انواع دتکتور در دستگاه HPLC

در قلب هر دستگاه HPLC، علاوه بر پمپ، انژکتور و ستون جداسازی، یک جزء حیاتی به نام «دتکتور» (Detector) یا آشکارساز قرار دارد. دتکتور را می‌توان «چشم دستگاه HPLC» نامید؛ چرا که بدون آن، هرچند ترکیبات به‌خوبی از ستون جدا شوند، ما هیچ اطلاعی از زمان خروج و مقدار هر کدام نخواهیم داشت. دتکتور با تبدیل ویژگی‌های فیزیکی یا شیمیایی آنالیت‌ها به سیگنال الکتریکی قابل ثبت، امکان رسم کروماتوگرام را فراهم می‌کند و در نهایت داده‌های کیفی و کمی ارزشمندی در اختیار ما قرار می‌دهد.

در این مقاله قصد داریم به زبان ساده و در عین حال جامع، نقش دتکتور در HPLC را توضیح دهیم، انواع مهم و پرکاربرد آن را معرفی کنیم، مزایا و محدودیت‌های هر کدام را بررسی نماییم و در نهایت راهنمایی کاربردی برای انتخاب بهترین دتکتور بر اساس نوع نمونه و هدف آنالیز ارائه دهیم. امیدواریم این نوشتار بتواند راهنمای مفیدی برای دانشجویان، محققان و متخصصان آزمایشگاهی باشد که قصد دارند بهترین نتیجه را از دستگاه HPLC خود بگیرند.

کاربرد دتکتور در دستگاه HPLC

در HPLC، نمونه ابتدا وارد ستون می‌شود، ترکیبات مختلف با سرعت‌های متفاوت عبور می‌کنند و در نهایت به دتکتور می‌رسند. دتکتور این ترکیبات را تشخیص می‌دهد و سیگنالی تولید می‌کند که نرم‌افزار HPLC آن را به نمودار کروماتوگرام تبدیل می‌کند.

کاربردهای اصلی دتکتور در HPLC:

• شناسایی ترکیبات موجود در نمونه
• اندازه‌گیری میزان هر ترکیب
• کمک به تحلیل کیفی و کمی مواد
• بررسی خلوص و ناخالصی‌های نمونه

انتخاب دتکتور مناسب، باعث می‌شود نتایج دقیق‌تر، سریع‌تر و قابل اعتمادتر باشند. هر دتکتور برای گروه خاصی از ترکیبات مناسب است و درک عملکرد آن‌ها به شما کمک می‌کند روش بهینه را انتخاب کنید.

دتکتور UV و PDA

دتکتور UV یکی از رایج‌ترین دتکتورهاست که اکثر آزمایشگاه‌ها از آن استفاده می‌کنند. بسیاری از ترکیبات آلی نور UV را جذب می‌کنند و UV با اندازه‌گیری میزان جذب نور، زمان و میزان عبور هر ترکیب را ثبت می‌کند.

دتکتور PDA یا Diode Array مشابه UV است اما می‌تواند طیف نور گسترده‌تری ثبت کند و حتی بعد از اجرای آزمایش امکان بررسی طول‌موج بهینه برای هر پیک را فراهم می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود بتوانید خلوص هر ترکیب را به راحتی بررسی کنید و چند ترکیب را هم‌زمان آنالیز کنید.

مثال:

• بررسی کیفیت داروها و کنترل ناخالصی‌ها
• شناسایی ترکیبات فعال در عصاره‌های گیاهی
• آنالیز مواد شیمیایی در صنایع غذایی

UV و PDA از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند و نگهداری آسانی دارند، بنابراین گزینه اول اکثر آزمایشگاه‌ها هستند.

دتکتور فلورسانس (FLD)

برخی ترکیبات بعد از جذب نور، نور خودشان را منتشر می‌کنند؛ به این پدیده فلورسانس می‌گویند و دتکتور فلورسانس (FLD) آن را اندازه‌گیری می‌کند.

این دتکتور بسیار حساس است و حتی مقادیر بسیار کم را هم می‌تواند شناسایی کند. اگر ترکیب مورد نظر فلورسانس ندارد، می‌توان آن را به ترکیبی تبدیل کرد که فلورسانس داشته باشد.

مثال:

• شناسایی و اندازه‌گیری ویتامین‌ها و آنزیم‌ها
• بررسی سموم و آفت‌کش‌ها در مواد غذایی
• آنالیز ترکیبات زیستی در تحقیقات دارویی

FLD به دلیل حساسیت بالا و نویز کم، برای مقادیر ردی یا آنالیزهایی که نیاز به دقت بسیار بالا دارند، انتخاب مناسبی است.

