7.3. Блоки контроля температуры

Большинство разделений в ВЭЖХ осуществляется при температуре окружающей среды. Использование повышенных температур в изотермическом режиме анализа изменяет селективность разделения, способствует снижению вязкости растворителя, позволяет увеличить эффективность колонки. Для реализации режима контроля температуры возможно несколько подходов: термостатирование с циркуляцией и без циркуляции воздуха; жидкостное термостатирование колонки с циркуляцией теплоносителя от термостатируемого источника; пассивное термостатирование металлического блока или специального термостата, в котором расположены хроматографические колонки, непосредственный нагрев элюента. В современных жидкостных хроматографах температурный контроль полностью автоматизирован и осуществляется с помощью микропроцессора; обычный диапазон температур составляет от 35 до 99 ⁰С.

4. Детекторы

В ходе развития ЖХ было испытано более 20 типов детекторов для ЖХ. Основную массу предложенных детекторов можно разделить на оптические, электрические, электрохимические и детекторы для измерения радиоактивных веществ. В некоторых детекторах используют сразу несколько принципов детектирования, причем такие детекторы можно разделить на две группы: в первой ­– механическое совмещение нескольких разных или одинаковых типов детекторов в единой конструкции , во второй – регистрация различных физико-химических явлений в одной ячейке детектора. К первой группе детекторов можно отнести электрохимические детекторы (ЭХД) с двумя рабочими электродами, один из которых окислительный, а другой восстановительный. Типичными представителями второй группы являются кварцевый флуориметрический – фотоакустический - фотоионизационный детектор или ультрафиолетовый - электрохимический детектор.

7. 4.1. Оптические детекторы

Оптические детекторы можно разделить на следующие классы: абсорбционные, работающие в ультрафиолетовой области спектра (190 – 380 мм) – УФД; адсорбционные для видимой области спектра (380 – 800 мм) – ВИД; инфракрасные детекторы (800 – 5000 нм) – ИКД; рефрактометрические различных типов – РМД; эмиссионные, флуориметрические различных конструкций – ФМД; хемилюминесцентные – ХЛД.

Наиболее часто в жидкостной хроматографии применяют фотометрические детекторы, работа которых основана на измерении поглощения (абсорбции) света в ультрафиолетовой или видимой областях спектра. Это связано с тем, что большинство химических соединений имеют достаточно интенсивные полосы поглощения в диапазоне дли волн 200 - 800 нм. Наличие подходящих растворителей, прозрачных в этом диапазоне длин волн, делает фотометрические методы наиболее пригодными для градиентного элюирования.

Фотометрические детекторы имеют достаточно высокую чувствительность для поглощающих свет веществ, высокий линейный динамический диапазон (до 10⁵), малый рабочий объем ячеек ( 1 мкл), небольшое экстраколоночное расширенрие пиков и высокую воспроизводимость показаний. Они являются недеструктивными, относительно нечуствительными к колебаниям потока подвижной фазы и изменениям температуры, достаточно удобными в работе, обеспечивающими возможность выбора длин волн.

Чувствительность УФД может доходить до 0,001 е.о.п. на всю шкалу при 1 % шума. При такой высокой чувствительности могут быть зафиксированы малые количества ( до нескольких нг) слабо абсорбирующих УФ веществ. Широкая линейная область УФД позволяет анализировать как примеси, так и основные компоненты на одной хроматограмме.

Фотометрические детекторы, в свою очередь, подразделяют на детекторы с фиксированной длиной волны (УФД), детекторы со сменной с помощью фильтров длиной волны или фильтровые фотометры (ФУФД) и спектрофотометрические детекторы с детектированием в определенной области длин волн (СПФ).

Наиболее простые и дешевые УФД широко применяют в высокоэффективных жидкостных хроматографах, особенно в приборах, предназначенных для массовых анализов.

При применении ртутной лампы низкого давления, обладающей высокой стабильностью и долгим времен жизни (более 5000 ч), детектирование проводят на длине волны 254 нм, которой соответствует 90 % энергии излучения. На длине волны 254 нм высоким поглощением обладают многие органические соединения (ароматические, гетероциклические, кетоны и др.).

В УФД свет от источника излучения проходит через проточную ячейку, в которую из хроматографической колонки поступает поток элюента. Наиболее часто применят ячейки с длиной оптического пути 10 мм, диаметром светового канала 1 мм, рабочим объемом около 8 мкл. Такие ячейки подходят главным образом для аналитических колонок внутренним диаметром 4 - 6 мм, заполненных сорбентом с размерами частиц около 5 мкм. Рабочий объем ячейки является одним из важнейших ее параметров, так как, например, ячейка объемом 8 - 10 мкл может привести к размыванию пика на 30 -50 мкл и может оказаться непригодной для пиков шириной менее 100 мкл. Уменьшение объема ячейки может быть достигнуто двумя путями: уменьшением длины оптического пути и уменьшением диаметра канала ячейки. Последнее приводит к падению интенсивности проходящего через нее света и к увеличению шума. Оба эти эффекта снижают чувствительность детектирования.

Оптические детекторы с целью компенсации фона чаще всего имеют две ячейки: рабочую и сравнительную. Для двухканального детектирования используют следующие методы подключения сравнительных ячеек: статический, при заполнении сравнительной ячейки чистым растворителем; динамический, путем разделения потока от насоса на две части и пропускания одного из них через рабочую, а другого через сравнительную колонку и сравнительную ячейку.

На рис. 30 приведена принципиальная схема монохроматического УФД. УФ-свет с длиной волны 254 нм от ртутной лампы низкого давления 4 проходит через проточную ячейку 3, ограниченную кварцевыми окнами 2, и попадает на фотоприемник 1. Свет также проходит через нейтральный фильтр 5 на сравнительный фотоприемник 6. Сигналы с фотоприемников 1 и 6 поступают на логарифмический усилитель, который выдает дифференциальный сигнал в зависимости от концентрации пробы. Сигнал записывается регистратором и обсчитывается интегратором.

Рис. 30. Принципиальная схема монохроматического УФД: