[发明专利]用于毛细管分离技术后的柱上检测的组合式荧光和吸收检测器

说明书

一种用于对毛细管液相色谱进行基于UV LED的吸收检测以便检测和定量液体中的化合物的系统和方法，其中简化的系统通过使用稳定的UV源消除对分束器和参比池的需要，并且减小功率需求，从而产生具有相对较低的检测极限的便携式且体积更小的系统。

背景技术

相关技术描述：分离化合物混合物的多种技术依赖于化合物通过通道或管(称为柱(column))移动，其中化合物以一系列条带出现在柱的末端。在从分离柱中出来时对条带中的化合物的检测和鉴定是成功分离技术中的关键步骤。

有效的检测方案不应降低分离柱中已经发生的分离。不幸的是，向分离柱添加流动池或其他附件(特别是对于具有毛细管尺寸的柱)通常降低分离。因此，更希望直接在分离柱上进行检测。

吸收分光光度法和荧光分光光度法是有效地用于凝相分离检测的两种光谱技术。吸收分光光度法的优势可以在于几乎所有分子都吸收，因此这种方法可以是将对大多数化合物做出反应的几乎通用检测器。

吸收检测器提供的信息是一种或多种光波长下的吸光度的量值。然而，吸收检测器的缺点是缺乏特异性和相对较差的灵敏度。

相反，荧光光谱法可以不如分光光度法通用，因为荧光量子产率在不同类别的化合物之间可以相差很大，并且某些化合物不发荧光。对于具有高量子产率的化合物，荧光光谱法可以异常灵敏，能够检测单个分子。

荧光检测器提供的信息与分光光度检测器提供的信息不同。荧光波长取决于分子结构，而信号量值取决于量子效率和浓度。

由于两种检测方式提供不同的信息，因此将两种方式组合可以大大增加可以鉴定的分子的特异性。过去，研究人员已经认识到并利用在单个检测器中结合荧光光谱法和分光光度法的价值。1975年描述了双模式检测器，并且在1999年报道了不同的方法。然而，这两种检测器都使用笨重的气体放电灯，并且都需要在分离柱的末端处添加。此外，这两种方法都不适合柱上检测，尤其不适用于毛细管柱分离。

可以修改现有技术的液相色谱(LC)系统以包括这两种类型的检测器。因此，检查LC吸收系统并确定可以如何将该系统修改为包括两个检测器可以很有用。

进行液相色谱(LC)以便分析液体溶液中化学物质的含量。图1是示出可以对其进行修改以用作本发明的一部分的现有技术系统的主要元件的图示。

在开始之前，应该理解，柱上检测可以指填充床(packed bed)材料何时在柱的末端之前终止，使得柱的最后部分实际上是空的。但是，在某些情况下，柱的填充床材料一直到柱的末端，并且必须添加毛细管以在毛细管部分进行检测。

因此，本发明的实施例应被认为将两种构造都包括在所有实施例的范围内，其中在柱的不包含填充床材料的区域中或在已添加到填充床材料末端处的柱的最末端的毛细管内进行柱上检测。

图1示出与毛细管液相色谱一起使用的具有低检测极限的基于LED的UV吸收检测器。在此系统中，LED输出波长可以随驱动电流和结温的变化而变化。因此，LED应该由恒定电流源驱动，并且应避免系统发热。

LED源的准单色性会导致系统中的杂散光，从而导致检测器非线性。通过在系统中采用滤光器，可以保护任何检测系统免受期望吸收带以外的任何LED光的影响。

对于毛细管柱，柱上毛细管检测可以是优选的，因为可以通过消除柱外带分散而获得较窄的峰宽，并保持峰分离度。检测器中的短期噪声可以确定检测极限，并且通常可以通过进行积分、平滑和/或使用低通RC滤波器来降低该噪声。

图1示出对检测器设计的进一步优化并且噪声水平的降低可以引起小直径毛细管柱的更好检测极限。图1中的系统的元件包括基于UV的LED 40、第一球形透镜42、可以调谐至LED 40光源的带通滤光器46、第二球形透镜48、可以包括剃须刀片的狭缝50、可以具有约150μm的内直径(ID)和约365μm的外直径的毛细管柱52，以及硅光电二极管检测器54。