揭秘液相色譜檢測器中的獨門兵器!

2021-03-01 分析測試百科網


這類檢測器絕對屬於檢測器中的獨門兵器,平時少有人用,僅限於某某門派或者家族獨門使用,比如唐門的暗器,或者小李探花的飛刀,這類兵刃罕見於江湖,不過一旦出手,必定奏效,檢測器中的螢光檢測器,電導檢測器等等就屬於這類偏門武器。

平時我們很難見到這些兵刃行走於江湖,但是當它們出手的時候,必定是致命致勝的犀利招數。之所以說他們犀利,是因為他們對於分析某些類型的樣品有非常好的效果,但可惜的是,這些樣品的種類不多,或者應用的行業十分局限,所以這類兵刃也就很難在茫茫江湖中大顯身手了,只有遇到正好相剋的對手,才能輕鬆取勝。這類兵刃中,比較有典型代表性的應當屬示差折光檢測器(RID)和螢光檢測器(FLD)了,另外,就是電性檢測器一族。我們來一一說說他們的武功路數吧。

RID,簡稱示差,這是武林兵刃中最令人唏噓感慨的一個,本來它是作為第一種被人們使用的兵器出現在武林的,是最早商品化的液相色譜檢測器,可是現在淪落到只能偏居各類檢測器的一隅,滄海桑田的變化,令人感慨萬分。

不過,造成這種變化的原因,完全是由於它自身的局限和特點,就像木棒,最早被人類用來當武器,主要是因為它隨手可得,而且無需太多使用技巧,對付任何野獸都有效果,不過,隨著石器加工的出現,以及後來金屬冶煉技術的出現,木棒就逐步退出了作為常用武器的行列,偶爾只能在街頭鬥毆或者農民起義的場景中發揮一些餘熱。

RID的境遇也差不多,由於這類檢測器是檢測經過流通池的液體的折光率的變化而產生響應的,所以具有很好的通用性,因為被分析物溶解在流動相中以後,一定會改變流動相的折光率,所以示差檢測器可以對所有能進行液相分析的樣品產生響應,在過去的年代,大家對分析的要求還很低,不要求靈敏度,不要求分析速度,在加上示差的這種通用性,讓他當之無愧的成為了風靡一時的通用型檢測器。


這就是示差檢測器的基本原理,左邊杯子裡的是純水,右邊的是濃鹽水,可以看到兩種溶液對光的折射率是有差異的,示差檢測器就是「顯示這種差異」的檢測器,不過,鹽水的濃度要濃到什麼程度才能顯示出差異呢?答案是:很濃,很濃很濃...


RID檢測器工作原理圖

不過,隨著技術進步,大家對分析的要求越來越高,速度,靈敏度上都有了更嚴格的要求,RID的弱點就日益凸顯出來了:

也是由於這個原因,示差檢測器在使用的時候,通常要平衡非常久,保證流動相絕對均勻穩定之後,才能開始分析。另外,一切會影響折射率的因素:溫度的變化,混合的均勻性,氣泡等等對於示差來講都是致命的。

加上新檢測的不斷湧現,示差曾經的江湖大佬地位逐漸萎縮,不過,,幸運的是,它還沒有完全消亡,由於價格便宜,一些經典的應用分析大家還是會選擇示差,比如糖的分析(當然是在不追求靈敏度的情況下)。

另外,示差憑著自己的一身底子,也在淡出江湖後給自己找了個適合的工作:體積排阻色譜的檢測器,這是一類用於分析大分子聚合的專門技術,由於很多大分子化合物沒有紫外吸收,所以就需要用到一個通用的檢測器進行分析,而江湖新秀ELSD由於線性響應差的問題,經常會造成測定結果的偏差,而示差檢測器正好彌補了ELSD的這項不足;另外就是這類分析當中,不會使用到梯度分析的方法,而且樣品的含量都很高,所以正好也不會遇到示差檢測器的短板,在加上價格便宜,示差檢測順理成章的就成了這類分析的「標配」。

江湖新秀ELSD本來是為了做聚合物分析而產生的,後來確成了市場上的「通用設備」,而原本最通用的RID由於自身條件限制,只能在聚合物等一些很小的領域內繼續發揮餘熱,這種角色和地位的轉變,真是令人感觸頗多啊…

