Детекторы, используемые в жидкостных хроматографах

В жидкостных хроматографах применяются следующие детекторы: рефрактометрические, фотометрические, флуоресцентные, электрохимические, масс-спектрометрические, инфракрасные и некоторые другие.

В рефрактометре Френеля луч света падает на поверхность раздела двух оптических сред Количество света, отраженного от поверхности раздела двух фаз (жидкость/стекло), пропорционально разности показателей преломления и углу падения света на поверхность раздела. Если угол падения подобрать таким образом, чтобы угол проникания был -90° (т. е. близок к полному углу отражения), то небольшие изменения показателя преломления приведут к значительным изменениям интенсивности отраженного луча. Вместимость кювет составляет 3−5 мкл, т. е. возможна работа при небольших расходах элюента. Рефрактометр Френеля наиболее чувствителен к пульсациям потока, имеет меньший линейный диапазон. Высокие требования предъявляются к чистоте стекла.

В интерферометре коэффициент преломления измеряется методом интерференции света. Интерферометр имеет две проточные кюветы вместимостью 5 мкл. Чувствительность и линейный диапазон в несколько раз больше, чем у других моделей. Предел обнаружения составляет 3 мкг/мл.

Фотометрические детекторы подразделяют:

на детекторы с фиксированной длиной волны;

детекторы с длиной волны, дискретно изменяемой с помощью оптических фильтров;

спектрофотометрические детекторы с плавно изменяемой длиной волны, предназначенные для регистрации поглощения в определенной области УФ-спектра;

спектрофотометрические детекторы на фотодиодных линейках.

Фотометры с фиксированной длиной волны — наиболее дешевые и простые детекторы, применяемые в высоко эффективной жидкостной хроматографии для выполнения массовых анализов. Источником света в детекторах этого типа является ртутная лампа низкого давления; детектирование проводится на длине волны 253,7 нм, на которой излучается 90% излучения. Свет от источника излучения проходит через проточную ячейку, в которую из хроматографической колонки поступает поток элюента. Для аналитических колонок диаметром 4−6 мм, заполненных сорбентом с размером частиц 5−7 мкм, обычно используются ячейки с длиной оптического пути 10 мм, диаметром светового канала ~1 мм и рабочим объемом 8 мкл. Увеличение рабочего объема кюветы может привести к нежелательному размыванию хроматографических пиков.

Фотометрические детекторы с детектированием на длине волны, дискретно изменяемой с помощью оптических фильтров, отличаются от детекторов с фиксированной длиной волны источником с широким спектром испускаемого излучения и тем, что для деления узкого диапазона длин волн, соответствующего максим поглощения детектируемых компонентов, используется набор стеклянных или интерференционных фильтров. Фотометрические детекторы этого типа более универсальны и чувствительны по сравнению с фотометрами с фиксированной длиной волны.

Спектрофотометр с перестраиваемой длиной волны (например, СПФ микроколоночного жидкостного хроматографа «Милихром-5») состоит из источника света, монохроматора и фотоприемника. В качестве источника света используется дейтериевая лампа ДДС-30 с непрерывным спектром испускаемого излучения от 190 до 600 нм. Необходимую спектральную линию, длина которой, как правило, соответствует максимуму спектра поглощения определяемого компонента, выделяют с помощью либо дифракционных решеток, имеющих 1000−3000 штрихов на 1 мм, либо интерференционных фильтров с заданной шириной спектральной полосы. Монохроматический пучок света поочередно проходит через рабочую и сравнительную проточные кюветы, и измеряется оптическая плотность или пропускание излучения на выделенной длине волны.

Традиционные спектрофотометрические детекторы для ВЭЖХ позволяют осуществлять мониторинг элюируемых компонентов пробы по их максимумам поглощения. Сканирование спектра требует в большинстве случаев остановки потока и занимает несколько секунд или даже минут в зависимости от диапазона длин волн.

Электрохимические детекторы реагируют либо на изменение свойств элюента, либо на конкретное анализируемое соединение. К первому типу относится кондуктометрический детектор, ко второмуамперометрический. Большинство электрохимических детекторов работают в амперометрическом режиме, при котором поддерживается постоянное напряжение между двумя электродами погруженными в поток элюента, и регистрируется зависимость силы тока от времени.

Кондуктометрический детектор построен на том, что при создании разности потенциалов ионы, находящиеся в растворе, начинают перемещаться по направлению к электродам. Проводимость зависит от числа заряженных частиц в растворе — именно эта зависимость и положена в основу количественной оценки в кондуктомет-рии. Таким образом, для получения количественных результатов должна быть постоянной молярная проводимость. При применении детекторов этого типа следует избегать протекания электрохимических реакций на поверхности электродов, поэтому используют источники переменного тока с частотой от 50 до 1000 Гц и напряжением от 5 до 10 В. Измерения проводят с применением моста сопротивлений Уинстона.

Детекторы данного типа наиболее пригодны для определения заряженных соединений в элюате, предпочтительны при анализе малых концентраций ионов [1,с. 94−100].

Таким образом, в хроматогафии применяются различные типы детекторов.