15.2.5检测器
检测器是高效液相色谱仪中的三大关键部件（高压输液泵、色谱柱、检测器）之一，主要用于监测经色谱柱分离后的组分浓度的变化，被称为色谱仪的“眼睛”，检测器的性能直接关系着定性定量分析结果的可靠性和准确性。一个理想的液相色谱检测器应具备以下特征：灵敏度高、对所有的溶质都有快速响应、响应对流动相流量和温度变化都不敏感、不引起柱外谱带扩展、线性范围宽、适用的范围广等，但没有一种检测器能完全具备这些特征。在高效液相色谱技术发展中，检测器至今仍是一个薄弱环节，它没有相当于气相色谱中使用的热导检测器和氢火焰离子化检测器那样既通用又灵敏的检测器。但近几年出现的蒸发光散射检测器（ELSD）有望成为高效液相色谱全新的、通用灵敏的质量检测器。
目前常用的检测器有紫外吸收检测器（UVD）、折光指数检测器（RID）、和荧光检测器（FD）。
15.2.5.1检测器的分类和响应特征
高效液相色谱仪的检测器很多，分类方法也很多。
（1）按照用途分类，可分为通用型和选择性两类。属于通用型的有示差折光（有时也称为折射指数，RI）、火焰离子化、电容等。它对大多数物质的响应相差不大几乎适用于所有物质。但它的灵敏度低，受温度影响波动大，使用时有一定局限性。属于选择性检测器的有紫外吸收、荧光、化学发光、安培、光导、极谱等。它们对被检测物质的响应有特异性，而对流动相则没有响应或响应很小，因此灵敏度很高，受操作条件变化和外界环境影响很小，可用作梯度淋洗。 （2）按测量性质分类，可分为浓度型和质量型。前者与溶质在溶液中的浓度有关，是总体性质的检测器。紫外吸收、示差折光、荧光等属于此类。后者与待测物的质量有关，氢火焰、库仑、同位素及质谱中的总离子流等属于质量型。按测量原理又可分为光学检测器和电学检测器，此外还有利用热学原理检测的吸附热检测器。
UVD、RID、FD三种检测器皆属于非破坏性检测器，样品流出检测器后可进行馏分收集，并可与其它检测器串联使用。对荧光检测器因测定中加入荧光试剂会对样品产生污染，当串联性用时应将它放在最后检测。
15.2.5.2紫外吸收检测器
紫外吸收检测器（u1traviolet absorption detector，UVD）是高效液相色谱仪中使用最广泛的一种检测器，几乎所有的高效液相色谱仪都配有紫外吸收检测器。它的灵敏度较高，线性范围宽，对流速和温度的变化不敏感，适用梯度洗
脱，属于溶质性质的检测器，只能用于检测能吸收紫外光的物质，溶剂要选用无紫外吸收特性的物质。
（1）工作原理 紫外检测器是吸收光谱分析类型的仪器，无论是何种设计方法，其工
作原理都是基于朗伯-比耳定律。对于给定的检测池，在固定的波长下（ε为定值），紫外检测器应输出一个与样品浓度（c）成正比的光吸收信号—吸光度（A）。而检测器光电元件的输出信号与透过率成正比，所以为了定量计算方便，在仪器采用对数放大器，将透过率转换成吸光度，使仪器输出信号与样品浓度成直线关系。因此紫外检测器属于浓度敏感型检测器。
（2）仪器结构 紫外检测器的基本结构与一般紫外可见分光光度计是相同的，均包括
光源、分光系统、样品池和检测系统四大部分。随高效液相色谱法的发展，紫外检测器也发展为多种类型，用于满足不同分析任务及各种紫外吸收物质检测的需求。紫外检测器按波长来分，有固定波长和可变波长两类。固定波长检测器又有单波长式和多波长式两种；可变波长检测器可以按照对可见光的检测与否分为紫外-可见分光检测器和紫外分光检测器，按波长扫描的不同又有不自动扫描、自动扫描和多波长快速扫描等。其中属于多波长快速扫描的光电二极管阵列检测器具有很多优点，是高效液相色谱最有发展前途的检测器。
① 固定波长紫外吸收检测器（fixed wavelength UV detctor）
顾名思义，是指光源发射不连续可调，只选择固定的单一光源波长作为检测波长。这种检测器结构简单，价格便宜，应用范围较宽，购买的液相色谱仪均配套有该检测器。由低压汞灯提供固定波长λ＝254nm（或λ＝280nm）的紫外光，其结构如图15.15所示。由低压汞灯发出的紫外光经入射石英棱镜准直、再经遮光板分为一对平行光束分别进入流通池的测量臂和参比臂。经流通池吸收后的出射光，经过遮光板、出射石英棱镜及紫外滤光片，只让254nm的紫外光被双光电池接收。双光电池检测的光强度经对数放大器转化成吸光度后，经放大器输送至记录仪。
图15.15 紫外光度检测器光路图
为减少死体积，流通池的体积很小，仅为5~l0μL，光路约5~10mm，结构常采用H形。此检测器结构紧凑、造价低、操作维修方便、灵敏度高，适于梯度洗脱。
② 可变波长紫外吸收检测器 是一种应用非常广泛的检测器，虽然固定波长检测器可以提供多种光源波长进行检测，但可变波长检测器的波长选择是任意可调的，因此与固定波长检测器相比，有以下优点：可以选择样品的最大吸收波长作为检测波长，提高检测灵敏度；可以选择样品有强吸收而干扰无吸收的波长进行分析，提高分析的选择性；可以选择在梯度洗脱时，流动相改变，而其吸光度不变的波长下进行检测，有利于梯度洗脱。
