Waters 2996二极管矩阵检测器

器测检阵矩管极二6 9 9 2 s r e t a W
概述
z
硬件简介
2996的特点
操作原理
z
方法开发时的考虑z
M a s s L y n x 控制
器测检A D P 6 9 9 2 s r e t a W
z
2996 二极管矩阵检测器指标 波长范围: 190 t o 800 n m 灯: 氘灯 二极管: 512 光谱分辨率: 1.2 n m 流动池:
标准配置: 10 m m 池长, 8 u L 体积
半制备池: 3 m m 池长, 2.5 u L 体积
微径池: 3 m m 池长, 2.5 u L 体积
惰性池: 10 m m 池长, 8 u L 体积
高压池: 10 m m 池长, 8 u L 体积
I E E E -488 接口: 通过M a s s L y n x 软件控制
z
2996 二极管矩阵检测器的开启过程
点灯, 指示灯点亮
诊断, 检查校准
状态灯点亮,处于准备状态
稳定1小时后可用于收集数据
2996 P D A 检测器的光
路
z
L a m p o p t i c s (灯光学部件): 将氘光源发出的光聚焦通过分光器到达流池.z
B e a m s p l i t t e r a n d r e f e r e n c e d i o d e (分光器和参比二极管): 将一部分光反射到参比二极管,它用于测量氘灯发出的光强度,检测器用此测量值保证灯能量输出是一个常数.z
F l o w c e l l a s s e m b l y (流动池): 是流路的一部分,多色光束通过流动池.z
S p e c t r o g r a p h i c m i r r o r a n d m a s k (光谱仪面镜和挡板):面镜将穿过流动池的光聚焦到位于光谱仪光学部件入口处的狭缝.面镜挡板确定聚焦于光谱仪面镜上的光束.z
A p e r t u r e (狭缝): 控制到达光电二极管的光强度和波长分辨率.狭缝宽度为50 u m .z
S h u t t e r a s s e m b l y (快门): 防止采样和校正期间以外的到达光电二极管的光进入.z
G r a t i n g (光栅): 将多色光分散成为谱带并将其聚焦到光电二极管矩阵的平面上.z
S e c o n d -o r d e r f i l t e r (二次滤波器): 降低二级反射的紫外光(低于350 n m ) 对观察的可见光(高于350 n m )强度的贡献.z
P h o t o d i o d e a r r a y (光电二极管矩阵): 线性排列的512个二极管矩阵. 二极管的宽度和间隔提供1.2n m 的单波长分辨率.
L a m p
S h u t t e r F l o w C e l l
S l i t
G r a t i n g
P h o t o d i o d e A r r a y
P h o t o d i o d e A r r a y O p t i c s
z
每个光电二极管作为一个保留固定量电荷的电容器. z
当光撞击光电二极管时它就会放电. 放电量取决于到达光电二极管的光量. z
光电二极管于是重新充电,充电所需的电量与在一定的时间间隔(由二极管曝光时间指定)内穿过流动池的光量成正比.z
每次进样都进行以下程序: 快门关闭, 阻挡到达光电二极管的光并记录暗电流, 即,没有光到达时光电二极管的能量损失. 打开快门, 核对仅有流动相时光电二极管的光能量并记录参比光谱. 由色谱柱分离出的样品进入流动池,会阻挡一部分到达光电二极管的光.被阻挡的光越多,吸光度越大. 吸光度可由下式计算: A = -l o g [(S n -D n )/(R n -D n )] 其中 S = 分析样品期间得到的信号 D = 暗电流测定期间得到的信号 R = 由参比光谱得到的信号 n = 二极管的数目
L a m p
S h u t t e r F l o w C e l l
S l i t
G r a t i n g
P h o t o d i o d e A r r a y
P h o t o d i o d e A r r a y O p t i c s
z 什么是曝光时间?
