這類檢測器絕對屬于檢測器中的獨門兵器,平時少有人用,僅限于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,這類兵刃罕見于江湖,不過一旦出手,必定奏效,檢測器中的熒光檢測器,電導(dǎo)檢測器等等就屬于這類偏門武器。
平時我們很難見到這些兵刃行走于江湖,但是當(dāng)它們出手的時候,必定是致命致勝的犀利招數(shù)。之所以說他們犀利,是因為他們對于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(yīng)用的行業(yè)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,只有遇到正好相克的對手,才能輕松取勝。這類兵刃中,比較有典型代表性的應(yīng)當(dāng)屬示差折光檢測器(RID)和熒光檢測器(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(shù)吧。
示差折光檢測器(RID)
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(xiàn)在武林的,是最早商品化的液相色譜檢測器,可是現(xiàn)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,完全是由于它自身的局限和特點,就像木棒,最早被人類用來當(dāng)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(xiàn),以及后來金屬冶煉技術(shù)的出現(xiàn),木棒就逐步退出了作為常用武器的行列,偶爾只能在街頭斗毆或者農(nóng)民起義的場景中發(fā)揮一些余熱。
RID的境遇也差不多,由于這類檢測器是檢測經(jīng)過流通池的液體的折光率的變化而產(chǎn)生響應(yīng)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后,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(jìn)行液相分析的樣品產(chǎn)生響應(yīng),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(dāng)之無愧的成為了風(fēng)靡一時的通用型檢測器。
這就是示差檢測器的基本原理,左邊杯子里的是純水,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么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(shù)進(jìn)步,大家對分析的要求越來越高,速度,靈敏度上都有了更嚴(yán)格的要求,RID的弱點就日益凸顯出來了:
靈敏度低:通常示差檢測器能分析的樣品濃度都是在幾個mg/mL以上的,這對于現(xiàn)在的分析要求來講,實在是差的太遠(yuǎn)了。
無法運行梯度方法:示差檢測器靠得是檢測流動相折射率的變化進(jìn)行檢測,如果流動相自己的折射率都一直在變化,示差就無法正常工作,梯度方法由于其中不同流動相的比例在不停變化,折射率也在不停變化,這就讓示差檢測器無法正常工作了。
也是由于這個原因,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(wěn)定之后,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,氣泡等等對于示差來講都是致命的。
加上新檢測的不斷涌現(xiàn),示差曾經(jīng)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,由于價格便宜,一些經(jīng)典的應(yīng)用分析大家還是會選擇示差,比如糖的分析(當(dāng)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,也在淡出江湖后給自己找了個適合的工作:體積排阻色譜的檢測器,這是一類用于分析大分子聚合的專門技術(shù),由于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(jìn)行分析,而江湖新秀ELSD由于線性響應(yīng)差的問題,經(jīng)常會造成測定結(jié)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(dāng)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(biāo)配”。
江湖新秀ELSD本來是為了做聚合物分析而產(chǎn)生的,后來確成了市場上的“通用設(shè)備”,而原本最通用的RID由于自身條件限制,只能在聚合物等一些很小的領(lǐng)域內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮余熱,這種角色和地位的轉(zhuǎn)變,真是令人感觸頗多啊…
熒光檢測器(FLD)
接下來的一個代表,是熒光檢測器(FLD),它的經(jīng)歷遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有示差檢測器那么曲折復(fù)雜令人唏噓,因為,它天生就是被設(shè)計用來測定具有熒光響應(yīng)的化合物的。
熒光是什么?是化合物吸收了紫外光能量之后從激發(fā)狀態(tài)變回基態(tài)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,之后用跑步的方式去減肥,那么吃的大餐就以出汗的方式被釋放掉了,熒光檢測器就是檢測這個家伙在跑步過程中到底出了多少汗——即釋放了多少強度的熒光的。
知道了這個過程,我們可以看看熒光檢測器的優(yōu)勢
專屬性:由于具有熒光響應(yīng)的物質(zhì)種類不多,所以,熒光檢測器的專屬性非常好,只對有熒光特性的物質(zhì)才產(chǎn)生響應(yīng),其他一概不管,極大程度的減小了干擾。通常,多環(huán)芳烴這種含有超大共軛體系的化合物都是具有熒光響應(yīng)的物質(zhì)。
看到這類能誘發(fā)密集恐懼癥的分子結(jié)構(gòu),熒光檢測器的用武之地就來了
靈敏度:熒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(xiàn)堪比質(zhì)譜檢測器,這是由于熒光檢測器是屬于發(fā)射光檢測器,不同于紫外這類吸收光型檢測器,由于不受到樣品溶液本身等因素的影響,即使有很微量的光發(fā)射出來,也可以很好的被檢測。
除了上面兩個最大的優(yōu)勢之外,熒光檢測器在線性,流動相兼容性(只要避免一些有熒光淬滅效應(yīng)的試劑就可以)以及采樣頻率上也都有不錯的表現(xiàn)。
那么大家要問,這么NB的檢測器,為啥只能混到第三梯度里當(dāng)個阿貓阿狗,主要的原因就在于,液相測定的應(yīng)用里有熒光響應(yīng)的東西,實在是太少了…連5%都占不到,算上大家為了利用熒光檢測器的優(yōu)勢將樣品衍生為有熒光響應(yīng)的物質(zhì),也大概勉強就能占到10%吧。
所以,熒光檢測器的招式雖然犀利無比,但是由于鉆入了牛角尖,它注定也只能做個江湖山的小配角了。
電化學(xué)和電導(dǎo)檢測器
最后,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(xué)和電導(dǎo)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(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢測的,這里面包括了極譜,庫倫和安培檢測器,利用了物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)中間的電能變化進(jìn)行檢測,最常見的是安培檢測器;后一種主要是利用了離子的電性進(jìn)行檢測,通常用做離子色譜法的專門檢測器。
比起上面提到的熒光檢測器,這類檢測器的招式就更加獨門了,只對能產(chǎn)生“電”特定的物質(zhì)才有響應(yīng),要不物質(zhì)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(xì)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,不比有熒光的化合物少,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。
至于優(yōu)勢,其實這類檢測器在靈敏度上的表現(xiàn)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(尤其在很多復(fù)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干擾,使它在性能上打上一些折扣。
到這里,關(guān)于液相色譜常見的檢測器就大概介紹完了,由于篇幅和時間的問題,很難對每種兵刃做更詳細(xì)的介紹和說明,希望以后可以對每種兵刃單獨成篇做詳細(xì)介紹。
另外,江湖復(fù)雜,有很多兵刃是我不了解甚至未曾見過的,對于這些獨特的兵刃,就需要大家在探索江湖的過程中慢慢的發(fā)現(xiàn)和了解了。
注:華南標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)-國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采購平臺