[科普中国]-紫外检测器

原理

物理上测得物质的透光率，然后取负对数得到吸收度。

大部分常见有机物质和部分无机物质都具有紫外或可见光吸收基团，因而有较强的紫外或可见光吸收能力，因此UVD既有较高的灵敏度，也有很广泛的应用范围，是液相色谱中应用最广泛的检测器。

为得到高的灵敏度，常选择被测物质能产生最大吸收的波长作检测波长，但为了选择性或其它目的也可适当牺牲灵敏度而选择吸收稍弱的波长，另外，应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的流动相。

紫外检测器的波长范围是根据连续光源（氘灯）发出的光，通过狭缝、透镜、光栅、反射镜等光路组件形成单一波长的平行光束。通过光栅的调节可得到不同波长。波长范围应该是根据光源来确定的，不同光源波长范围也不一样。

光波根据光的传播频率不一样而划分的。紫外的，常用为0.005---2.0（AUFS)。紫外光的范围一般指200-400 nm。吸收度单位AU (absorbance unit) 是相当于多少伏的电压，范围的大小应该适中较好，实际工作中一般就需要1AU左右。

紫外检测器主要技术指标及测试方法波长范围定义：能保证使用时S/N≥2的长波到短波的区间叫波长范围。它直接影响仪器的使用范围。

测试方法：用Hg灯(GGQ80，去壳)的一、二级光谱测试；开机预热30min后，从长波向短波扫描，找出S/N≥2的范围即是波长范围(根据国际上通用的S/N≥2的标准来判断)。紫外区的波长下限也可以用As灯(193．7nm)来检测(判断根据也是S/N≥2)1。

波长准确度定义：实际测量波长的值(真值)与理论值的符合程度叫波长准确度。波长不准会直接影响分析误差。

测试方法：用汞灯的253．7nm和氘灯的656．1nm测试，每灯各实测5次，用各次实际测试波长值与理论值之差中的最大值表示波长准确度。但数字前要加“±”符号(我国计量检定规程)。也可对5次实际测量波长值取均值，用均值与理论值(汞灯的253．7nm和氘灯的656．1nm)之差来表示波长准确度(据美国NBS和ASTM标准判断)1。

波长重复性定义：多次波长测量值中的最大值、最小值之差就叫波长重复性。它直接影响仪器的稳定性。

测试方法：用汞灯的253．7rim或氘灯的656．1rim测试[21；实测5次，其最大值和最小值之差即是波长重复性(据美国NBS和ASTM标准判断)1。

光谱带宽定义：单色仪出射狭缝谱面上单位长度上的光谱数叫光谱带宽。

测试方法：用“谱线轮廓法测试，检测氘灯的特征线656.1nm(或汞灯的特征线253.7nm、546.1nm)。每灯各实测3次，取均值即是(美国NBS标准)1。

杂散光定义：测量中不应该有光的地方有光叫杂散光(SL)。它是分析误差的主要来源之一，会直接限制仪器的检测上限。

测试方法：冷态开机预热30min，SBW=2nm，用标准光源或标准片测试口；如：用He—Ne Laser(标准光源)，在632．8±5nm处测试。实测3次，取均值即是(法国JY标准)。用截止滤光片法，在220nm和340nm处测试。实测3次，取均值即是(中国GB标准，国际上均如此)1。

光度范围定义：仪器能适用测量的范围叫光度范围。

测试方法：目前，国际上的HPLC紫外检测器的光度范围设计指标一般在0．005～3AUFS内。作者用XWT一204记录仪1V档测试，当仪器对数放大器的最后一级差分放大器的输出为1V时，记录仪满度(100格)。仪器的有效光电信号应从0.005V至3.0V时，均可保证最后一级差分放大器的输出为1V。即0.005～3.0V对应的吸光度为0.005至3．0Abs。要求从0.005至3.0Abs时，光度准确度都能保证在1%以内(即1±10mV)。如此测量3次，取均值即是HPLC的光度范围1。

光度准确度定义：实际测量的光度值(真值)与理论值之差叫光度准确度。

测试方法：开机预热30rain，用标准片测试(测试点根据标准片的标定值选定，一般选2点)。如：在270nm、293nm两点处测试，标准片的T值或A值则根据标准片的标定值而定。如：标准片的标定值在293nm处为12.95%T(即0．888Abs)，在270nm处的标定值为8．5%T(即1.070 Abs)。用该标准片分别在293nm、270nm处实测，各测3次，将每点的3次实测值与标定值之差中最大者，作为该点的光度准确度。而后，以两点中最差者，作为该台HPLC的光度准确度，但数字前要加“±”符号(美国NBS和ASTM标准或中国GB标准)1。

光度重复性定义：用上述方法测试，某点3次光度测量值中的最大值和最小值之差就叫该点的光度重复性(包罗线法)，两点中最差者就是该台HPLC的光度重复性。一般为光度准确度值的一半。数字前不加“±”符号(美国NBS和ASTM标准或中国GB标准)。

测试方法：开机预热30min，用标准片测试(测试点、标准片的标定值的确定方法同光度准确度。但只需选一点)；如：在270nm处测试，其T值或A值则根据标准片的标定值而定。如：标准片的标定值12.95%T或0.887Abs，用它实测3次，3次实测值中数值最大者减最小者即是光度重复性1。

