[科普中國(guó)]-紫外檢測(cè)器

原理

物理上測(cè)得物質(zhì)的透光率，然后取負(fù)對(duì)數(shù)得到吸收度。

大部分常見(jiàn)有機(jī)物質(zhì)和部分無(wú)機(jī)物質(zhì)都具有紫外或可見(jiàn)光吸收基團(tuán)，因而有較強(qiáng)的紫外或可見(jiàn)光吸收能力，因此UVD既有較高的靈敏度，也有很廣泛的應(yīng)用范圍，是液相色譜中應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)器。

為得到高的靈敏度，常選擇被測(cè)物質(zhì)能產(chǎn)生最大吸收的波長(zhǎng)作檢測(cè)波長(zhǎng)，但為了選擇性或其它目的也可適當(dāng)犧牲靈敏度而選擇吸收稍弱的波長(zhǎng)，另外，應(yīng)盡可能選擇在檢測(cè)波長(zhǎng)下沒(méi)有背景吸收的流動(dòng)相。

紫外檢測(cè)器的波長(zhǎng)范圍是根據(jù)連續(xù)光源（氘燈）發(fā)出的光，通過(guò)狹縫、透鏡、光柵、反射鏡等光路組件形成單一波長(zhǎng)的平行光束。通過(guò)光柵的調(diào)節(jié)可得到不同波長(zhǎng)。波長(zhǎng)范圍應(yīng)該是根據(jù)光源來(lái)確定的，不同光源波長(zhǎng)范圍也不一樣。

光波根據(jù)光的傳播頻率不一樣而劃分的。紫外的，常用為0.005---2.0（AUFS)。紫外光的范圍一般指200-400 nm。吸收度單位AU (absorbance unit) 是相當(dāng)于多少伏的電壓，范圍的大小應(yīng)該適中較好，實(shí)際工作中一般就需要1AU左右。

紫外檢測(cè)器主要技術(shù)指標(biāo)及測(cè)試方法波長(zhǎng)范圍定義：能保證使用時(shí)S/N≥2的長(zhǎng)波到短波的區(qū)間叫波長(zhǎng)范圍。它直接影響儀器的使用范圍。

測(cè)試方法：用Hg燈(GGQ80，去殼)的一、二級(jí)光譜測(cè)試；開(kāi)機(jī)預(yù)熱30min后，從長(zhǎng)波向短波掃描，找出S/N≥2的范圍即是波長(zhǎng)范圍(根據(jù)國(guó)際上通用的S/N≥2的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷)。紫外區(qū)的波長(zhǎng)下限也可以用As燈(193．7nm)來(lái)檢測(cè)(判斷根據(jù)也是S/N≥2)1。

波長(zhǎng)準(zhǔn)確度定義：實(shí)際測(cè)量波長(zhǎng)的值(真值)與理論值的符合程度叫波長(zhǎng)準(zhǔn)確度。波長(zhǎng)不準(zhǔn)會(huì)直接影響分析誤差。

測(cè)試方法：用汞燈的253．7nm和氘燈的656．1nm測(cè)試，每燈各實(shí)測(cè)5次，用各次實(shí)際測(cè)試波長(zhǎng)值與理論值之差中的最大值表示波長(zhǎng)準(zhǔn)確度。但數(shù)字前要加“±”符號(hào)(我國(guó)計(jì)量檢定規(guī)程)。也可對(duì)5次實(shí)際測(cè)量波長(zhǎng)值取均值，用均值與理論值(汞燈的253．7nm和氘燈的656．1nm)之差來(lái)表示波長(zhǎng)準(zhǔn)確度(據(jù)美國(guó)NBS和ASTM標(biāo)準(zhǔn)判斷)1。

波長(zhǎng)重復(fù)性定義：多次波長(zhǎng)測(cè)量值中的最大值、最小值之差就叫波長(zhǎng)重復(fù)性。它直接影響儀器的穩(wěn)定性。