2996 对每个二极管再充电而且一次只读取一个二极管的
再充电电流. 读取两个单独二极管的时间间隔就是曝光时间. 2996连续读取全部二极管最少需要11毫秒. 曝光时间的范围是11 到500 毫秒. 下面是一个关于曝光时间怎样起作用的例子,假定曝光时间设定为50 毫秒:
对
1号二极管再充电并读取再充电电流. 对2号二极管再充电并读取再充电电流. 连续对其余全部二极管再充电并读取再充电电流. 这一序列需要11 毫秒. 检测器要等候39 毫秒(50-11) 然后再对1号二极管再充电并读取再充电电流.
L a m p
S h u t t e r F l o w C e l l
S l i t
G r a t i n g
P h o t o d i o d e A r r a y
P h o t o d i o d e A r r a y O p t i c s
z 如何设定曝光时间?
仪器方法中的自动曝光参数允许2996根据灯能量、氘光谱、流动相吸光率及所选的波长范围,计算再充电全部二极管所需的最佳曝光时间.曝光时间被调整到氘光谱在230 n m 处的最大值为满刻度量程的85 %. A u t o E x p o s u r e 可确保光电二极管不会由于感光过度而饱和,确保光电二极管在正常的,暗电流放电的范围之上运转.z 曝光时间和采样速率之间的关系是什么? 采样速率是报给M a s s L y n x 的每秒数据点的数目. 在采样速率间隔期间读取光电二极管的次数取决于曝光时间. 例如,若曝光时间是25毫秒而采样速率是1个点/秒,则每个数据点的读取次数为: 1000 m s e c /25 m s e c = 40, 这些读取被平均化并被报告为一个数据点.
分辨率
z
色谱分辨率z
二极管分辨率z
光学分辨率z
光谱分辨率
z
色谱分辨率: 色谱峰分离程度的一种量度.
z
二极管分辨率: 检测器的波长范围是190 到800 n m 而二极管矩阵中有512个二极管.因此, 610n m 除以512 大约等于1.2 n m /每个二极管.
z
光学分辨率: 狭缝宽度决定光学分辨率, 996的光学分辨率是1.2 n m . 光学分辨率影响光谱分辨率.
z
光谱分辨率:光谱分辨率是指在采集光谱数据时数据点之间的波长间隔(n m ), 2996的光谱分辨率最高是1.2 n m .
苯的紫外光谱
230.00250.00
270.00
n m
A b s o r b a n c
e
z 分辨率对于苯的紫外光谱的影响
上面的光谱是用3.6 n m 的分辨率收集的.
下面的光谱是用1.2 n m 的分辨率收集的.
注意光谱分辨率的差别, 即, 下面的光谱表现出的精
细结构.
概述
z
硬件简介
2996的特点
操作原理
z
方法开发时的考虑z
M a s s L y n x 控制
方法开发要考虑的因素
z
波长范围
190 t o 800 n m
z
采样速率
20, 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.1, 0.05, 0.017 光谱/秒
z
分辨率
1.2 t o 24.0 n m , 以1.2的倍数增加
B e e r ’s 定律
A b s o r b a n c e
C o n c e n t r a t i o n
21
I d e a l
A c t u a l
z U V /V i s 检测器的线性, B e e r ’s 定律
到达光电二极管的某个波长的光通量与通过流动池
的样品浓度的关系可用下式表达:A = εb c , 式中A = 吸光度, ε= 摩尔吸光系数, b = 光路长度及c = 摩尔浓度
B e e r ’s 定律仅仅适用于充分平衡的稀溶液.
在满足下述几个假设条件下它才成立: 样品的折射率为常数, 入射光为单色光,及没有杂散光到达检测元件. 由于样品浓度的增加, 会破坏B e e r ’s 定律所要求的化学和仪器条件,因而导致偏离线性.
B e e r ’s 定律
A c t u a l
C o n c e n t r a t i o n
I d e a l
A b s o r b a n c e
2
10
B a c k g r o u n d A b s o r b a n c e
10
z 背景吸收的影响
背景吸收降低线性曲线的工作范围.
大部分流动相是有吸收的.
