2026.01.11
液相層析儀(HPLC)主要檢測器淺談
液相層析系統的核心概念,筆者認為可以先理解成兩個大方向。
a. 先透過層析管柱把混合物中的不同成分分開。
b. 再利用檢測器把原本看不見的化學訊號轉換成可以量化的分析數據。
樣品會在高壓輸液幫浦的推送下,跟著移動相一起進入分析管柱。
不同成分與固定相(Column)以及移動相(Eluent/Mobile phase)的交互作用並不相同,因此在管柱中的滯留時間(RT)會有所差異。
也正因如此,各成分會依序被分離並沖提出來。
當各成分完成沖提後,會進入檢測器,檢測器再把訊號轉換成電訊號,交由數據分析軟體進一步處理,最後形成層析圖。
液相層析系統(HPLC)主要組成如下
• 除氣裝置(degasser) -可以減少氣泡造成的影響,讓基線與系統壓力維持穩定。
• 高壓幫浦(pump) -負責穩定輸送流動相並可設定不同流速與混合比例(梯度)。
• 進樣系統(Injector) -通常採用自動進樣器或手動進樣(六向閥)。
• 管柱恆溫箱(Column oven) -用來維持設定溫度,對系統穩定性與分離度都有幫助。
• 層析柱常見的填料有 矽膠或高分子材料。
• 檢測器(Detector) -負責把濃度變化轉換成電訊號,再傳送到軟體。
• 數據分析軟體(Software) -則用於資料擷取、積分計算,以及定性與定量分析。
常用 HPLC Detectors:
一、紫外/可見光檢測器(UV / Vis)
UV / Vis 是目前應用最廣的液相層析檢測器之一,其原理建立在比爾定律(Beer's law)上。
特點
• 具有高靈敏度,線性範圍也相當廣。
• 等度與梯度分析條件皆可使用。
使用條件
• 分析物本身需要具有紫外或可見光吸收。
• 流動相在選定的量測波長下,吸收值需要夠低。
二、光電二極體陣列檢測器(DAD / PDA)
DAD / PDA 可以同時量測多個波長,並進一步取得完整的吸收光譜(3D Spectrum)。
優勢
• 除了定量分析,也能協助進行定性分析。
• 可以用來評估純度,也能協助判斷是否存在同分異構物。
因此,DAD / PDA 廣泛應用在藥物研發與分析方法建立。
三、示差折光檢測器(RI)
RI 是一種通用型檢測器,主要利用溶液之間的折光率差異來進行偵測。
優點
• 幾乎所有化合物都能產生回應。
限制
• 對溫度與流動相的變化非常敏感。
• 不適合搭配梯度分析條件。
RI 常見於醣類與高分子分析。
四、螢光檢測器(FLD)
螢光檢測器是利用待測物受到激發後會產生螢光的特性來進行偵測。
特色
• 靈敏度非常高。
• 特定成分選擇性好,背景干擾也相對較低。
限制
• 僅能針對特定成分,樣品獨特性高。
這類檢測器常用於螢光標記的蛋白質、核酸,以及微量分析。
五、導電度檢測器(Conductivity detector)
導電度檢測器主要針對離子型化合物進行偵測。
應用
• 無機陰離子與陽離子。
• 有機酸與胺類。
• 水質分析。
六、蒸發光散射檢測器(ELSD)
ELSD 屬於質量型通用檢測器,不需要依賴化合物本身的光學吸收特性。
七、電霧式檢測器(CAD)
CAD 屬於近十幾年間受到關注的通用型檢測器,常見於食品添加物、醣類、脂質與複雜基質的分析。
適合分析
• 醣類; 脂質。
• 天然物,中草藥。
• 食品添加物。
• 界面活性劑。
• 沒有紫外吸收的化合物。
八、質譜檢測器(LC–MS)
LC–MS 結合液相層析的分離能力,以及質譜所提供的高靈敏度鑑定能力。
可提供資訊
• 分子量。
• 結構碎片。
• 同時進行定性與定量。
總結
筆者認為,真正理解不同檢測器的原理,再依照分析需求做選擇,才是液相層析能否順利進行的關鍵。
而要選擇哪一種檢測器,還是要回到樣品特性、分析目的以及所需要的靈敏度來判斷。
• 如果重點是品質管理,可以考慮 UV、DAD。
• 如果分析物沒有 UV 吸收,可以考慮 RID、CAD。
• 如果主要進行離子分析,選擇導電度檢測器。
• 如果需要較高靈敏度,可以考慮螢光、質譜。