測(cè)試方法：用汞燈的253．7rim或氘燈的656．1rim測(cè)試[21；實(shí)測(cè)5次，其最大值和最小值之差即是波長(zhǎng)重復(fù)性(據(jù)美國(guó)NBS和ASTM標(biāo)準(zhǔn)判斷)1。

光譜帶寬定義：?jiǎn)紊珒x出射狹縫譜面上單位長(zhǎng)度上的光譜數(shù)叫光譜帶寬。

測(cè)試方法：用“譜線輪廓法測(cè)試，檢測(cè)氘燈的特征線656.1nm(或汞燈的特征線253.7nm、546.1nm)。每燈各實(shí)測(cè)3次，取均值即是(美國(guó)NBS標(biāo)準(zhǔn))1。

雜散光定義：測(cè)量中不應(yīng)該有光的地方有光叫雜散光(SL)。它是分析誤差的主要來(lái)源之一，會(huì)直接限制儀器的檢測(cè)上限。

測(cè)試方法：冷態(tài)開(kāi)機(jī)預(yù)熱30min，SBW=2nm，用標(biāo)準(zhǔn)光源或標(biāo)準(zhǔn)片測(cè)試口；如：用He—Ne Laser(標(biāo)準(zhǔn)光源)，在632．8±5nm處測(cè)試。實(shí)測(cè)3次，取均值即是(法國(guó)JY標(biāo)準(zhǔn))。用截止濾光片法，在220nm和340nm處測(cè)試。實(shí)測(cè)3次，取均值即是(中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上均如此)1。

光度范圍定義：儀器能適用測(cè)量的范圍叫光度范圍。

測(cè)試方法：目前，國(guó)際上的HPLC紫外檢測(cè)器的光度范圍設(shè)計(jì)指標(biāo)一般在0．005～3AUFS內(nèi)。作者用XWT一204記錄儀1V檔測(cè)試，當(dāng)儀器對(duì)數(shù)放大器的最后一級(jí)差分放大器的輸出為1V時(shí)，記錄儀滿度(100格)。儀器的有效光電信號(hào)應(yīng)從0.005V至3.0V時(shí)，均可保證最后一級(jí)差分放大器的輸出為1V。即0.005～3.0V對(duì)應(yīng)的吸光度為0.005至3．0Abs。要求從0.005至3.0Abs時(shí)，光度準(zhǔn)確度都能保證在1%以內(nèi)(即1±10mV)。如此測(cè)量3次，取均值即是HPLC的光度范圍1。

光度準(zhǔn)確度定義：實(shí)際測(cè)量的光度值(真值)與理論值之差叫光度準(zhǔn)確度。

測(cè)試方法：開(kāi)機(jī)預(yù)熱30rain，用標(biāo)準(zhǔn)片測(cè)試(測(cè)試點(diǎn)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定值選定，一般選2點(diǎn))。如：在270nm、293nm兩點(diǎn)處測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)片的T值或A值則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定值而定。如：標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定值在293nm處為12.95%T(即0．888Abs)，在270nm處的標(biāo)定值為8．5%T(即1.070 Abs)。用該標(biāo)準(zhǔn)片分別在293nm、270nm處實(shí)測(cè)，各測(cè)3次，將每點(diǎn)的3次實(shí)測(cè)值與標(biāo)定值之差中最大者，作為該點(diǎn)的光度準(zhǔn)確度。而后，以兩點(diǎn)中最差者，作為該臺(tái)HPLC的光度準(zhǔn)確度，但數(shù)字前要加“±”符號(hào)(美國(guó)NBS和ASTM標(biāo)準(zhǔn)或中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn))1。

光度重復(fù)性定義：用上述方法測(cè)試，某點(diǎn)3次光度測(cè)量值中的最大值和最小值之差就叫該點(diǎn)的光度重復(fù)性(包羅線法)，兩點(diǎn)中最差者就是該臺(tái)HPLC的光度重復(fù)性。一般為光度準(zhǔn)確度值的一半。數(shù)字前不加“±”符號(hào)(美國(guó)NBS和ASTM標(biāo)準(zhǔn)或中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn))。

測(cè)試方法：開(kāi)機(jī)預(yù)熱30min，用標(biāo)準(zhǔn)片測(cè)試(測(cè)試點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定值的確定方法同光度準(zhǔn)確度。但只需選一點(diǎn))；如：在270nm處測(cè)試，其T值或A值則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定值而定。如：標(biāo)準(zhǔn)片的標(biāo)定值12.95%T或0.887Abs，用它實(shí)測(cè)3次，3次實(shí)測(cè)值中數(shù)值最大者減最小者即是光度重復(fù)性1。

其他包括噪聲、基線漂移、線性動(dòng)態(tài)范圍等。

維修及保養(yǎng)流通池維護(hù)對(duì)于輕度污染的流通池．可以用流通池在線的方式清洗。對(duì)于重度污染的流通池，在線沖洗一般不會(huì)奏效。應(yīng)該將流通池組件從儀器上拆下來(lái)清洗。

步驟如下：擰松位于樣品流通池上端的固定螺絲。取流通池組件，分別拆下進(jìn)出口處的接頭；再擰下三顆固定窗片的螺絲后取下不銹鋼片，就可將流通池的2片石英窗片取下來(lái)。注意別遺失窗片與流通池本體接觸部分的塑料王密封圈。將窗片與流通池本體分別放入2個(gè)裝有甲醇的燒杯中，超聲清洗20min。如污染特別嚴(yán)重，可在更換甲醇后，繼續(xù)超聲20min：也可用脫脂棉蘸上甲醇清洗窗片。然后再超聲。清潔完畢后，控干溶劑，放人80℃烘箱，待30 min后取出，冷卻至室溫后組裝。在組裝流通池組件時(shí)．須注意3個(gè)螺絲的松緊程度要以流通池通入流動(dòng)相后，不漏液為原則：流通池上的3個(gè)螺絲必須交叉擰緊，否則容易造成漏液：若3個(gè)螺絲擰得過(guò)緊．會(huì)將石英窗片弄碎2。

單色器出射狹縫出口窗清潔抽出抽屜后，打開(kāi)光電檢測(cè)頭，擰松位于樣品及參比池上端的螺絲。將樣品池及參比池取出。再將位于樣品池及參比池后的窗片取出。用乙醚分別擦洗窗片．待其溶劑揮發(fā)后即可還原2。

光電檢測(cè)頭光電二極管窗片的清潔抽出控制盒抽屜，將檢測(cè)頭打開(kāi)后，可以觀察到樣品及參比光電二極管的窗片，用乙醚擦洗。待窗片上溶劑揮發(fā)后，關(guān)上光電檢測(cè)頭組件2。

氘燈保養(yǎng)正確使用和保養(yǎng)氘燈可以延長(zhǎng)其壽命。具體做法為：更換氘燈后，應(yīng)將氘燈計(jì)數(shù)器清零，以便正確顯示其使用的時(shí)間。如儀器開(kāi)著，但一段時(shí)間內(nèi)暫時(shí)不做分析．可將氘燈臨時(shí)關(guān)閉以延長(zhǎng)其使用壽命。每半年用甲醇清潔氘燈窗片一次，以免灰塵衰減光能量。注意：如果使用的波長(zhǎng)較短，如為200～210 nm．則氘燈壽命比使用波長(zhǎng)較長(zhǎng)一些的要短。

儀器定期掃除灰塵儀器每3年應(yīng)該清掃1次，以保證儀器的性能、減少儀器故障的發(fā)生。此項(xiàng)維護(hù)需要二人配合進(jìn)行，將控制盒從儀器中取出，先用小刷子清掃儀器內(nèi)部的灰塵，再讓吸塵器立即吸走。尤其是位于氘燈下面的冷卻風(fēng)扇，積累的灰塵及污物較多，需要反復(fù)清掃。若沉積的灰塵中含有油污，則很難用小刷清潔干凈．此時(shí)可以用蘸有乙醇的脫脂棉擦凈2。

單色器內(nèi)的清潔：擰下單色器頂部螺絲，打開(kāi)單色器頂蓋。用干燥氮?dú)獯祾吖鈻偶皟擅姘济骁R。注意千萬(wàn)不可用擦鏡紙擦光柵。如果發(fā)現(xiàn)單色器內(nèi)凹面鏡很臟．用氮?dú)獯祾叩姆椒ǘ疾荒芮鍧嵏蓛簟t可用中性洗滌劑進(jìn)行清洗．然后用去離子水沖洗。如凹面鏡上有大面積霉點(diǎn)出現(xiàn)．則只能更換新品。

單色器光柵馬達(dá)機(jī)械驅(qū)動(dòng)保養(yǎng)光柵馬達(dá)機(jī)械驅(qū)動(dòng)由馬達(dá)、絲桿及導(dǎo)桿組成。儀器使用3年后，機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分潤(rùn)滑油干涸，其表面形成一層油污。使馬達(dá)受力增大，嚴(yán)重的會(huì)造成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路損壞。保養(yǎng)步驟：取出控制盒．取下單色器頂蓋。用無(wú)水乙醇或丙酮將絲桿及導(dǎo)桿殘存的油污清洗干凈，待其干燥后，分別在絲桿及導(dǎo)桿滴上數(shù)滴輕質(zhì)潤(rùn)滑油，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，使?jié)櫥途鶆虻胤植荚诮z桿及導(dǎo)桿表面2。

優(yōu)點(diǎn)紫外吸收檢測(cè)器不僅靈敏度高、噪音低、線性范圍寬、有較好的選擇性，而且對(duì)環(huán)境溫度、流動(dòng)相組成變化和流速波動(dòng)不太敏感，因此既可用于等度洗脫，也可用于梯度洗脫。紫外檢測(cè)器對(duì)流速和溫度均不敏感，可于制備色譜。由于靈敏高，因此即使是那些光吸收小、消光系數(shù)低的物質(zhì)也可用UV檢測(cè)器進(jìn)行微量分析。

不足之處在于對(duì)紫外吸收差的化合物如不含不飽和鍵的烴類等靈敏度很低。

用途紫外檢測(cè)器使用于大部分常見(jiàn)具有紫外吸收有機(jī)物質(zhì)和部分無(wú)機(jī)物質(zhì)。紫外檢測(cè)器對(duì)占物質(zhì)總數(shù)約80%的有紫外吸收的物質(zhì)均可檢測(cè)，既可測(cè)190--350 nm范圍的光吸收變化，也可向可見(jiàn)光范圍350---700 nm 延伸。

紫外檢測(cè)器適用于有機(jī)分子具紫外或可見(jiàn)光吸收基團(tuán)，有較強(qiáng)的紫外或可見(jiàn)光吸收能力的物質(zhì)檢測(cè)。一般當(dāng)物質(zhì)在200-400 nm 有紫外吸收時(shí)，考慮用紫外檢測(cè)器。

發(fā)展情況紫外檢測(cè)器的使用覆蓋面達(dá)到HPLC檢測(cè)器的75%，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在藥品、環(huán)保、生命科學(xué)、糧食科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，應(yīng)用更加廣泛。國(guó)際上生產(chǎn)HPLC的廠商很多，無(wú)一不帶紫外檢測(cè)器。中國(guó)也有10幾家生產(chǎn)HPLC的企業(yè)?；旧隙紟ё贤鈾z測(cè)器。有的HPLC只有紫外檢測(cè)器一種，而無(wú)其它類型的檢測(cè)器。