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从仪器学理论看HPLC整机的主要性能技术指标(二)

发布时间:2018-07-02 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:872

3.最小检测浓度、最小检测量

(1)最小检测浓度是指HPLC仪器能够检测的最小浓度,单位为g/mL。从仪器学理论的物理概念来讲,最小检测浓度与仪器的噪声(信号S是噪声N的2倍,即S/N≥2)和仪器传感器(光学类分析仪器指光接收器)的响应(又可以叫灵敏度)有关。最小检测浓度可以表征仪器的检测能力。也就是说,在指定条件下,仪器的噪声越小,最小检测浓度越好(低);仪器传感器的灵敏度越高,最小检测浓度越好(低)。

(2)最小检测量是指HPLC仪器能检测的最小量(也有科技工作者叫检测限),单位为g。与最小检测浓度一样,它与仪器传感器(光接收器)的响应有关,也与仪器的噪声有关。

4.测量限和检测限

很多科技工作者对测量限和检测限混为一谈,从仪器学角度讲,其实这里有本质区别。

测量限是指在某一条件下,仪器能测出的量值。它取决于仪器传感器的响应,在一定条件下,它与仪器的噪声无关。用仪器学理论解释,就是仪器传感器的响应(灵敏度)越高,测量限就越好(小)。如果仪器的噪声大到与信号相等或大于信号时,测量限将受到噪声的限制。

检测限是指仪器的最大检测能力大小,它既与仪器传感器的响应有关,又与仪器的噪声有关。检测限与测量限的区别,可以用图4-2说明。

图4-2 测量限和检测限的区别示意图

含有30mg/L Sn和Hg溶液的吸收测定结果:二者的测定限相等,都是30ppm。但是检量限不等,Sn的检出限为2N=20ppm;Hg的检出限为2N=2ppm。主要取决于仪器的N!

5.HPLC紫外检测器的量程问题

任何光学类分析仪器都应该有量程问题。HPLC仪器紫外检测器的量程一般用AUFS表示。我们知道,HPLC器紫外检测器的灵敏度,除用检测器对物质的响百分吸收应值来表示外,还可以用检测器对所测试物质的物理参数变化量表示,即用在一定的噪声下,能使记录仪达到满度时,所对应的物理量的变化值表示。常用的表示方法为AUFS(absorbance unit full scale)或AU/FS。20世纪80年代以前,也有很多人用OD(光密度)这个概念,即用ODFS来表示紫外检测器的量程。但是,从仪器学理论来讲,光密度的概念太含糊,它不能表达物质对光的吸收的物理意义,所以目前国际上已经废除“OD”概念,不能再使用“ODFS”了。给出AUFS的优点,在于它与样品的性质无关,便于比较同一类型检测器的性能优劣。但是这种表示方法对使用者来说不大直观、不大方便,因为使用者希望用浓度表示。

目前,国际上的HPLC仪器的量程范围一般为0.005~2.5AUFS。少数优质仪器的下限为0.001AUFS。至于有些仪器给出0.001~3.0AUFS的量程。这里应该说是有水分的,因为紫外检测器的杂散光一般都比较大,而杂散光是HPLC仪器主要分析误差的来源,它主要限制被分析样品浓度(吸光度)的上限。所以,紫外检测器给出0.001~3.0AUFS的量程是不大准确的。

目前,国内外很多HPLC仪器紫外检测器的生产厂商不给仪器的量程,这是不妥的。因为不给量程范围就意味着不知道检测器的灵敏度(下限),不知道多少吸光度时仪器能达到满度。当然,目前有很多HPLC仪器紫外检测器的生产厂商,给出了仪器对某一物质的最小检测浓度或最小检测量,这在某种程度上也可以反映仪器的灵敏度,并且对使用者来说,比较方便、比较直观。但是,这种表示方法只是对某一物质而言,特别是会带来配样误差、容易低估仪器噪声的影响,因此从仪器学理论的角度来看,也是不科学的。

还有很多国外厂商,在向用户介绍他们的HPLC时,为了说明他们产品的性能,他们对某些样品使用仪器的最大量程测试,并且样品很浓。结果色谱图非常“漂亮”,基线笔直,没有任何毛刺,使得不大懂仪器学的用户感到仪器很好。其实不然,如果改用最小量程、低浓度(2倍检测限或2倍噪声)测试,其色谱图上出现的结果就会完全相反;基线不一定笔直,峰高也会变矮,并且毛刺会很多,色谱图就不一定“漂亮”了。但是这样能反映HPLC仪器的真实情况。

6.HPLC中的专业名词术语

任何科学在它的领域里都有其固有(特定、约定)的专业名词术语及其物理概念;同样,任何科学仪器,也有它的固有(特定、约定)的专业名词术语及其物理概念。特别是在各类HPLC仪器中,每一个专业名词,都有其明确的物理意义,不能随便生造。例如,“吸光度”这个专业名词,是指物质对光的吸收程度,是根据朗伯-比尔定律的原理(概念)得到的,吸光度A=-logT。T是指的透过率。但是,过去很长时间里,很多科技工作者不能从仪器学的理论角度理解这个专业名词,有人把“吸光度”叫“消光度”,有人叫“光密度”。后来,国际上从事光吸收研究的科学家认为,“消光度”“光密度”都不能反映出物质对光的吸收的真实物理概念,所以,大家一致约定将“消光度”“光密度”这两个专业名词术语废除,而改为“吸光度”。但是,时至今日,还有很多设计、使用HPLC仪器的科技工作者,由于不了解仪器学,他们在设计、使用有关的HPLC仪器时,还在用“消光度”“光密度”这些名词。还有些设计者喜欢自己生造一些名词。例如,有的从事HPLC仪器设计的科技工作者在设计工作中,对从光电转换元件输出的光电流进行放大的电流放大器(又称I/V变换器),称之为“阻抗放大器”。我们说,各类HPLC仪器,不管它多么复杂或多么简单,都属于集光(学)、机(机械学)、电(电子学)、计算机等四位一体的技术密集的高科技产品。其中,从光电转换元件输出的光电流进行放大的电流放大器(又称I/V变换器)属于电子学范畴。既然如此,就应该用电子学的专业名词(术语)来描述它。而在电子学中,放大器只是分为电流放大器(又称I/V变换器)、电压放大器、积分放大器、微分放大器等;或者分为直流放大器、交流放大器、锁定放大器(又称Lock-in)、多点积分平均器(又称Box-ear)等,没有“阻抗放大器”一说。因此,我们不能或不应该把电流放大器说成“阻抗放大器”。又如,在HPLC仪器中,目前国际上的广大科技工作者,都将HPLC高压泵分为恒流泵(如螺旋注射泵、往复柱塞泵)和恒压泵(隔膜泵和气动放大泵)。在流动相洗脱时,因为有时要用几个泵实现梯度淋洗,所以大家就约定称“梯度洗脱”。有时只用一只恒流泵,就应该是单泵恒流洗脱。但是,有的科技工作者就造出一个新名词,把一只高压恒流泵洗脱说成“等度洗脱”。并且,造词者还认为“等度洗脱”也是有根据的,它是对梯度洗脱而言的。如此等等,都是偏离仪器学理论,或不了解仪器学理论,自己生造专业名词术语的表现。这些现象,在分析仪器、科学仪器领域应该都是不允许的。但是,由于广大科技工作者的习惯性称呼,特别是计量部门的习惯性称呼,这些生造的术语,几乎又成了“法规”。这些问题值得广大科技工作者引起注意。

相关链接:从仪器学理论看HPLC整机的主要性能技术指标(一)

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