示差折光检测器：通用型液相色谱检测的基石

在高效液相色谱（HPLC）和凝胶渗透色谱（GPC）等分析技术中，检测器是实现样品组分定性和定量分析的关键部件。在众多检测器类型中，示差折光检测器简称RID或RI检测器）因其通用性强、无需样品衍生化、适用于非紫外吸收物质等特点，成为分析化学领域检测工具之一。

一、什么是示差折光检测器？

示差折光检测器是一种基于折射率差异原理工作的浓度型检测器。它通过测量流动相（载液）与含有溶质的流动相之间折射率的变化，来反映样品中各组分的浓度。由于几乎所有物质在溶剂中溶解后都会引起折射率的改变，因此RID具有极广的适用范围，是一种真正的“通用型”检测器。

与紫外-可见（UV-Vis）检测器依赖分子结构中的发色团不同，示差折光检测器几乎可以检测所有能溶解于流动相中的化合物，特别适用于那些在紫外区无吸收或吸收很弱的物质，如碳水化合物、多元醇、脂肪酸、聚合物等。

二、工作原理

示差折光检测器的核心原理是光的折射定律（斯涅尔定律）。其典型结构包含两个光学池：参比池（Reference Cell）和样品池（Sample Cell）。参比池中持续流过纯流动相，样品池则流过从色谱柱流出的含溶质流动相。

当两束相同强度的光线分别穿过这两个池时，由于样品池中溶质的存在改变了溶液的折射率，导致光的传播速度和折射角度发生变化。检测器通过测量两束光之间的光程差或相位差，将其转换为电信号输出。信号强度与溶质浓度成正比，从而实现定量分析。

常见的光学设计包括：

-反射式：利用棱镜和反射镜系统检测折射角变化；

-双光束干涉式：通过干涉条纹位移测量折射率微小变化，灵敏度更高。

三、主要特点与性能指标

优点：

1.通用性强：适用于几乎所有可溶性化合物，尤其适合无紫外吸收物质；

2.无需衍生化：避免复杂前处理，简化分析流程；

3.结构稳定：无光源老化问题（部分型号使用LED或钨灯，寿命长）；

4.线性范围宽：适合浓度变化较大的样品分析。

局限性：

1.灵敏度较低：相比UV或荧光检测器，检测限较高（通常在μg级），不适合痕量分析；

2.不能用于梯度洗脱：因为流动相组成变化会显著改变折射率，产生巨大基线漂移，干扰检测。因此，RID仅适用于等度洗脱；

3.对温度敏感：微小的温度波动即可引起折射率变化，因此必须配备高精度温控系统（通常控温精度达±0.001℃）；

4.响应速度较慢：不适合快速分离或窄峰检测。

四、典型应用领域

1.高分子材料分析：在凝胶渗透色谱（GPC/SEC）中，RID是测定聚合物分子量分布的标准检测器，广泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸等材料的表征。

2.食品与饮料工业：检测糖类（如葡萄糖、果糖、蔗糖）、甜味剂、有机酸（如乳酸、柠檬酸）等成分。

3.制药行业：用于某些无紫外吸收药物或辅料的含量测定。

4.生物化工：分析多醇类（如甘油、山梨醇）、氨基酸、核苷酸等。

5.环境监测：检测水体中的可溶性有机物。

五、使用与维护要点：

-恒温操作：检测器必须预热至设定温度并保持稳定；

-流动相匹配：避免使用折射率差异过大的溶剂混合物；

-避免气泡：气泡会严重干扰折射率测量，需充分脱气；

-定期清洗流路：防止残留物堵塞或污染光学池；

-关机前冲洗：用适当溶剂（如甲醇或水）清洗系统，防止盐结晶或溶剂沉淀。