56.Фотометрические детекторы

Подразделяют на: - детекторы с фиксированной длиной волны в диапазоне 190-380 нм (УДФ); - детекторы с дискретно изменяемой с помощью оптических фильтров длиной волны (фильтровые фотометры, ФУФД); - спектрофотометрические детекторы с плавно изменяемой длиной волны, предназначенные для регистрации поглощения в определенной области УФ-спектра (СПФ); - спектрофотометрические детекторы на фотодиодных линейках (спектрофотометрические детекторы на диодных матрицах, СПФ ДМ, или проще, ДМД).

Фотометры, наиболее дешевые и простые, применяются в ВЭЖХ для выполнения массовых анализов. Источником света является ртутная лампа низкого давления; детектирование проводится на длине волны 254 нм, которой соответствует 90% энергии излучения. Свет от источника излучения проходит через проточную ячейку, в которую из хроматографической колонки поступает поток элюента. Для аналитических колонок диаметром 4-6 мм, заполненных сорбентом с размером частиц 5-7 мкм, обычно применяются ячейки с длиной оптического пути 10 мм, диаметром светового канала около 1 мм и рабочим объемом 8 мкл.

Увеличение рабочего объема кюветы может привести к нежелательному размыванию хроматографических пиков.

Принципиальная оптическая схема фотометра 1 — фотоприемник; 2 — рабочая микрокювета; 3 — фильтр; 4 — ртутная лампа; 5 — микрокювета сравнения.

Фильтровой спектрофотометр с четырьмя интерференционными фильтрами 217, 254, 263 и 279 нм перекрывает область 200-300 нм. Рабочая длина волны (Л) выбирается как компромисс между свойствами анализируемых соединений и ПФ. Для данного вещества отношение высот хроматографических пиков при двух различных длинах волн есть величина постоянная. Изменение этого отношения указывает на то, что интересующий нас пик не соответствует индивидуальному веществу. В фильтровых спектрофотометрах применяют источники света, имеющие сплошной спектр.

Спектрофотометр с перестраиваемой длиной волны (например, СПФ) состоит из источника света, монохроматора и фотоприемника (рис. III.5). В качестве источника света используется дейтериевая лампа ДДС-30 с непрерывным спектром от 190 до 600 нм. Необходимую спектральную полосу выделяют с помощью либо дифракционных решеток, имеющих 1000-3 000 штрихов на 1 мм, либо интерференционных фильтров с заданной шириной спектральной полосы. Монохроматический пучок света поочередно проходит через рабочую и сравнительную проточные кюветы.

Одно из перспективных направлений в использовании фотометрических детекторов связано с применением фотодиодной линейки. Сканирование спектра требует в большинстве случаев остановки потока и занимает несколько секунд или даже минут в зависимости от диапазона длин волн. При использовании фотодиодной линейки проба сканируется каждые несколько миллисекунд, т. е. спектральная информация выдается практически постоянно.

Рис. III.5. Оптическая часть УФ-детектора с перестраиваемой длиной волны. 1 — рабочий фотодиод; 2 — проточная ячейка; 3 — фотодиод срав¬неия; 4 — дифракционная решетка; 5 — зеркало; 6 — оптический фильтр; 7 — дейтериевая лампа.

Непрерывное излучение от источника проходит через проточную рабочую ячейку и попадает на дифракционную решетку. Луч отклоняется и фокусируется на плоскости, где расположена фотодиодная линейка (рис. III.6). В таком детекторе интенсивность излучения в диапазоне длин волн 190-600 нм измеряется в течение 10 мс посредством фотодиодной матричной электроники. Каждый диод предназначен для измерения узкой полосы спектра. Спектральная информация выдается практически постоянно. Длина волны используется как третья координата измерения дополнительно к координатам времени и степени поглощения. Применяя детектор на диодной линейке, можно выбрать весь диапазон длин волн и за один хроматографический цикл анализа идентифицировать все соединения, поглощающие в этом диапазоне.

Рис. III.6. Оптическая часть детектора с фотодиодной линейкой [88]. 1 — дейтеривая лампа; 2 — линзы; 3 — заслонка; 4 — проточная ячейка; 5 —диодная матрица; 6 — дифракционная решетка.

Преимущество детекторов на фотодиодной линейке заключается также в их высокой селективности. Многие хроматографически неразделенные пики можно выделить количественно вычитанием стандартного сигнала из сигнала пробы.