DETEKTORY pro kapalinovou chromatografii Izolační a separační metody, 2018
Detektory v kapalinové chromatografii Typ detektoru Zkratka Měřená veličina Refraktometrický detektor RID index lomu Spektrofotometrický detektor UV/UV-VIS absorbance UV, VIS, IČ Detektor diodového pole DAD, PDA absorbance UV, VIS, IČ Fluorescenční detektor FLD UV záření - fluorescence (excitační, emisní) ELSD nemá český název ELSD absorbance UV, VIS, IČ Corona CAD Corona CAD náboj Elektrochemický detektor ECD vodivost, ox-red Hmotnostní detektor MS ionty, hodnota m/z 2
Refraktometrický detektor (RID) Refractive Index Detector = RID Popis: eluent z kolony Univerzální Méně citlivý Méně stabilní Pro isokratickou eluci zdroj světla detekce čistá mobilní fáze odpad Referenční cela protéká pouze m.f. Měrná cela ve stavu kdy obsahuje pouze m.f. Referenční cela protéká pouze m.f. Měrná cela ve stavu kdy obsahuje pouze m.f. + analyt 3
Spektrofotometrický detektor (UV/VIS) Ultraviolet = UV, Visible = VIS, v češtině viditelná oblast = VID Popis: Velmi rozšířené použití Není univerzální Velmi citlivý, méně selektivní UV charakteristická spektra pro určité skupiny VIS charakteristická absorpční maxima UV oblast 190-380 nm polynenasycené látky aromatické látky VIS oblast 380-780 nm barevné látky eluent z kolony odpad štěrbina zdroj viditelného světla hranol měřící fotodioda zdroj UV světla referenční fotodioda 4
Detektor diodového pole (DAD) Diode Array Detector = DAD, Photodiode Array Detectors = PDA Popis: Spektrální měření plně online 3D záznamy V praxi paralelní měření pro vybrané vlnové délky Ostatní stejné jako u UV/VIS achormatická čočka průtočná cela detektoru štěrbina hranol zdroj viditelného světla zdroj UV světla filtr diodové pole 5
Trojrozměrná záznam z DAD 6
Fluorescenční detektor (FLD) Fluorimetric Detector = FLD zdroj viditelného světla neboli fluorimetr excitace Průtoková cela (vzorek) Princip: proměnné excitační vlnové délky emise Fluorimetrické detektory jsou založeny na principu fluorescence a měření sekundárního záření (emisního), které látka vydá po absorpci primárního elektromagnetického záření (excitačního). fotonásobič Popis: Velmi citlivý a selektivní Charakteristická kombinace excitační a emisní vlnové délky 7
Evaporative Light Scattering Detector (ELSD) odpařovací detektor rozptylu světla výstup z chromatografické kolony uvolnění tlaku dusík nebulizér vyhřívaná trubice kapky vzorku nebulizace rozprášení kapaliny pomocí nebulizačního plynu (dusík) odpaření mobilní fáze Princip: Zmlžení eluentu inertním plynem, odpaření mobilní fáze a vytvoření částeček méně těkavého solutu, zmlžený eluent se solutem dopadá do evaporační komůrky ve které nesmí docházet k rozptýlení solutu, aby eluující píky byly ostré, v optické komůrce dojde k rozptylu světla na částečkách solutu a odezva fotodetektoru je přímo úměrná hmotě solutu procházející optickým paprskem. Laser zdroj světla detektce Detektor ELS je citlivý k použité mobilní fázi, použitá mobilní fáze významně ovlivňuje šum detektoru. výstup fotodetektor Mobilní fáze musí být těkavější než soluty, měly by se používat pokud možno takové pufry, které velmi snadno těkají (mravenčany, octany, amoniak) obdobně jako při detekci MS. 8