其他包括噪声、基线漂移、线性动态范围等。

维修及保养流通池维护对于轻度污染的流通池．可以用流通池在线的方式清洗。对于重度污染的流通池，在线冲洗一般不会奏效。应该将流通池组件从仪器上拆下来清洗。

步骤如下：拧松位于样品流通池上端的固定螺丝。取流通池组件，分别拆下进出口处的接头；再拧下三颗固定窗片的螺丝后取下不锈钢片，就可将流通池的2片石英窗片取下来。注意别遗失窗片与流通池本体接触部分的塑料王密封圈。将窗片与流通池本体分别放入2个装有甲醇的烧杯中，超声清洗20min。如污染特别严重，可在更换甲醇后，继续超声20min：也可用脱脂棉蘸上甲醇清洗窗片。然后再超声。清洁完毕后，控干溶剂，放人80℃烘箱，待30 min后取出，冷却至室温后组装。在组装流通池组件时．须注意3个螺丝的松紧程度要以流通池通入流动相后，不漏液为原则：流通池上的3个螺丝必须交叉拧紧，否则容易造成漏液：若3个螺丝拧得过紧．会将石英窗片弄碎2。

单色器出射狭缝出口窗清洁抽出抽屉后，打开光电检测头，拧松位于样品及参比池上端的螺丝。将样品池及参比池取出。再将位于样品池及参比池后的窗片取出。用乙醚分别擦洗窗片．待其溶剂挥发后即可还原2。

光电检测头光电二极管窗片的清洁抽出控制盒抽屉，将检测头打开后，可以观察到样品及参比光电二极管的窗片，用乙醚擦洗。待窗片上溶剂挥发后，关上光电检测头组件2。

氘灯保养正确使用和保养氘灯可以延长其寿命。具体做法为：更换氘灯后，应将氘灯计数器清零，以便正确显示其使用的时间。如仪器开着，但一段时间内暂时不做分析．可将氘灯临时关闭以延长其使用寿命。每半年用甲醇清洁氘灯窗片一次，以免灰尘衰减光能量。注意：如果使用的波长较短，如为200～210 nm．则氘灯寿命比使用波长较长一些的要短。

仪器定期扫除灰尘仪器每3年应该清扫1次，以保证仪器的性能、减少仪器故障的发生。此项维护需要二人配合进行，将控制盒从仪器中取出，先用小刷子清扫仪器内部的灰尘，再让吸尘器立即吸走。尤其是位于氘灯下面的冷却风扇，积累的灰尘及污物较多，需要反复清扫。若沉积的灰尘中含有油污，则很难用小刷清洁干净．此时可以用蘸有乙醇的脱脂棉擦净2。

单色器内的清洁：拧下单色器顶部螺丝，打开单色器顶盖。用干燥氮气吹扫光栅及两面凹面镜。注意千万不可用擦镜纸擦光栅。如果发现单色器内凹面镜很脏．用氮气吹扫的方法都不能清洁干净。则可用中性洗涤剂进行清洗．然后用去离子水冲洗。如凹面镜上有大面积霉点出现．则只能更换新品。

单色器光栅马达机械驱动保养光栅马达机械驱动由马达、丝杆及导杆组成。仪器使用3年后，机械驱动部分润滑油干涸，其表面形成一层油污。使马达受力增大，严重的会造成马达驱动电路损坏。保养步骤：取出控制盒．取下单色器顶盖。用无水乙醇或丙酮将丝杆及导杆残存的油污清洗干净，待其干燥后，分别在丝杆及导杆滴上数滴轻质润滑油，反复转动马达，使润滑油均匀地分布在丝杆及导杆表面2。

优点紫外吸收检测器不仅灵敏度高、噪音低、线性范围宽、有较好的选择性，而且对环境温度、流动相组成变化和流速波动不太敏感，因此既可用于等度洗脱，也可用于梯度洗脱。紫外检测器对流速和温度均不敏感，可于制备色谱。由于灵敏高，因此即使是那些光吸收小、消光系数低的物质也可用UV检测器进行微量分析。

不足之处在于对紫外吸收差的化合物如不含不饱和键的烃类等灵敏度很低。

用途紫外检测器使用于大部分常见具有紫外吸收有机物质和部分无机物质。紫外检测器对占物质总数约80%的有紫外吸收的物质均可检测，既可测190--350 nm范围的光吸收变化，也可向可见光范围350---700 nm 延伸。

紫外检测器适用于有机分子具紫外或可见光吸收基团，有较强的紫外或可见光吸收能力的物质检测。一般当物质在200-400 nm 有紫外吸收时，考虑用紫外检测器。

发展情况紫外检测器的使用覆盖面达到HPLC检测器的75%，在各个领域得到了广泛的应用，特别是在药品、环保、生命科学、粮食科学、农业科学、食品科学、医疗卫生等领域，应用更加广泛。国际上生产HPLC的厂商很多，无一不带紫外检测器。中国也有10几家生产HPLC的企业。基本上都带紫外检测器。有的HPLC只有紫外检测器一种，而无其它类型的检测器。