紫外檢測器

紫外吸收檢測器簡稱紫外檢測器，是基於溶質分子吸收紫外光的原理設計的檢測器，其工作原理是Lambert-Beer定律，即當一束單色光透過流動池時，若流動相不吸收光，則吸收度A與吸光組分的濃度C和流動池的光徑長度L成正比。

基本介紹

• 中文名：紫外檢測器
• 外文名：ultraviolet  detector
• 英語簡稱：UVD
• 測量範圍：一般為0.0003-5.12AUFS
• 套用：檢測物質成分
• 優點：選擇性好

原理

物理上測得物質的透光率，然後取負對數得到吸收度。

大部分常見有機物質和部分無機物質都具有紫外或可見光吸收基團，因而有較強的紫外或可見光吸收能力，因此UVD既有較高的靈敏度，也有很廣泛的套用範圍，是液相色譜中套用最廣泛的檢測器。

為得到高的靈敏度，常選擇被測物質能產生最大吸收的波長作檢測波長，但為了選擇性或其它目的也可適當犧牲靈敏度而選擇吸收稍弱的波長，另外，應儘可能選擇在檢測波長下沒有背景吸收的流動相。

紫外檢測器的波長範圍是根據連續光源（氘燈）發出的光，通過狹縫、透鏡、光柵、反射鏡等光路組件形成單一波長的平行光束。通過光柵的調節可得到不同波長。波長範圍應該是根據光源來確定的，不同光源波長範圍也不一樣。

光波根據光的傳播頻率不一樣而劃分的。紫外的，常用為0.005---2.0（AUFS)。紫外光的範圍一般指200-400 nm。吸收度單位AU (absorbance unit) 是相當於多少伏的電壓，範圍的大小應該適中較好，實際工作中一般就需要1AU左右。

技術指標

波長範圍

定義：能保證使用時S/N≥2的長波到短波的區間叫波長範圍。它直接影響儀器的使用範圍。

測試方法：用Hg燈(GGQ80，去殼)的一、二級光譜測試；開機預熱30min後，從長波向短波掃描，找出S/N≥2的範圍即是波長範圍(根據國際上通用的S/N≥2的標準來判斷)。紫外區的波長下限也可以用As燈(193．7nm)來檢測(判斷根據也是S/N≥2)。

波長準確度

定義：實際測量波長的值(真值)與理論值的符合程度叫波長準確度。波長不準會直接影響分析誤差。

測試方法：用汞燈的253．7nm和氘燈的656．1nm測試，每燈各實測5次，用各次實際測試波長值與理論值之差中的最大值表示波長準確度。但數字前要加“±”符號(我國計量檢定規程)。也可對5次實際測量波長值取均值，用均值與理論值(汞燈的253．7nm和氘燈的656．1nm)之差來表示波長準確度(據美國NBS和ASTM標準判斷)。

波長重複性

定義：多次波長測量值中的最大值、最小值之差就叫波長重複性。它直接影響儀器的穩定性。

測試方法：用汞燈的253．7rim或氘燈的656．1rim測試[21；實測5次，其最大值和最小值之差即是波長重複性(據美國NBS和ASTM標準判斷)。

光譜頻寬

定義：單色儀出射狹縫譜面上單位長度上的光譜數叫光譜頻寬。

測試方法：用“譜線輪廓法測試，檢測氘燈的特徵線656.1nm(或汞燈的特徵線253.7nm、546.1nm)。每燈各實測3次，取均值即是(美國NBS標準)。

雜散光

定義：測量中不應該有光的地方有光叫雜散光(SL)。它是分析誤差的主要來源之一，會直接限制儀器的檢測上限。

測試方法：冷態開機預熱30min，SBW=2nm，用標準光源或標準片測試口；如：用He—Ne Laser(標準光源)，在632．8±5nm處測試。實測3次，取均值即是(法國JY標準)。用截止濾光片法，在220nm和340nm處測試。實測3次，取均值即是(中國GB標準，國際上均如此)。

光度範圍

定義：儀器能適用測量的範圍叫光度範圍。

測試方法：目前，國際上的HPLC紫外檢測器的光度範圍設計指標一般在0．005～3AUFS內。作者用XWT一204記錄儀1V檔測試，當儀器對數放大器的最後一級差分放大器的輸出為1V時，記錄儀滿度(100格)。儀器的有效光電信號應從0.005V至3.0V時，均可保證最後一級差分放大器的輸出為1V。即0.005～3.0V對應的吸光度為0.005至3．0Abs。要求從0.005至3.0Abs時，光度準確度都能保證在1%以內(即1±10mV)。如此測量3次，取均值即是HPLC的光度範圍。

光度準確度

定義：實際測量的光度值(真值)與理論值之差叫光度準確度。

測試方法：開機預熱30rain，用標準片測試(測試點根據標準片的標定值選定，一般選2點)。如：在270nm、293nm兩點處測試，標準片的T值或A值則根據標準片的標定值而定。如：標準片的標定值在293nm處為12.95%T(即0．888Abs)，在270nm處的標定值為8．5%T(即1.070 Abs)。用該標準片分別在293nm、270nm處實測，各測3次，將每點的3次實測值與標定值之差中最大者，作為該點的光度準確度。而後，以兩點中最差者，作為該台HPLC的光度準確度，但數字前要加“±”符號(美國NBS和ASTM標準或中國GB標準)。

光度重複性

定義：用上述方法測試，某點3次光度測量值中的最大值和最小值之差就叫該點的光度重複性(包羅線法)，兩點中最差者就是該台HPLC的光度重複性。一般為光度準確度值的一半。數字前不加“±”符號(美國NBS和ASTM標準或中國GB標準)。

