一、示差折光檢測(cè)器的基本概念

示差折光檢測(cè)器（Differential Refractive Index Detector，簡(jiǎn)稱(chēng)RID），又稱(chēng)折射率檢測(cè)器，是一種用于液相色譜系統(tǒng)的通用型濃度檢測(cè)器。它最早于1942年被提出，在20世紀(jì)60年代末得到廣泛應(yīng)用，是目前銷(xiāo)量?jī)H次于紫外檢測(cè)器的液相色譜檢測(cè)器。

示差折光檢測(cè)器是一種通用型檢測(cè)器，只要被測(cè)組分與洗脫液的折光指數(shù)存在差異即可使用。其核心原理是通過(guò)連續(xù)測(cè)定樣品流路與參比流路之間折射率的差異來(lái)檢測(cè)樣品中組分的濃度。只要被測(cè)組分與流動(dòng)相的折射率不同即可產(chǎn)生響應(yīng)，兩者差異越大，檢測(cè)靈敏度越高。

二、工作原理與光學(xué)系統(tǒng)

示差折光檢測(cè)器的工作原理基于斯涅爾定律（折射定律），即光線(xiàn)通過(guò)兩種不同折射率的介質(zhì)界面時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)程度與折射率差相關(guān)。

檢測(cè)器的光路主要由以下部件組成：光源（通常為低功率、長(zhǎng)壽命的鎢燈或LED燈）、聚光透鏡、狹縫、準(zhǔn)直鏡、檢測(cè)池（分為參比池和樣品池）、反射鏡以及光敏接收元件。

在工作過(guò)程中，光源發(fā)射出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡和狹縫后，依次通過(guò)參比池和樣品池，經(jīng)平面鏡反射后再次通過(guò)光學(xué)單元，最后通過(guò)透鏡聚焦到一對(duì)光傳感二極管上。

在測(cè)試期間，參比池和樣品池中先充滿(mǎn)流動(dòng)相。參比池隨后與流路隔開(kāi)，流動(dòng)相僅流過(guò)樣品池。如果兩個(gè)池中介質(zhì)的折射率沒(méi)有差異，光線(xiàn)在通過(guò)它們時(shí)不會(huì)發(fā)生折射。當(dāng)含有樣品的流動(dòng)相流經(jīng)樣品池時(shí)，其折射率與參比池中純流動(dòng)相的折射率產(chǎn)生差異，光線(xiàn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使一個(gè)光電二極管上的光強(qiáng)增大，另一個(gè)光電二極管上的光強(qiáng)減小。這種差異產(chǎn)生具有振幅和極性的信號(hào)，經(jīng)放大后用于定量分析。

三、示差折光檢測(cè)器的類(lèi)型

根據(jù)光學(xué)設(shè)計(jì)的不同，示差折光檢測(cè)器主要分為以下幾種類(lèi)型：

反射型基于菲涅耳定律工作，利用光在介質(zhì)界面反射時(shí)反射率隨折射率變化而變化的原理進(jìn)行檢測(cè)。

折射型（偏轉(zhuǎn)式）基于斯涅爾定律，通過(guò)檢測(cè)光線(xiàn)穿過(guò)不同折射率介質(zhì)時(shí)發(fā)生的角度偏轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。這是目前最為常見(jiàn)的類(lèi)型。

干涉型利用干涉原理，通過(guò)檢測(cè)參考光束與樣品光束之間的光程差變化來(lái)測(cè)量折射率差異。

四、技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

示差折光檢測(cè)器最為顯著的特點(diǎn)在于其通用性。絕大多數(shù)物質(zhì)的折射率與流動(dòng)相都存在差異，因此該檢測(cè)器對(duì)幾乎所有溶質(zhì)都有響應(yīng)。對(duì)于某些不能用選擇性檢測(cè)器檢測(cè)的組分，如高分子化合物、糖類(lèi)、脂肪烷烴等，示差折光檢測(cè)器是較為理想的選擇。生命科學(xué)中常遇到的各類(lèi)糖類(lèi)化合物，由于沒(méi)有紫外吸收，通常采用示差折光檢測(cè)器進(jìn)行分析。