改变背景吸收的程度取决于流动相的U V 截止波长
和用户所选择的监测波长.
流动相的吸光度
n m 200
240280A U
0.4
0.0
0.8
1.2
1.6
2.0
A c e t o n i t r i l e
M e t h a n o l 254 n m
1 A U
n m
200
240280
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
0.1% P h o s p h o r i c A c i d
1% A c e t i c A c i d 254 n m
1 A U
z 设定波长范围时需重点考虑以下几点
H P L C 级的水没有明显的紫外吸收.
H P L C 级的溶剂,如甲醇,乙腈有各自的紫外截止波长,
即,在某一特殊波长它们具有较强的紫外吸收. H P L C 用的缓冲盐也具有紫外截止波长. 最终流动相,例如40% 水和60% 甲醇具有某个截止波长 流动相是否新鲜配制和脱气好坏会产生差异! 对于一个化合物来说,观察到的光谱是该化合物的吸收和流动相的吸收在波长范围内的叠加.
在低波长处观察到的吸收可能会超出检测器的范围
U V 光谱
2
A b s o r b a n c e
W a v e l e n g t h 190
350
C o m p o u n d M o b i l e p h a s e
O b s e r v e d
概述
z
硬件简介
996的特点
操作原理
z
方法开发时的考虑z
M a s s L y n x 控制
访问I n l e t 编辑
器
检测器参数(1)
P D
A
z S t a r t
a n d E n d W a v e l e n g t h (起止波长): 欲监测的波长范围.z R e s o l u t i o n (分辨率): 设定光谱分辨率. 其范围是1.2 t o 24.0 n m ,以1.2 n m 的倍数递增z S a m p l i n g r a t e (采样速率): 每秒采集的光谱数目.通过下拉滚动框可选0, 0.016666,0.05, 0.1,0.25, 0.5, 1, 2, 5, 10 或20等值.z A u t o E x p o s u r e (自动曝光): 选此项则允许检测器自动设定灯能量和曝光时间.z I n t e r p o l a t e (插入): 选择此对话框以忽略氘灯在656 n m 的发射并插入一个值与相临的二极管构成排列. 仅当选用了A u t o E x p o s u r e 选项时才可应用此项.z E x p o s u r e T i m e (曝光时间):如果想设定不同的曝光时间须确定没有选中A u t o E x p o s u r e 对话框, 输入所需的时间(毫秒).z U s e P u m p S t o p T i m e (使用泵停止时间): 选中此对话框可设定用于L C 的运行时间.z S t o p T i m e (停止时间):如果想指定另外的采样停止时间,需确定没有选中U s e P u m P S t o p T i m e 对话框,输入P D A 停止采集数据的时间(分钟).z F i l t e r R e s p o n s e (滤波器响应): 确定过滤采集数据的响应时间. 范围为0 到3 秒. 缺省值为1.z N o t e :当你想得到M a s s L y n x 中所设定的P D A 采集分辨率,文件的大小将不会改变. M a s s L y n x 将填写n m 分辨率数值.
检测器参数(2)模拟输出通
道
z
O u t p u t M o d e (输出方式): 吸光度或比例输出两种z
F i l t e r T y p e (滤波器类型): H a m m i n g 或S i n g l e P o l e .z
F i l t e r R e s p o n s e (滤波器响应): 范围0 到5,缺省值为0.z
W a v e l e n g t h (波长):监测波长用吸光度输出,计数器用比例输出.z
R a t i o D e n o m i n a t o r W a v e l e n g t h (比例分母波长): 用于比例输出. 缺省值为254 n m .z
O f f s e t (偏置): 范围为-0.1 到1.0 A U ,缺省值为0.0 A U .z
B a n d w i d t h (带宽): 范围为1.2 t o 24.0 n m ,缺省值为2.4 n m .z
T h r e s h o l d (阈值): 用于R a t i o 输出, 当比例超过此设定值,输出为有效数据.其范围为-0.1 t o 2.0 A U ,缺省值为0.1 A U .
Q u e s t i o n s。