Evaporative Light Scattering Detector (ELSD) odpařovací detektor rozptylu světla výstup z chromatografické kolony uvolnění tlaku dusík nebulizér vyhřívaná trubice kapky vzorku nebulizace rozprášení kapaliny pomocí nebulizačního plynu (dusík) odpaření mobilní fáze Popis: Univerzální Méně citlivý Omezení pro nízké MW (od 100 výše) - nižší lineární rozsah než u UV detektoru + možno použít gradientovou eluci Laser zdroj světla výstup detekce fotodetektor (ELSD) především slouží k detekci látek, které ve své molekule neobsahují žádný chromofor nebo fluorofor. Jako příklad je možné uvést detekci fosfolipidů, mastných kyselin, makromolekul, sacharidů, aminokyselin aj. 9
Corona Charged Aerosol Detector (Corona CAD) výstup z chromatografické kolony zmlžovač (vytvoří se aerosol) elektrometr Princip: Pracuje na principu detekce kladně nabitých částic, které mají rozdílnou pohyblivost (hmotnost). vstup plynu (dusík) sušící trubice iontová past odvod velkých kapek do odpadu (odstranění mobilní fáze) kolizní komůrka Kladně nabité částice solutu proudí do kolektoru, kterému předávají svůj náboj za vzniku proudu, který se měří citlivým elektrometrem. Signál je přímo úměrný množství solutu. odstranění zbytků mobilní fáze Kladně nabitý nosný plyn se mísí (difuzí) s aerosolem a předává molekulám aerosolu Elektroda s vysokým napětím (koronový výboj corona detector) a vstup sekundárního nosného plynu (dusík), který se na hrotu nabíjí kladně svůj kladný náboj. Kladně nabitý aerosol je hnán přes "negativní iontovou past" (elektrické pole), ve které dojde k dostranění (filtraci) nadbytku kladně nabitých částic lehčího nosného plynu a mobilní fáze. 10
Corona Charged Aerosol Detector (Corona CAD) výstup z chromatografické kolony zmlžovač (vytvoří se aerosol) elektrometr Princip: Pracuje na principu detekce kladně nabitých částic, které mají rozdílnou pohyblivost (hmotnost). vstup plynu (dusík) sušící trubice iontová past odvod velkých kapek do odpadu (odstranění mobilní fáze) odstranění zbytků mobilní fáze Kladně nabité částice solutu proudí do kolektoru, kterému předávají svůj kolizní Popis: náboj za vzniku proudu, který se měří komůrka citlivým elektrometrem. Signál je přímo Univerzální úměrný množství solutu. Elektroda s vysokým Oproti napětím ELSD velmi citlivý Kladně nabitý nosný (koronový výboj Neselektivní plyn se mísí (difuzí) s corona detector) a vstup aerosolem a předává sekundárního Lineárně nosného plynu dynamický (dusík), rozsah který molekulám aerosolu se na hrotu nabíjí srovnatelný kladně s UV detekcí svůj kladný náboj. Kompatibilní s mobilními Kladně nabitý aerosol je hnán přes "negativní iontovou fázemi různého past" (elektrické složení pole), ve které dojde k dostranění (filtraci) nadbytku kladně nabitých částic lehčího nosného plynu a mobilní fáze. 11
Elektrochemický detektor (ECD) Použití pro detekci látek, které jsou schopné elektrochemické reakce: aromatické látky, aminy, fenoly, halogenované sloučeniny, nitrosloučeniny, peroxidy, thioly, ketony, aldehydy Princip: měří určitou elektrickou veličinu (elektrodový potenciál, proud, kapacita) vyvolanou průchodem látky průtokovou celou detektoru jako další proměnná veličina se zaznamenává čas měřený elektrický signál je úměrný látkovému množství detekované složky, sleduje závislost mezi elektrickou veličinou a koncentrací sledované látky referentní elektroda pomocná elektroda výstup z detektoru chromatografická kolona tok mobilní fáze a vstup do detektoru Popis: + univerzální, velký rozsah linearity, až 6 řádů - neselektivní, méně citlivý - velmi citlivý na změnu průtoku m.f. nebo teploty - v toku m.f. nesmí být přítomný kyslík - kovové ionty přítomné v systému musí být maskovány měrná elektroda průtočná cela, ve které probíhá měření 12