在糖類(lèi)檢測(cè)方面，示差折光檢測(cè)器具有較高的靈敏度，檢測(cè)限可達(dá)10??g/mL。同時(shí)，其穩(wěn)定性較好，操作相對(duì)方便。在凝膠滲透色譜和體積排阻色譜中，示差折光檢測(cè)器是檢測(cè)工具，用于測(cè)定聚合物的分子量分布。在制備色譜中也經(jīng)常使用。

示差折光檢測(cè)器還適用于流動(dòng)相紫外吸收本底較大、不適于紫外吸收檢測(cè)的分析體系。

五、局限性

示差折光檢測(cè)器也存在一些較為明顯的局限性。

靈敏度相對(duì)較低是對(duì)多數(shù)物質(zhì)而言的。該檢測(cè)器對(duì)多數(shù)物質(zhì)的靈敏度約為10??g/mL，通常不用于痕量分析。通常示差檢測(cè)器能分析的樣品濃度多在數(shù)mg/mL以上。

對(duì)溫度變化敏感是另一項(xiàng)重要的限制因素。使用時(shí)溫度變化要求保持在±0.001℃范圍內(nèi)。環(huán)境溫度的波動(dòng)會(huì)直接影響折射率的測(cè)量值，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

不能用于梯度洗脫是示差折光檢測(cè)器最為突出的使用限制。示差檢測(cè)器依靠檢測(cè)流動(dòng)相折射率的變化進(jìn)行檢測(cè)，如果流動(dòng)相自身的折射率在梯度運(yùn)行過(guò)程中持續(xù)變化，檢測(cè)器將無(wú)法正常工作。梯度方法中不同流動(dòng)相的比例在不斷變化，折射率也在不停變化，因此示差檢測(cè)器與梯度洗脫不相容。這一限制要求示差折光檢測(cè)器必須在等度洗脫條件下運(yùn)行。

此外，示差折光檢測(cè)器對(duì)流動(dòng)相流量的變化也較為敏感，要求流動(dòng)相組成恒定，稍有變化都會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生明顯影響。

六、典型應(yīng)用場(chǎng)景

示差折光檢測(cè)器在多個(gè)領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。在食品行業(yè)，它可用于檢測(cè)糖類(lèi)的含量。在高分子材料研究中，能對(duì)高分子化合物進(jìn)行分析。在制藥領(lǐng)域，適用于紫外吸收較弱的藥物分析。在石油化工中，可用于航空煤油中芳烴含量的檢測(cè)。

在凝膠滲透色譜中，示差折光檢測(cè)器與輸液泵、色譜柱、進(jìn)樣器等共同組成分析系統(tǒng)，用于測(cè)定聚合物的分子量及其分布。在制備液相色譜中，可用于對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確定洗脫時(shí)機(jī)和分離效果。

七、使用與維護(hù)要點(diǎn)

示差折光檢測(cè)器的正確使用和維護(hù)對(duì)保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性較為重要。

在溫度控制方面，應(yīng)確保檢測(cè)器所在環(huán)境的溫度穩(wěn)定，避免溫度波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。檢測(cè)器的溫度應(yīng)與色譜柱溫度保持一致。

在流動(dòng)相管理方面，流動(dòng)相在使用前應(yīng)充分混勻并脫氣，以減少基線(xiàn)噪聲和漂移。使用含鹽類(lèi)流動(dòng)相時(shí)需特別注意，不要讓儀器內(nèi)有鹽類(lèi)殘留。

在日常維護(hù)方面，應(yīng)定期清潔光路，避免灰塵和污垢的積累。定期校準(zhǔn)檢測(cè)器以確保其準(zhǔn)確性。檢查光源燈泡，確保其亮度足夠，并在需要時(shí)更換。流通池應(yīng)定期清洗。