接下來的一個代表,是螢光檢測器(FLD),它的經歷遠遠沒有示差檢測器那麼曲折複雜令人唏噓,因為,它天生就是被設計用來測定具有螢光響應的化合物的。

螢光是什麼?是化合物吸收了紫外光能量之後從激發狀態變回基態時候以光能釋放出來的一部分能量,大概可以理解為某人吃了大餐長了肉,之後用跑步的方式去減肥,那麼吃的大餐就以出汗的方式被釋放掉了,螢光檢測器就是檢測這個傢伙在跑步過程中到底出了多少汗——即釋放了多少強度的螢光的。

知道了這個過程,我們可以看看螢光檢測器的優勢

專屬性:由於具有螢光響應的物質種類不多,所以,螢光檢測器的專屬性非常好,只對有螢光特性的物質才產生響應,其他一概不管,極大程度的減小了幹擾。通常,多環芳烴這種含有超大共軛體系的化合物都是具有螢光響應的物質。

看到這類能誘發密集恐懼症的分子結構,螢光檢測器的用武之地就來了



靈敏度:螢光檢測器的靈敏度非常高,很多情況下,其在靈敏度上的表現堪比質譜檢測器,這是由於螢光檢測器是屬於發射光檢測器,不同於紫外這類吸收光型檢測器,由於不受到樣品溶液本身等因素的影響,即使有很微量的光發射出來,也可以很好的被檢測。

除了上面兩個最大的優勢之外,螢光檢測器在線性,流動相兼容性(只要避免一些有螢光淬滅效應的試劑就可以)以及採樣頻率上也都有不錯的表現。

那麼大家要問,這麼NB的檢測器,為啥只能混到第三梯度裡當個阿貓阿狗,主要的原因就在於,液相測定的應用裡有螢光響應的東西,實在是太少了…連5%都佔不到,算上大家為了利用螢光檢測器的優勢將樣品衍生為有螢光響應的物質,也大概勉強就能佔到10%吧。

所以,螢光檢測器的招式雖然犀利無比,但是由於鑽入了牛角尖,它註定也只能做個江湖山的小配角了。

最後,我們要說一說電性檢測器一家子,這類檢測器,可以分為電化學和電導檢測器兩大類,前者,顧名思義,是利用了被檢測化合物的電-化學性質進行檢測的,這裡面包括了極譜,庫倫和安培檢測器,利用了物質的氧化還原反應中間的電能變化進行檢測,最常見的是安培檢測器;後一種主要是利用了離子的電性進行檢測,通常用做離子色譜法的專門檢測器。

比起上面提到的螢光檢測器,這類檢測器的招式就更加獨門了,只對能產生「電」特定的物質才有響應,要不物質本身具有氧化還原特性,要不就是它自己本身就是個離子,其實,要是細算下來,液相能分析的化合物中,有著兩類特性的東西也不算很少,至少,不比有螢光的化合物少,不過,絕大部分這些「電性」化合物都可以用江湖大佬紫外/可見檢測器來測定,再加上電性檢測器的價格也不算便宜,所以,大部分的化合物,大家還都是用大佬類檢測器來測定,只有一些極個別的種類能碰到大佬的軟肋,而且江湖新秀們也沒有手段能對付的時候,大家才會考慮使用這種雪藏已久的秘密武器。

至於優勢,其實這類檢測器在靈敏度上的表現是很不錯的,線性也很不錯,但是在專屬性上,就要差一些了,其實我們剛才也說過,很多的東西(尤其在很多複雜的生物樣品中)是具有氧化還原特性的,所以他們會對這類檢測器造成一定幹擾,使它在性能上打上一些折扣。

到這裡,關於液相色譜常見的檢測器就大概介紹完了,由於篇幅和時間的問題,很難對每種兵刃做更詳細的介紹和說明,希望以後可以對每種兵刃單獨成篇做詳細介紹。

另外,江湖複雜,有很多兵刃是我不了解甚至未曾見過的,對於這些獨特的兵刃,就需要大家在探索江湖的過程中慢慢的發現和了解了。

(來源:液相達人館)

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