測試方法：開機預熱30min，用標準片測試(測試點、標準片的標定值的確定方法同光度準確度。但只需選一點)；如：在270nm處測試，其T值或A值則根據標準片的標定值而定。如：標準片的標定值12.95%T或0.887Abs，用它實測3次，3次實測值中數值最大者減最小者即是光度重複性。

其他

包括噪聲、基線漂移、線性動態範圍等。

維修及保養

流通池維護

對於輕度污染的流通池．可以用流通池線上的方式清洗。對於重度污染的流通池，線上沖洗一般不會奏效。應該將流通池組件從儀器上拆下來清洗。

步驟如下：擰松位於樣品流通池上端的固定螺絲。取流通池組件，分別拆下進出口處的接頭；再擰下三顆固定窗片的螺絲後取下不鏽鋼片，就可將流通池的2片石英窗片取下來。注意別遺失窗片與流通池本體接觸部分的塑膠王密封圈。將窗片與流通池本體分別放入2個裝有甲醇的燒杯中，超聲清洗20min。如污染特別嚴重，可在更換甲醇後，繼續超聲20min：也可用脫脂棉蘸上甲醇清洗窗片。然後再超聲。清潔完畢後，控乾溶劑，放人80℃烘箱，待30 min後取出，冷卻至室溫後組裝。在組裝流通池組件時．須注意3個螺絲的鬆緊程度要以流通池通入流動相後，不漏液為原則：流通池上的3個螺絲必須交叉擰緊，否則容易造成漏液：若3個螺絲擰得過緊．會將石英窗片弄碎。

單色器出射狹縫出口窗清潔

抽出抽屜後，打開光電檢測頭，擰松位於樣品及參比池上端的螺絲。將樣品池及參比池取出。再將位於樣品池及參比池後的窗片取出。用乙醚分別擦洗窗片．待其溶劑揮發後即可還原。

光電檢測頭光電二極體窗片的清潔

抽出控制盒抽屜，將檢測頭打開後，可以觀察到樣品及參比光電二極體的窗片，用乙醚擦洗。待窗片上溶劑揮發後，關上光電檢測頭組件。

氘燈保養

正確使用和保養氘燈可以延長其壽命。具體做法為：更換氘燈後，應將氘燈計數器清零，以便正確顯示其使用的時間。如儀器開著，但一段時間內暫時不做分析．可將氘燈臨時關閉以延長其使用壽命。每半年用甲醇清潔氘燈窗片一次，以免灰塵衰減光能量。注意：如果使用的波長較短，如為200～210 nm．則氘燈壽命比使用波長較長一些的要短。

儀器定期掃除灰塵

儀器每3年應該清掃1次，以保證儀器的性能、減少儀器故障的發生。此項維護需要二人配合進行，將控制盒從儀器中取出，先用小刷子清掃儀器內部的灰塵，再讓吸塵器立即吸走。尤其是位於氘燈下面的冷卻風扇，積累的灰塵及污物較多，需要反覆清掃。若沉積的灰塵中含有油污，則很難用小刷清潔乾淨．此時可以用蘸有乙醇的脫脂棉擦淨。

單色器內的清潔：擰下單色器頂部螺絲，打開單色器頂蓋。用乾燥氮氣吹掃光柵及兩面凹面鏡。注意千萬不可用擦鏡紙擦光柵。如果發現單色器內凹面鏡很髒．用氮氣吹掃的方法都不能清潔乾淨。則可用中性洗滌劑進行清洗．然後用去離子水沖洗。如凹面鏡上有大面積霉點出現．則只能更換新品。

單色器光柵馬達機械驅動保養

光柵馬達機械驅動由馬達、絲桿及導桿組成。儀器使用3年後，機械驅動部分潤滑油乾涸，其表面形成一層油污。使馬達受力增大，嚴重的會造成馬達驅動電路損壞。保養步驟：取出控制盒．取下單色器頂蓋。用無水乙醇或丙酮將絲桿及導桿殘存的油污清洗乾淨，待其乾燥後，分別在絲桿及導桿滴上數滴輕質潤滑油，反覆轉動馬達，使潤滑油均勻地分布在絲桿及導桿表面。

優點

紫外吸收檢測器不僅靈敏度高、噪音低、線性範圍寬、有較好的選擇性，而且對環境溫度、流動相組成變化和流速波動不太敏感，因此既可用於等度洗脫，也可用於梯度洗脫。紫外檢測器對流速和溫度均不敏感，可於製備色譜。由於靈敏高，因此即使是那些光吸收小、消光係數低的物質也可用UV檢測器進行微量分析。

不足之處在於對紫外吸收差的化合物如不含不飽和鍵的烴類等靈敏度很低。

用途

紫外檢測器使用於大部分常見具有紫外吸收有機物質和部分無機物質。紫外檢測器對占物質總數約80%的有紫外吸收的物質均可檢測，既可測190--350 nm範圍的光吸收變化，也可向可見光範圍350---700 nm 延伸。

紫外檢測器適用於有機分子具紫外或可見光吸收基團，有較強的紫外或可見光吸收能力的物質檢測。一般當物質在200-400 nm 有紫外吸收時，考慮用紫外檢測器。

發展情況

紫外檢測器的使用覆蓋面達到HPLC檢測器的75%，在各個領域得到了廣泛的套用，特別是在藥品、環保、生命科學、糧食科學、農業科學、食品科學、醫療衛生等領域，套用更加廣泛。國際上生產HPLC的廠商很多，無一不帶紫外檢測器。中國也有10幾家生產HPLC的企業。基本上都帶紫外檢測器。有的HPLC只有紫外檢測器一種，而無其它類型的檢測器。