盘点那些年我们用过的检测器(二) ——细说示差检测器

2023-07-04 12:45:05, 仪器事业部月旭科技（上海）股份有限公司

液相色谱检测器种类较多，如何选择合适的检测器？以及为什么这样选择？之前的推文中我们陆续盘点了UV、DAD、ELSD等检测器，今天再跟大家聊一聊示差检测器。

盘点那些年我们用过的液相检测器（一）

一、RI 示差折光检测器原理简介

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RID是一种偏转式或者斯涅尔式折射率检测器。斯涅尔定律指出，平行光束沿着一个大于零的入射角通过一个将两种具有不同折射率的介质分开的电介质界面时，其折射率将与两种介质的折射率差幅成函数关系。

二、示差检测器结构

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示差折光检测器结构示意图

1、钨灯 2、聚光透镜 3、狭缝 4、准直镜

5、狭缝 6、检测池 7、反光镜 8、零位玻璃

9、光敏接收元件

低功率、长寿命的钨灯发射出的光线经过准直透镜和狭缝后，通过参比池（参照池）和样品池（样本池），经平面镜反射回来后，再次通过光学单元，最后通过透镜聚焦到一对光传感二极管上（光传感器）。在测试期间，参比池和样品池中充满流动相。参比池随后与流路隔开，流动相仅流过样品池。如果两个池中介质的折射率没有差异，光线在通过它们时将不会发生折射。

1 光束

2 样本池

3 参照池

4 光轴（Ns>Nr）

5 光轴（Ns=Nr）

6（4）和（5）在光传感器处的间距

7 光传感器

Ns：样本池中流动相的折射率

Nr：参照池中流动相的折射率

光线照射到一对光电二极管上，其中每个光电二极管都将给出一个电信号。随后这些信号会被放大，从而测得两个信号之间的差异。如果是零折射，这些信号之间的差异应该为零伏。借助一个电控机械联动装置，用户可以通过光路中的折射透镜来优化光电二极管的零偏转输出。还可以通过额外电路轻松地将信号输出校正为电子零点。

1 光传感器A

2 光传感器B

3 光束

当流动相的折射率发生变化时，通过样品池和参比池之间界面的光将被折射，从而使一个光电二极管上的光强增大，另一个电二极管上的光强减小。这种差异产生具有振幅和极性的信号，此信号被放大后，可以驱动图表记录仪。

三、应用举例

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示差折光检测器是一种通用型检测器，只要被测组分与洗脱液的折光指数有差别就可使用。生命科学中常遇到各类糖类化合物，没有紫外吸收，一般常用示差折光检测器，她的通用性比UVD广，但灵敏度要低，对温度变化敏感，并与梯度洗脱不相容，因而限制了它的使用。

应用一：麦芽糖、果糖、葡萄糖、异麦芽糖、麦芽三糖

色谱条件

色谱柱：月旭Xtimate^® NH₂（4.6×300，5μm）。

流动相：乙腈:水=75：25；

检测器：RID；

柱温：30℃；

流速：1.0mL/min；

进样量：50μL。

色谱图

应用二：磷酸果糖二钠、蔗糖、葡萄糖、果糖

色谱条件

色谱柱：月旭Xtimate^® sugar-Ca（7.8×300mm，8μm）。

流动相：纯水；

检测器：RID；

温度：柱温75℃，检测器40℃；

流速：0.2mL/min；

进样量：10μL。

色谱图

四、示差检测器维护

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要想获得良好的实验结果，使用RID的三大法宝：

第一、脱气；

第二、平衡好流动相；

第三、保持恒温恒压。

在实际工作中我们会遇到很多典型的问题，接下来我们一起来分析一下这些问题如何破。

故障表现	可能原因	解决办法
基线不稳	检测池中有气泡	采用流量为1mL/min的完全脱气的流动相。重复开关冲洗键直到基线稳定。若流动相中含水，且在通入完全脱气的流动相一个多小时后基线仍不稳，则可通入一段甲醇。
阶段性噪音	1.泵的脉动过大 2.检测池中的气泡放大了泵的脉动	1.安装设备减轻脉动，如阻尼器或阻尼管。 2.采用流量为1mL/min的完全脱气的流动相。重复开关冲洗键直到基线稳定。若流动相中含水，且在通入脱气流动相一个多小时后基线仍不稳，则可通入一段甲醇。
不规则噪音	1.脱气不充分 2.检测池被污染 3.盐滞留在管路或检测池 4.色谱柱被污染	1.采用完全脱气的流动相。 2.采用15%硝酸溶液清洗，之后务必用纯水清洗。 3.打开冲洗键，泵入足量的能溶解此盐的流动相。 4.冲洗色谱柱或换一新柱。
检测池污染	1. 长菌 2. 污染性样品 3. 未及时清洁	1.用注射器往入口中注入5mL 清洗液(丙酮)。 2.用注射器往入口中注入5mL 去离子水。 3.用注射器往入口中注入5mL 硝酸溶液(15%)。 4.通过注入足量的去离子水，将硝酸溶液完全排出。 5.用流动相溶剂置换去离子水。

五、使用注意事项

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1、正确放置溶剂瓶和废液瓶。

要把溶剂瓶放在比示差监测器和溶剂泵还要高的位置，检测器出口留足够长的废液管通到下方的废液瓶，这样可以使样品池有一定背压，有利于检测信号的稳定。

2、循环使用流动相。

建议循环使用流动相。在没有进行分析时，打开循环阀，让流动相进行循环，这样泵就可以连续运行不必停止，一直到进行下一个分析。这样操作不仅可以节省流动相，而且检测器可以连续稳定的运行，随时进行样品分析。

3、示差折光检测器不能用做梯度洗脱。

由于介质的改变和压力的波动都会影响基线的稳定性，所以使用示差折光检测器时不能进行梯度洗脱。

4、保证检测器的温度恒定。

光学系统和流动相的温度对基线的稳定性影响很大。示差折光检测器可在比室温高5℃到55℃的范围内控温。建议将温度设为比室温高5℃，并确保柱温箱的温度与检测器保持一致。温度不宜过高，因为介质的折光指数随温度升高而降低，温度过高会使灵敏度降低。

5、不可让流通池承受过大的压力。

示差折光检测器流通池的反压约为1000psi，如果还要在系统里连接其他检测器。即示差折光检测器在流路系统里必须放在最后，以防压力增大时损坏流通池。

6、某些溶剂随长时间存放而改变会造成基线的漂移。

例如乙腈/水的混合物中乙腈的含量会降低，四氢呋喃会变成过氧化物，在吸湿性有机溶剂中的水量会增加，而保存在参比流通池中的溶剂如四氢呋喃会产生气体。因此，流动相最好做到临用现配或在有效期内使用。对于含有有机溶剂的流动相一般有效期3天，对于不含有机溶剂的流动相如纯盐或者纯水则根据室温情况，可临用现配或是配置好4℃冷藏，取用前先放置至室温。

7、避免流动相和特定的色谱柱反应。

某些流动相和特定的色谱柱反应，会产生长时间的噪声，例如乙腈/水流动相和氨丙基键合固定相在一起会出现这一现象。要判断长时间的噪声是否是由流动相/色谱柱的反应而产生，应该使用限流毛细管代替色谱柱，考查示差折光检测器的性能。

作者：赵桂芝

排版：赵林

审核：邵峰伟

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