測量與進樣量的比值,就是色譜分析能檢測的最小濃度。在JJG705-2014《液相色譜儀》校正檢定規(guī)程中,最小檢測濃度是判定色譜系統(tǒng)是否合格的一個重要指標,與檢測器性能、色譜操作條件及允許進樣量有關(guān)。液相色譜儀校正檢定規(guī)程中,要求用低濃度溶液(如紫外-可見光檢測器要求用(110-7)g/mL萘/甲醇標準物質(zhì))進行最小檢測濃度的檢測,然后按規(guī)程中式(1)計算。
式中:
CL最小檢測濃度;
ND基線噪聲峰高;
c標準溶液濃度;
V進樣體積;
H標準物質(zhì)的峰高。
2 實驗數(shù)據(jù)分析
實際操作時,因為用低濃度標準溶液的檢測,檢出峰本來就很小,再加上檢測器本身部件不穩(wěn)定,或者由于流動相含有氣泡或被污染、溫度變化和流速波動、溶劑峰等原因,均可能引起檢出峰畸形或無法檢出。因此在實際儀器校正檢定中,有時候會考慮使用高濃度的標準溶液進行最小檢測濃度的檢測,這樣檢出峰會比較明顯和完整。為了探討這種做法是否合理、可行,筆者在工作中分別用規(guī)程規(guī)定的高濃度(如(110-4)g/mL萘/甲醇溶液等)和低濃度(如(110-7)g/mL萘/甲醇溶液等)溶液對不同廠家、不同類型檢測器進行最小檢測濃度檢測。首先選擇一臺性能較好的紫外檢測器用一系列不同濃度的溶液進行最小檢測濃度檢測,結(jié)果見表1。從表1可以看出:該檢測器用不同濃度的溶液測出的最小檢測濃度一致性很好。
從表2可以看出:峰高和進入檢測器的樣品量有著很好的線性關(guān)系,但是用低濃度標準溶液測得的靈敏度略高于用高濃度標準溶液測得的靈敏度。然后再分別用規(guī)程規(guī)定的高濃度(如110-4g/mL萘/甲醇溶液等)和低濃度(如110-7g/mL萘/甲醇溶液等)溶液對不同廠家、不同類型檢測器的多臺液相色譜儀進行最小檢測濃度檢測。
從表3可以看出:其中幾個性能比較好的的二極管檢測器、紫外檢測器用高濃度(110-4g/mL)和低濃度(110-7g/mL)溶液測出的最小檢測濃度一致性較好,而熒光檢測器的最小檢測濃度一致性較差;從檢測結(jié)果的比較也可以看出,各檢測器用低濃度標準溶液測得的靈敏度基本都高于用高濃度標準溶液測得的靈敏度。從3個表中可以看出并不是所有的檢測器都可以用高濃度標準溶液進行最小檢測濃度的檢測。一些檢測器性能較好,用不同濃度的標準溶液得到的最小檢測濃度相差不大,而且某些檢測器性能較差,最小檢測濃度和所使用的標準溶液的濃度及進樣量的線性比較差,用高濃度溶液檢測得到的結(jié)果可能無法正確判斷出檢測器的性能。甚至一些檢測器用低濃度標準溶液根本就無法檢測,如果盲目地用高濃度標準溶液替代的話將會產(chǎn)生誤判。
3 討論
在檢測工作中,又確實存在用低濃度標準溶液難以辨別檢出峰的情況。那么在這種情況下,要考慮檢測過程中的各個影響因素。如果在基線中出現(xiàn)許多干擾峰,基線噪聲明顯變大,就有可能是流動相被污染,或者流動池中產(chǎn)生氣泡。那么就要對儀器進行清洗、除氣等,減少噪聲的干擾。有時也會出現(xiàn)雜質(zhì)峰或倒峰,影響到我們對所需要的色譜峰的判斷,判斷可能是流動相的純度不夠,那么更換流動相使用更高純度的流動相。另外,對所檢測標準溶液的色譜峰的判斷,也可以從它出峰的時間入手。在同樣的檢測條件下,同一種物質(zhì)的保留時間基本是一樣的。先用高濃度的標準溶液進行檢測,可以比較容易得到明顯和完整的色譜峰,便可以知道當前條件下,這種標準物質(zhì)的出峰時間,然后再用低濃度的標準溶液進行檢測,可進行多次進樣檢測。噪聲和一些雜質(zhì)峰在每一個譜圖中經(jīng)常會有變化,而所進樣品的峰型和出峰時間基本變化不大,可以此來進行判斷。
4 結(jié)束語
本文對液相色譜儀校正檢定工作中最小檢測濃度的測量進行了探討。在實際工作中,還需要對儀器的各個方面做更多的了解和分析,找到適合不同類型檢測器的方法和工作條件,才能使儀器校正檢定工作更科學高效地得到準確可靠的儀器校正檢定結(jié)果。