二极管阵列检测器

20世纪80年代出现的设备

二极管阵列检测器即光电二级阵列管检测器又称光电二极管列阵检测器或光电二极管矩阵检测器，表示为PDA（photo-diode array）、PDAD（photo-diode array detector）或（Diode array detector，DAD）是20世纪80年代出现的一种光学多通道检测器。在晶体硅上紧密排列一系列光电二极管，每一个二极管相当于一个单色器的出口狭缝，二极管越多分辨率越高，一般是一个二极管对应接受光谱上一个纳米谱带宽的单色光。此外，还有的商家称之为多通道快速紫外-可见光检测器（multichannel rapid scanning UV-VIS detector），三维检测器（three dimensional detector）等。光电二极管阵列检测器已在高效液相色谱分析中大量使用，一般认为是液相色谱最有发展、最好的检测器。

发展历史

光电二极管阵列检测器的开发是近10多年内高效液相色谱技术最重要的进步。1975 年Talmi首次报道了二极管阵列系统的使用，后来Yates、Kuwanan和Milano)(35等人对该项技术做了进一步发展。1982 年惠普公司推出世界上第一台商品化二极管阵列检测器HP 1040A（图4-3-14），是根据该公司开发的第一台光电二极管阵列分光光度计技术设计而成的。从此液相色谱分析获得许多重大发展，一次进样可得到更多的信息，数据处理更快，不仅可以克服普通紫外可见吸收检测器的缺点，而且还能获得色谱分离组分的三维光谱色谱图，为分析工作者提供十分丰富的定性定量信息。此后该种检测器又有一些新的改进，获得了更好的波长分辨率和更高的灵敏度。光学多通道检测技术不仅仅可以采用光电二极管阵列做为光电检测元件。硅光导摄像管是首先被应用到液相色谱阵列检测器的光电检测元件，但由于紫外响应弱，成本比光电二极管阵列高，响应慢等缺点而较少应用。电荷耦合阵列检测器（charge-coupied device array detector，CCD检测器）具有很多优异的性能：光谱范围宽、量子效率高、暗电流小、噪声低、线性范围宽等。但CCD检测器的紫外响应弱，信号收率低，有碍它的进一步发展。其它的光电检测元件同样具有以上这些缺点，因此光电二极管成为最主要、最常用的光学多通道检测技术的光电检测元件。

现有的光电二极管阵列检测器的制造商主要有：Beckman Instruments Inc（贝克曼仪器公司）、Dionex Corp（戴安公司）、Groton Technology Inc.、Hitachi Instruments Inc.、Hewlett-Packzrd Co.（惠普公司）、Perkin-Elmer Corp.（珀金-埃尔默公司）、Shimadzu Scientific Instruments Ins.（岛津公司）、Thermo Separation Products（热电公司）、Varian Znstruments（瓦里安公司）和Waters Corp.（沃特斯公司）。几乎所有的国外主要分析仪器制造商都开发了二极管阵列检测器。二极管阵列检测器的技术发展已比较成熟。

工作原理

复色光通过样品池被组分选择性吸收后再进入单色器，照射在二极管阵列装置上，使每个纳米波长的光强度转变为相应的电信号强度，即获得组分的吸收光谱，从而获得特定组分的结构信息，有助于未知组分或复杂组分的结构确定。

许多色谱工作站可将两张图谱绘在一张三维坐标图上而获得三维光谱一色谱图，也可进行峰纯度检查。以峰纯度数值说明某个色谱峰的纯度，数值越高，色谱峰为单峰的可能性越大；数值越低，色谱峰为重叠峰的可能性越大，用于指导色谱分离条件的摸索。随着化学计量学的发展，将色谱信息和相对应的光谱信息相结合，按一定的数学模型处理，能解决重叠峰的识别和定量难题。但DAD检测器的灵敏度比通常的UA检测器约低一个数量级。所以单纯用于含量测定或杂质检查时，还是采用UA检测器为好。

主要优点

用一组光电二极管同时检测透过样品的所有波长紫外光，而不是某一个或几个波长，和普通的紫外-可见分光检测器不同的是进入流动池的光不再是单色光。

它具有以下优点：

1、灵敏度高

2、噪音低

3、线性范围宽

4、对流速和温度的波动不灵敏，适用于梯度洗脱及制备色谱

5、可得任意波长的色谱图，极为方便

6、可得任意时间的光谱图，相当于与紫外联用

7、色谱峰纯度鉴定、光谱图检索等功能，可提供组分的定性信息

缺点

1、只能检测有紫外吸收的物质