دتکتور ضریب شکست (RI)

دتکتور RI یا Refractive Index، تغییر ضریب شکست نمونه نسبت به حلال را اندازه‌گیری می‌کند. این دتکتور برای ترکیباتی مناسب است که با UV دیده نمی‌شوند، مانند قندها، پلی‌ال‌ها و برخی پلیمرهای ساده.

RI ساده و قابل‌راه‌اندازی است، اما نسبت به دما و ترکیب حلال حساس است و معمولاً با روش‌های گرادیِنت مناسب نیست. بنابراین اغلب برای روش‌های ایزوکروماتیک استفاده می‌شود.

مثال:

• آنالیز شربت‌ها و محلول‌های قندی
• بررسی پلیمرهای ساده
• کنترل کیفیت ترکیبات غذایی بدون رنگ یا کروموفور

دتکتور ELSD

دتکتور ELSD یا Evaporative Light Scattering Detector، نمونه را به ذرات ریز تبدیل کرده و حلال را تبخیر می‌کند. ذرات باقی‌مانده نور را پراکنده می‌کنند و این پراکندگی اندازه‌گیری می‌شود.

ELSD برای ترکیبات بدون کروموفور مانند قندها، لیپیدها و پلیمرها مناسب است و می‌تواند در روش‌های گرادیِنت هم استفاده شود. ELSD به ویژه زمانی مفید است که ترکیبات با UV قابل مشاهده نباشند.

مثال:

• شناسایی و اندازه‌گیری قندها و پلی‌ال‌ها
• آنالیز لیپیدها و چربی‌ها
• بررسی افزودنی‌ها و سورفکتانت‌ها

دتکتور CAD

دتکتور CAD یا Charged Aerosol Detector، مشابه ELSD عمل می‌کند اما ذرات خشک شده را باردار کرده و جریان الکتریکی آن‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. این دتکتور پاسخ یکنواخت‌تر و حساس‌تر نسبت به ELSD دارد و برای طیف وسیعی از ترکیبات غیرکروموفور مناسب است.

مثال:

• آنالیز داروها و فرمولاسیون‌های پیچیده
• بررسی لیپیدها و افزودنی‌ها
• آنالیز پلیمرها و ترکیبات زیستی

CAD با روش‌های گرادیِنت سازگار است و اغلب در آزمایشگاه‌های پیشرفته استفاده می‌شود.

دتکتور جرمی (LC–MS)

در LC–MS، ترکیبات یونیزه می‌شوند و نسبت جرم به بار آن‌ها اندازه‌گیری می‌شود. LC–MS نه تنها مقدار ترکیبات را مشخص می‌کند، بلکه می‌تواند ساختار آن‌ها را هم شناسایی کند.

مثال:

• شناسایی ترکیبات ناشناخته در نمونه‌های پیچیده
• آنالیز متابولیت‌ها و داروها
• بررسی ترکیبات زیستی و مواد فعال در تحقیقات پیشرفته

LC–MS حساس‌ترین و انتخابی‌ترین دتکتور است و برای آنالیزهای دقیق و ترکیبات ردی کاربرد دارد، اما هزینه و نگهداری بالاتری نسبت به دیگر دتکتورها دارد.

راهنمای انتخاب دتکتور در HPLC

برای انتخاب بهترین دتکتور، ابتدا باید ماهیت ترکیبات را بشناسید:

• ترکیبات کروموفور ⇐ UV/PDA
• ترکیبات فلورسانس ⇐ FLD
• ترکیبات بدون کروموفور و ساده ⇐ RI
• ترکیبات غیرکروموفور و پیچیده ⇐ ELSD یا CAD
• ترکیبات ناشناخته یا ردی ⇐ LC–MS

همچنین شرایط روش (گرادیِنت یا ایزوکروماتیک)، حساسیت مورد نیاز و بودجه آزمایشگاه را در نظر بگیرید.

جدول مقایسه ساده دتکتورها

نتیجه‌گیری

انتخاب صحیح دتکتور در HPLC باعث افزایش دقت، سرعت و کیفیت آنالیز می‌شود. UV/PDA برای ترکیبات آلی، FLD برای ترکیبات فلورسانت، RI برای ترکیبات ساده، ELSD و CAD برای ترکیبات غیرکروموفور و LC–MS برای شناسایی و آنالیز ساختاری بهترین گزینه‌ها هستند.