液相色谱紫外-可见光检测器与光电二极管阵列检测器在饮料中合成着色剂测定中应用对比

卢添泉

（佛山市南海区质量技术监督检测所，广东 佛山 528200）

高效液相色谱仪已经是一种应用范围极广泛的分析仪器，尤其对于食品中常用添加剂的检测，更具有举足轻重的地位。液相色谱应用最广泛的检测器是紫外-可见光检测器（UV-VIS），又称紫外可见吸收检测器、紫外吸收检测器（UV）、紫外光度检测器、或直接称紫外检测器。几乎所有液相色谱仪都配置了这种检测器。它不仅有较好的选择性和较高的灵敏度，而且对环境温度、流动相组成变化和流速波动不太敏感，因此既可用于等度洗脱，也可用于梯度洗脱。其原理基于Lambert-Beer定律，即被测组分对紫外光或可见光具有吸收，且吸收强度与组分浓度成正比。很多有机分子都具紫外或可见光吸收基团，有较强的紫外或可见光吸收能力，因此紫外检测器既有较高的灵敏度，也有很广泛的应用范围。[1]

然而用普通的紫外可见光检测器检测时，只能选择一个波长对样品进行分析，且对于色谱峰还无法进行定性分析。鉴于此光电二极管阵列检测器逐渐发展起来了，并得到了广泛应用。以光电二极管阵列（或CCD阵列，硅靶摄像管等）作为检测元件的紫外可见光检测器。它可构成多通道并行工作，同时检测由光栅分光，再入射到阵列式接受器上的全部波长的信号，然后，对二极管阵列快速扫描采集数据，得到的是时间、光强度和波长的三维谱图。与普通紫外检测器不同的是，普通紫外检测器是先用单色器分光，只让特定波长的光进入流动池。而光电二极管阵列检测器是先让所有波长的光都通过流动池，然后通过一系列分光技术，使所有波长的光在接受器上被检，也就是可以快速扫描被测组分的紫外-可见吸收光谱。使我们可以得知样品溶液在波长段190nm-800nm之间的任意波长的吸收值。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品和试剂

被测样品为果汁饮料，甲醇（HPLC），氨水、乙醇、柠檬酸、乙酸胺均为分析纯，柠檬黄（0.5mg/mL）苋菜红（0.5mg/mL）胭脂红（0.5mg/mL）日落黄（0.5mg/mL）亮蓝（0.5mg/mL）（购自中国计量科学院）诱惑红为固体（纯度为80%），分析用水为超纯水

1.1.2 仪器和设备

LC-2010AHT高效液相色谱仪带自动进样器 （日本岛津），UVVIS与SPD-M20A二级管阵列检测器（日本岛津）串联。045 m孔径滤膜；2 mL一次性注射器

1.2 方法

1.2.1 标准溶液配制

标准储备液：准确称取诱惑红标准品0.0625g，溶解后移入50 mL容量瓶中，超纯水定容至 50 mL，标准物质溶液浓度均为1.0 mg/ml

标准使用液配制：准确吸取柠檬黄 苋菜红 胭脂红 日落黄 亮蓝标准储备液各 5.00 mL，诱惑红2.00mL

定容至 50 mL，稀释成浓度为0.05 mg/mL(诱惑红0.04mL)的混合标准液

1.2.2 仪器分析方法

液体样品按照国标方法[2-3]处理后，提取液经045 m孔径滤膜过滤待分析流动相为甲醇+002 mol/L乙酸铵，比例为按照国标方法[2]；色谱柱为ECOSIL C18柱 （4.6 mm*150 mm，5um）；检测器是UVVIS与SPD-M20A二级管阵列检测器 （日本岛津）串联190 nm～800 nm；柱温 40℃ ；进样量 5uL；流速0.8 mL/min.

2 结果分析与讨论

根据设定方法完成分析程序，对比紫外检测器与二极管阵列检测器图谱分析可知。排除保留时间近似的干扰物质食品检测过程中，由于食品基质的复杂性经常导致杂质干扰，很多时候仅仅依靠保留时间定性会造成假阳性，影响判断结果，如图1。

图1 标准谱图与样品谱图对比图（普通紫外检测器）

图1所示，此处是标准谱图与样品谱图在254nm处波长的对比，柠檬黄与苋菜红两个保留时间处，都有吸收峰。

二级管阵列检测器可在色谱分离期间实现对被测物质进行 波长190nm-800nm之间的全段扫描，因此可实时记录被分析物质的色谱和光谱信息，计算并显示该物质最大吸收波长，利用其光谱特征吸收曲线实现对保留值规律进行定性分析的有效补充。通过色谱峰纯度[4]分析，可以对这些吸收峰进行定性。

色谱峰纯度是判定色谱峰内是否为单个组分的指标，获得纯物质的色谱峰是定性和定量分析的必要前提 最常用的峰纯度检测方法包括色谱峰不同部位的光谱归一化，即纯物质从峰前沿、峰顶至峰尾处任意一点光谱吸收图形几乎完全相同，如图2。标准吸收峰纯度很高，而样品的光谱吸收图也基本上相同，从而可以定性此物质是柠檬黄。

图2 柠檬黄标准图谱吸收峰（左）与样品图谱吸收峰（右）对比（二极管阵列检测器）

图3 苋菜红标准图谱吸收峰（左）与样品图谱吸收峰（右）对比（二极管阵列检测器）

图3中，根据苋菜红标准图谱确定其最大吸收波长为521nm，所以选取521nm波长处的吸收光谱图，发现此处无明显的吸收峰，选取峰顶保留时间，查看其光谱扫描图未发现有最大吸收波长为521nm的峰，所以据此判定图1处，样品苋菜红保留时间处吸收峰为假阳性峰。

另外，根据同一物质在不同波长的摩尔吸光系数比值应为常数的原理，若样品峰内各点的光谱与峰顶点光谱的摩尔吸光系数的比值为一常数，也表明该物质为纯物质。除此之外，仪器工作站也会给出有关峰纯度的显示结果。

3 结论

由以上分析对比可以看出，二极管阵列检测器在物质定性分析上具有普通紫外检测器不具备的功能，虽然不及质谱仪定性准确，但其购买成本与分析成本远低于购买一台液相质谱仪所需要的费用，已经成为液相色谱仪器主要配备的检测器之一。虽然灵敏度不及普通紫外检测器，但随着二极管阵列检测器技术的不断完善和发展，将来必定逐步具有与 UV检测器相媲美的高灵敏度[5]。

［1］云自厚，欧阳津，张晓彤.液相色谱检测方法[M].2 版∶17.

［2］中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB/T 5009.352003食品中合成着色剂的测定[S].北京：中国标准出版社，2004.

［3］中华人民共和国出入境检验检疫局，国家质量监督局.SN/T 17432006食品中诱惑红、酸性红、亮蓝、日落黄的含量检测高效液相色谱法[S].北京：中国标准出版社，2006.

［4］刘宝，周莉莉，王骏，范晓明，张卉，祝建华.基于二极管阵列检测器的色谱峰纯度的快速直观鉴定[J].光谱实验室，2011，7，28（4）.

［5］陈益乐，谢美芬，段更利.不同品牌高效液相色谱仪－二极管阵列检测器灵敏度比较[J].中国新药与临床杂志，2009，9，28（9）.