可变波长紫外吸收检测器，由于可选择的波长范围很大，既提高了检测器的选择性，又可选用组分的最灵敏吸收波长进行测定，从而提高了检测的灵敏度。它还有停流扫描功能，可绘出组分的光吸收谱图，以进行吸收波长的选择。
③ 光电二极管阵列检测器
图15.16 可变波长紫外吸收检测器光学系统图 1.氘灯 2.透镜 3.滤光片 4.狭缝 5.反射镜 6.光栅 7.分束器 8.参比光电二极管 9.流通池 10.样品光电二极管
光电二极管阵列检测器，又称光电二极管列阵检测器或光电二极管矩阵检测器，表示为PDA（photo-diode array）、PDAD（photo-diode array detector）或DAD（diode array detector）。此外，还有的商家称之为多通道快速紫外-可见光检测器（multichannel rapid scanning UV-VIS detector），三维检测器（three dimensional detector）等。光电二极管阵列检测器目前已在高效液
相色谱分析中大量使用，一般认为是液相色谱最有发展、最好的检测器（见图15.17）。
图15.17 二极管阵列检测器光路示意图
光学多通道检测技术不仅仅可以采用光电二极管阵列作为光电检测元件。硅光导摄像管是首先被应用到液相色谱阵列检测器的光电检测元件，但由于紫外响应弱，成本比光电二极管阵列高，响应慢等缺点而较少应用。电荷耦合阵列检测器（charge-coupied device array detector，CCD检测器）具有很多优异的性能，如光谱范围宽、量子效率高、暗电流小、噪声低、线性范围宽等。但CCD检测器的紫外响应弱，信号收率低，有碍它的进一步发展。其它的光电检测元件同样具有以上这些缺点，因此光电二极管成为目前最主要、最常用的光学多通道检测技术的光电检测元件。
15.2.5.3折光指数检测器
折光指数检测器（refractive index detector，RID）又称示差折光检测器（DRD），是1942年由Tiselius和Claesson首次提出的，是最早的在线液相色谱检测器之一和最早的液相色谱商品检测器。它是通过连续监测参比池和测量池中溶液的折射率之差来测定试样浓度的检测器。由于每种物质都具有与其他物质不相同的折射率，因而RID是一种通用型检测器。
溶液的折射率等于溶剂及其中所含各组分溶质的折射率与其各自的摩尔分数的乘积之和。当样品浓度低时，由样品在流动相中流经测量池时的折射率与纯流动相流经参比池时的折射率之差，指示出样品在流动相中的浓度。此类检测器一般不能于梯度洗脱，因为它对流动相组成的任何变化都有明显的响应，会干扰被测样品的监测。
示差折光检测器一般可按检测原理可分为反射式和偏转式两类。它们的共同特点是检测器响应信号反映了样品流通池和参比池之间的折射率之差。图15.18是偏转式示差折光检测器的光路图。
图15.18 偏转式示差折光检测器的光路图
15.2.5.4荧光检测器
荧光检测器（fluorescence detector，FD）是利用某些溶质在受紫外光激发后，能发射可见光（荧光）的性质来进行检测的。它是一种具有高灵敏度和高选择性的检测器，对不产生荧光的物质，可使其与荧光试剂反应，制成可发生荧光的衍生物再进行测定。
根据化合物发生荧光的条件和对化合物荧光强度检测的要求，荧光检测器包括以下基本部件：激发光源；选择激发波长用的单色器；流通池；选择发射波长用的单色器及用于检测发光强度的光电检测器。由光源发出的光，经激发光单色器后，得到所需要的激发光波长。激发光通过样品流通池，一部分光线被荧光物质吸收，荧光物质激发后，向四面八方发射荧光。为了消除入射光与散射光的影响，一般取与激发光成直角的方向测量荧光（直角光路）。荧光至发射光单色器分光后，单一波长的发射光由光电检测器接收。
荧光检测器的灵敏度比紫外吸收检测器高100倍，可用于梯度洗脱，当要对痕量组分进行选择性检测时，它是一种有力的检测工具。但它的线性范围较窄，不宜作为一般的检测器来使用。测定中不能使用可熄灭、抑制或吸收荧光的溶剂作流动相。对不能直接产生荧光的物质，要使用色谱柱后衍生技术，操作比较复杂。此检测器现已在生物化工、临床医学检验、食品检验、环境监测中获得广泛的应用。
15.2.5.6蒸发光散射检测器
在高效液相色谱分析中，人们一直希望能有一台像FID那样的通用型质量检测器，它能对各种物质均有响应，且响应因子基本一致，它的检测不依赖于样品分子中的官能团，且可用于梯度洗脱。目前最能接近满足这些要求的就是蒸发光散射检测器（Evaporative Light scattering Detector，ELSD）。
图15.19为蒸发光散射检测器工作原理示意图。色谱柱后流出物在通向检测器途中，被高速载气（N2）喷成雾状液滴。在受温度控制的蒸发漂移管中，流动相不断蒸发，溶质形成不挥发的微小颗粒，被载气载带通过检测系统。检测系统