Материал: Орлов-ВЭЖХ

20

неселективный детектор типа рефрактометра, при определении концентрации отдельных компонентов в сложной смеси лучше использовать селективные детекторы.

Таким образом, если измерить токи фотоприемника от светового потока J0 (канал сравнения), светового потока J (рабочий канал), прологарифмировать их и вычесть, то получим оптическую плотность D, которая пропорциональна концентрации С.

21

поток растворителя

Чувствительность в физических единицах, которую мы можем замерить Dmin=10-5. ε = 105 (молярный коэффициент поглощения)

l = 1 см.

80% хроматографов оснащены этими детекторами. Спектрофотометрические детекторы бывают следующих видов

а) Фильтровые, т.е. использующие интерфильтры (линии ртути 254,313, 365, 404, 434, 546 нм).

б) С переменной длиной волны от 200 до 700 нм.

Рис . 18

Усилитель

Фотоэлемент

ДДС-30

Зеркало

в) С фотодиодной матрицей Рис 19.

22

Кювета

Дифракционная голографическая решетка Лампа

Фотодиодная линейка

При анализе сложных смесей крайне желательно для идентификации подтвердить хроматографические данные данными спектрального анализа.

9.2. Флуориметрический детектор.

Этот детектор обладает наиболее высокой чувствительностью. В настоящее время один из самых распространенных детекторов.

Светофильтр возбуждения Эмиссионный

светофильтр

Ряд веществ (ПАВ, витамины, стероиды, сложные органические соединения) обладают способностью светится под действием возбуждающего излучения. Спектры поглощения и излучения имеют вид.

Рис. 21. Е

поглощение излучение

λ

Поэтому ставится 2 фильтра, чтобы отделить излучение люминисценции от рассеянного возбуждающего света. Иногда вместо возбуждающей лампы применяют лазер (как в Цвет-3110). В этом случае чувствительность увеличивается в 100-10 раз за счет, во-первых, более концентрированного возбуждения (вся энергия лазера сосредоточена в его луче, который попадает в кювету), во-вторых, за счет лучшего перекрытия.

Интенсивность люминисценции пропорциональна интенсивности возбуждающего света (в отличии от фотометров).

J‡ = J0 C K ( 18 )

Несветящиеся вещества можно связать со светящимся реагентом.

23

9.3. Рефрактометрический детектор.

Это детектор универсального (неселективного) типа. Принцип действия - измерение изменения показателя преломления растворителя при нахождении в нем молекул пробы.

Кювета состоит из двух призм. Через одну кювету протекает растворитель, через другую растворитель с пробой. Если через обе кюветы течет растворитель, то растры совмещаются, освещение фотоприемника минимальное. Если через кювету течет проба, луч из-за изменения показателя преломления отклоняется, растры расходятся, освещенность фотоприемника растет, сигнал растет.

Это - детектор по отклонению луча. Есть детектор по отражению, с более низкой чувствительностью (Френелевского типа). Наконец, есть детектор, основанный на интерферометрическом принципе измерения разности хода двух лучей.

Применение: гель-хроматография, анализ предельных углеводородов, пластмасс и т.д., где большие концентрации и нет поглощения.

9.4. Электрохимический детектор.

За последние годы электрохимический детектор все более широко применяется в жидкостной хроматографии.

Достоинства детектора:

очень высокая чувствительность,

регулируемая селективность,

малый объем ячейки (малое размывание после колонки),

низкая температурная зависимость. Недостатки детектора:

высокие требования к чистоте электродов (нестабильность во времени), нужна чистка,

значительная зависимость от скорости потока.

Принцип работы детектора.

+

-

+

Электрохимическая ячейка. В нее опущены 2 электрода. К ним подключено напряжение (от 0 до 2 В). В растворе находится смесь веществ в виде ионов и молекул. Через раствор протекает ток, связанный с движением ионов: отрицательно заряженные ионы движутся к

24

положительному электроду, там отдают свои электроны (восстанавливаются) и в виде нейтральных веществ (органических или металлов) осаждаются на электроде. Положительно заряженные ионы движутся к отрицательному электроду, получают там электроны (окисляются). В результате во внешней цепи появляется ток электролиза. Он является мерой концентрации вещества в растворе. Надо отметить, что восстановление или окисление каждого вещества происходит при определенном потенциале электродов (от 0 до +2В). Поэтому, если потенциал ниже определенного (примерно 1В), то все вещества, имеющие потенциал окисления выше этого значения, не будут окисляться, следовательно, не будут чувствоваться, т.е. детектор будет селективен. Следовательно, можно определить вещества, даже если они не могли быть разделены на колонке (ион-селективное детектирование).

Корпус

Усилитель

Электрод рабочий

Материал рабочего электрода - стеклоуглерод, золото, платина, серебро, графит.

В процессе работы измеряется ток между рабочим электродом и вспомогательным (корпусом). Ток обычно 1 нА - 1 мкА. В хороших детекторах шумовой ток составляет 0.01- 0.05 нА. При таких токах очень важно качество всех электрических контактов, особенно между рабочим электродом и измерительной цепью.

Так как в процессе работы происходит электролиз, т.е. разрушение пробы, то доля пробы, подвергающаяся электролизу, зависит от того с какой скоростью течет элюент. Обычно это 10-15%. Зависимость сигнала от скорости потока очень сильная.

Если рабочий электрод выполнить из пористого графита, пропустить сквозь него весь поток, тогда % электролиза может достигнуть 100. Детектор будет мало чувствовать скорость потока. Такой детектор называется кулонометрическим.

Сфера применения детектора:

определение фенолов (1 ПДК - 1 мкг/л),

определение катехоламинов в медицине (адреналин, норадреналин, дофамин),

определение пестицидов,

определение нитрозоаминов.

Импульсный детектор - автоматическая очистка рабочего электрода.

9.5. Кондуктометрический детектор.

Если в ЭХ детекторе измеряется ток поляризации, т.е. ток, который обусловлен переходом с электрода в раствор электронов в результате окисления вещества или с раствора на электрод - в результате восстановления вещества, то в кондуктометрическом детекторе измеряется ток между электродами, обусловленный просто передвижением ионов в растворе. Разница в том, что в ЭХ детекторе к электродам приложено постоянное напряжение, а в кондуктометрическом - переменное (5-10 кГц) той же величины (0.5-2 В). Электронная схема измерения, соответственно, другая.