高效液相色谱仪是食品、中/西药物、生化/保健产品、饮料、环保、石化等样品最重要的分析和检测仪器,几乎90%的技术指标都由检测器的好坏直接决定了整台液相色谱仪性能和质量的优劣,而紫外检测器又是液相色谱最广泛使用的检测器;然而,大量进入世界各国高等院校和科研检测机构由美、日产的PDA(或DAD)‘二极管阵列紫外检测器’也并非像不了解该产品实质的销售和使用者吹捧所谓‘世界精品’;首先,该产品也与绝大多数单个光敏二极管接收的产品一样,由于没有采用自动增益技术,就无法克服发光灯、单色分光元件(光栅G)和接收光敏二极管三个主器件客观存在其产生的光电信号随各个波长而不同,仪器是遵照中学物理学的‘比耳吸收定律’的理论:
吸收单位AU=LOG 样品检测池前入射光电信号/ 池后出射光电信号
由此产生了上述公式的分子项成为随选用波长不同而造成AU值变化不等,几乎99.9%的已产和在用该产品都是技术指标残缺不全,即只能看到一个波长的噪音和漂移(代表稳定性)技术指标,而其他几百个波长以吸收单位AU检验的技术指标就无法计测、标定和考核,成为‘指标残疾’的仪器;近年来,有企业和人员为了多塞进一些波长的技术指标,硬把实验室用的紫外分光光度计来校验液相色谱的紫外检测器,并采纳作为2011年新标准,然而分光光度计也无自动增益技术的低档产品居多,两者同样存在上述的弊病,关键是每个企业每种型号产品的光学结构,元器件有别,分子项和分母项的光电信号大多仪器无直接标定和显示,校验几百个波长以AU值表示的噪音和漂移技术指标将成为不可能或繁琐得困难重重,唯有自动增益技术的产品因控制分子项为恒定值,因此只要校验一个波长的AU值就能实现全波长所有波长噪音和漂移技术指标都正确无误。
‘二极管阵列紫外检测器’也存在上述的技术指标残缺不全的弊病以外,还比其他单个二极管接收的紫外检测器增添一个更致命的错误就是;几乎所有的该类产品无奈地去掉了样品检测池前应该有的单色分光机构,因而成为违背和滥用‘比耳吸收定律’理论的伪科学产品,参见经典图1,阵列光路图2;本文着重分析为什么是伪科学产品之前,首先要讲清楚是否有物证和为什么说是无奈?
1、伪科学产品物证:随采购该类产品一起所附的使用说明书中介绍与图2一致的证据(如来电可发邮件证实),以前展览会中,外国企业工作人员也不打自找地讲解到‘去掉样品检测池前的单色分光机构后的优特色’,此外,实际证实也不难,只要如此多的进口该类产品中,维护保养人员打开外箱壳就能看明真相。
2、为什么说是无奈之举:如果像经典正规的光路图1一样,不删除样品检测池前的分光机构的话,就存在此消彼长的问题:因样品检测池后的单色分光机构因要求样品检测池体积,都通用直径1毫米的出射光孔,为复盖阵列中500个以上的光敏二极管,就必须依靠样品池后的分光机构对光的再处理和距离的调节,还可替代和蒙骗成去掉样品检测池前所选择的波长;如果比经典多出一套单色分光机构,造成光路距离至少增长2倍多,而光电信号与距离的平方成反比,引起灵敏度和信噪比远比经典方法还差,就失去使用价值和意义,去掉池前是唯一办法。
我们可以从以下多个方面对去掉样品检测池前的单色分光机构的‘二极管阵列紫外检测器’证实是伪科学产品:
一是,违背和滥用‘比耳吸收定律’的理论:‘比耳吸收定律’公式是对样品检测池的入射光、出射光与样品三者关系,从经典图1和二极管阵列图2的比较两者是不同:A,两者的入射光不同:经典是分光后的单色光,阵列是去掉分光器的混合光。B,两者有样品时出射光也不同:经典的出射光是样品吸收的单色光在样品检测池出口处直接可照射接收的光敏二极管,而阵列是样品池出口需再分光器将光复盖几十上百个波长的光敏二极管,显然两者输出的光电信号相差悬殊,实验已证实:对同一样品并非只有单个波长有吸收而是很多波长都有吸收,至于二极管阵列样品检测池后的单色分光机构取于前述无奈之举的多个目的,显然不可能解决和符合与经典正确方法相一致的分析结果,难道也当作正确来宣扬和采纳吗?像重大的考试一样每道题只可能有一个正确答案。
二是,背离光学技术指标——已成为虚设:中学物理学的‘比耳吸收定律’是针对样品检测池的样品、入射光和出射光的光电信号三者关系的正确定律,那个时代也许还没有液相色谱仪能证实同一样品有几十上百波长对样品有不同程度吸收,但比二极管阵列早几十年的大量分光光度计和液相色谱仪紫外检测器都自觉地遵循单色光入射样品检测池吸收后出射光直接可接收的即简单又正确无疑的经典方法,然而二极管阵列对样品的吸收是各种波长的混合光,造成光学技术指标:如波长准确性、波长重复性等对全波长的样品吸收来说是背离所写的指标而实际被抛弃,成为虚设的空文。
三是,不真实的高灵敏度和定性的干扰杂质峰:发光灯发出的混合光不经单色分光器直接入射进入样品检测池,大量实验已证实:对同一样品几十上百波长的光都有不同程度的吸收,很明显如此多波长的光吸收所产生的非工作波长假的光电信号远大于经典的单波长光吸收产生的真实光电信号,产生假的高灵敏的样品谱峰结果,误把大量非工作波长叠加的假信号当作高灵敏度,另外,时常发生样品或流动相中的微量杂质由于其他波长的吸收也产生主样品不同的未知杂质峰,仪器使用工作者也把这些都成为吹捧为‘世界精品’的依据,正像吃了兴奋剂的奥运会的冠军成绩能被容忍吗?
很多人迷惑不解的是样品检测池中产生了大量不真实的吸收光电假信号,但经过样品检测池后面的单色分光器可去掉其他波长而没影响啊?其实仔细一想回答也不难:大量吸收光电假信号已是在样品检测池中工作波长时产生,样品池后面去掉的是波长而并非是已产生的信号变化量,即使在样品池后消除其他波长,但巨大的光电信号变化量随同工作波长一起不可能消除,相当于其他波长被未知杂质吸收也不因样品检测池后波长的消除而同样能出杂质峰。
四是,定量分析不准确:‘比耳吸收定律’取对数是因公式的样品浓度C在指数项,为便于定量分析取对数后就直接与样品浓度成线性关系:吸收单位AU=KxC(K为样品吸收系数)通过样品的浓度对光电信号(或AU)线性关系的校正曲线进行定量,图3所示,很明显经典吸收系数K1,而二极管阵列为K1+K2+。。。Kn,两者校正曲线的斜率不同,定量误差大,而且阵列的吸收系数大,也证实前述3的高灵敏的欺骗性。
五是,无法直接计测噪音和漂移的技术指标:由于不采用自动增益技术,比耳定律的分子项各波长不同,吸收单位AU也各波长不等,因此谱图的纵坐标只能是电压值,无法以AU直接算出噪音和漂移值。
目前,鲁创分析仪器有限公司生产的高效液相色谱仪采用紫外自动增益检测器专利技术,克服现有该产品中的所有技术难点,已成为能做到全波长范围技术指标完整无缺,灵敏度高,噪音和漂移小的创新优质产品。