[发明专利]一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器及校准方法

说明书

本发明涉及液相色谱系统的检测技术，具体的说是一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器及校准方法，本发明通过内置波长校准装置以及利用控制电路对镜片切换机构与动态可变狭缝装置的自动化控制，解决了二极管阵列检测器检测结果准确度低，且自动化程度低的问题，实现了光谱数据自动校准，提高了所测得结果的准确度。

技术领域

本发明涉及液相色谱系统的检测技术，具体的说是一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器及校准方法。

背景技术

对于液相色谱分析来说，绝大多数被测物质具有紫外吸收，因而基于朗伯比尔定律的光吸收型紫外检测器是液相色谱系统应用最广的选择性检测器之一。从光路结构上看，根据分光装置与样品池相对位置的不同，这类检测器又可分为紫外可见检测器和二极管阵列检测器。前者先对复合光进行分光，由单色光照射样品，得到样品某波长下的吸光度信息，后者是用复合光照射样品，将透射光进行分光，得到样品在全部分光波长范围内的吸光度信息。由于二极管阵列检测器能够在分析过程中实时获得样品全波段范围内的光谱图，因此定性能力显著优于紫外可见检测器，在生物样品、中草药等复杂样品的分析中具有广泛应用，并且能够区分假阳性现象。

光通量、分辨率、波长准确性等是影响二极管阵列检测器性能的因素。其中，光通量影响仪器的灵敏度，间接影响仪器的噪声水平；分辨率影响光谱的成像质量，与波长准确性共同影响了仪器使用过程中定性定量的准确性。对这些因素进行优化能够显著提高仪器的性能指标，也是二极管阵列检测器不断发展的方向。

光通量、分辨率以及波长准确性与光路系统的设计及安装调试有直接关系。

通常情况下，光路设计中的像色差越小，光通量越高。为了减小像色差，一些技术中使用多镜片组合成的透镜组作为光路中的聚焦装置。理论计算表明，优化后透镜组的像色差较小，但设计难度与加工成本较高。为了实现具有所设计光学指标的二极管阵列检测器，除了要选用参数匹配的凹面平场光栅以外，对凹面平场光栅的安装调试也是影响光通量和分辨率的重要过程。现有镜片安装调试装置往往只有一到两个自由度可供调整，且精度不高。波长准确性实质上就是波长与阵列编号对应关系的准确性，波长校准的一种现有技术是将光源替换为汞灯再对波长进行校准，校准后再替换为工作光源。这种校准方式利用了汞灯作为线性光源的多个尖锐特征峰，但由于光源需要更换，且更换过程中会造成光线的微小偏移，会影响成像质量甚至是成像的位置，进而影响波长校准的准确性。另一种技术是直接使用工作光源，即氘灯进行波长校准，尽管这种方式会避免光源更换带来的光线偏移，但由于氘灯特征峰较少，校准的准确性不高。狭缝的尺寸能够同时影响光通量和分辨率，理论上，狭缝宽度越小，分辨率越高，波长校准的准确性也越高，但光通量越低。出于成本考虑，商品化仪器的狭缝均为对分辨率和光通量进行权衡后，选用的单一尺寸狭缝，不易更换。样品池内流体的温度变化会导致池内非平行光线折光效应的改变，而折光的变化会影响后光路的聚焦情况，使实际光路条件与理论设计情况不符，引起波长偏差。

中国专利文献CN1160569C公开了一种全封闭式二极管阵列检测器及其控制方法，该设备包括光路部分和电路部分；所述光路部分中氘灯与聚焦透镜组集合，凹面全息光栅与光电二极管阵列集合，其间以光纤连接，使整个光路部分成为整体；电路部分包括信号采集电路、控制电路及计算机接口电路；这种全封闭式整体结构可保证系统的稳定性，增强系统的抗干扰能力。通过透镜组数的减少，提升光谱分辨率、信噪比和灵敏度。但该设备不存在自动校准校准机构及过程，且需要人为更换透镜，存在人为误差，因此仪器测得的波长结果准确度低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器及校准方法，本发明通过内置波长校准装置以及利用控制电路对镜片切换机构与动态可变狭缝装置的自动化控制，解决了二极管阵列检测器测得的波长结果准确度低，且自动化程度低的问题，实现了波长自动校准过程，提高了所测得波长结果的准确度。