【摘要】不依赖分析物标准品的通用定量检测方法将在分析科学的许多领域提供巨大的帮助。本文采用了50个理化性质具有巨大差异的化合物来考察高效液相色谱（HPLC）与电雾式检测器（CAD）连用时的定量性能。人们普遍认为CAD是一种质量检测器。使用常规的质量校正曲线对50个化合物进行定量，结果相对于1H NMR定量的结果标准偏差为11.4%，考虑到分析物密度和电荷的影响，我们提出校正因子的概念，用于估算检测器中分析物颗粒的相对比表面积。在使用校正后的方法后，也就是使用相对比表面积校正曲线来进行定量，结果相对于传统方法在检测的线性和一致性上都有很大的提升，定量结果相对于1HNMR定量结果标准偏差将至7.1%。对于高密度化合物，CAD定量准确性得到改善的程度最大，传统的质量校正方法平均误差为34.7％，校准后的相对比表面积校正方法平均误差为5.8％。

前言

使用HPLC和UHPLC来进行化学分析在很多领域都是普遍存在的，然而尽管这些技术已经被普遍使用，人们仍然渴望有一种更通用的、不依赖于标品的定量检测器，可以用来对目标成分进行准确定量。许多有意义的定量应用的发展由于需要一种具有通用校准能力的检测器而受到阻碍。

用HPLC来进行定量通常会使用光学检测器（紫外-可见光检测器），它具有较高的灵敏度、很宽的线性范围、成本较低、便于使用，而且可以兼容大部分的流动相。紫外检测器主要的缺点是响应依赖于化合物的发色团，所以每个化合物需要单独校正（因为发色团不一样每个化合物的响应就不一样），此外一些没有发色团的化合物也不能用紫外检测器检测。

为了实现通用定量，几种替代的方法已经被开发并应用于HPLC。示差折光检测器（RID）是其中一种，但是示差折光检测器灵敏度较低、对温度变化敏感，并且与梯度洗脱不相容；质谱与液相连用时通常被认为是一种特殊且通用的定性检测器，然而在定量时仍然需要对每个化合物进行单独的校正；化学发光氮检测器（CLND）也可以用来定量，但是只能对含有氮原子的物质定量，而且维护的成本也很高，也不能与含氮的流动相兼容。

对于通用定量检测器来说，也许最大的希望在于“气溶胶检测器”，其中包括蒸发光散射检测器(ELSD)和电雾式检测器(CAD)。ELSD是第一个被发明的气溶胶检测器，但是ELSD灵敏度较低，不能用来检测挥发性的物质，这也是蒸发型检测器共同的缺点。此外ELSD响应重现性也比较差，响应依赖于流动相的组成。

根据报道，CAD相比于ELSD具有更宽的线性范围和更高的灵敏度，对于不同的分析物CAD也具有更好的响应一致性，根据最近的报道，对24种理化性质差异较大的化合物在相同色谱条件下分别直接进样1μg（不接色谱柱），CAD响应峰面积的RSD值仅为10.7%。

虽然CAD优秀的响应一致性相对于之前的技术来说是一个很大的提升，了解影响CAD响应的因素仍然是一个有趣的问题。本研究旨在探明为什么不同的化合物CAD的响应值不同，并测试了一种方法学，这种方法学整合了物理化学校正因子，以提高使用通用检测器进行分析定量的准确性。

分别使用校正前和校正后的方法，用CAD定量了50种理化性质具有广泛差异的化合物，并与1H NMR的定量结果比较（金标准），样品将使用氘代DMSO溶解以进行1H NMR定量实验。校正后的定量数据将被用来评价考虑了理化性质的影响因素之后是否会使定量更准确。

CAD的检测原理

CAD的检测原理见图一，首先HPLC淋洗液进入检测器（1），在雾化室中，在氮气的辅助下雾化（2），没有雾化完的大液滴直接进入废液（3），小液滴进入干燥管，溶剂和挥发性成分蒸发，剩余分析物的干燥颗粒（4），干燥颗粒进入混合腔（5），另一路气流经过带电Corona针，在高压电晕铂金丝作用下形成带正电荷的气流（6），带电气流将电荷转移到分析物颗粒上（7），离子阱把高迁移率的组分（带电氮气）去除（8），剩余的带电颗粒进入采集器，电荷被高灵敏度静电计测量（9），信号传输到色谱数据软件（10）。

图一.CAD的工作原理示意图

CAD的检测有一个缺点，实际上这也是所有气溶胶类型的检测器共有的缺点，那就是雾化效率会随着流动相中有机相的比例变化而变化。因此为了消除这个缺点对于梯度洗脱的影响，我们使用了第二个泵来提供了一个与分析梯度相反的反向梯度，使得进入检测器的洗脱液一直保持等度，从而为具有不同保留时间的分析物提供了一致的响应。

CAD本质上来说是一个粒子检测器。如果想让CAD可以检测所有非挥发性的物质、并且不依赖于物质的分子结构，需要基于这样一个假设：在稳定的条件下，进入CAD的不同分析物的量相同、并且产生数量一致大小相同的粒子。那么问题就变成了理化参数对粒子形成的影响和对检测器实际检测到的响应值的影响。

迄今为止，在CAD检测中观察到的响应值差异问题还没有令人满意的解释。这似乎普遍可以接受CAD是一种“近似的”质量检测器，具有几乎一致响应，好像可以独立于分析物的物理或化学性质。在之前，CAD的响应差异被归结为物质的不同挥发性、离子配对和密度的影响。

挥发性的问题主要影响的是低分子量的化合物，这类化合物具有高的蒸气压，导致在蒸发过程中的损失不固定。挥发性高的物质不能用CAD检测，半挥发性的物质在CAD上的响应会比预期值低，当分子量大于300Da时，挥发性的问题就不影响CAD的检测了。

CAD检测的另一个已被提出但尚未被彻底探索的影响因素是目标分析物离子与流动相中存在的离子配对效应，此前有报道称碱性分析物与流动相中的酸性离子配对后会影响CAD的响应，这是因为加和后的离子相对于母离子来说分子量更大，所以检测加和离子会得到更高的响应。

根据Matsuyama等人最近的报道，高密度溴化阻燃剂用CAD检测的灵敏度较低，这是因为CAD信号是通过测量分析物颗粒表明附着的电荷产生的，密度高的物质产生的颗粒更小，比表面积更小，导致CAD响应变弱。

当考虑了离子配对和密度的影响之后，不难发现将等质量的溶质注入到HPLC中后，根据它们的理化性质不同会产生不同比表面积的颗粒。原则上来说，CAD也许是一个比表面积检测器，而不是质量检测器。

虽然人们已经知道CAD的响应会受到分析物密度和电荷状态（流动相pH）的影响，但是到目前为止，还没有人试图将这些因素考虑进来并进行校正，以提高定量的准确性。本文的校正过程整合了用Jchem软件计算得到的密度和pKa值，并用比表面积而不是质量来进行定量。（著/Max W. Robinson, Alan P. Hill, Simon A. Readshaw, John C. Hollerton, Richard J. Upton, Sean M. Lynn, Steve C. Besley, and Bob J. Boughtflower译/余文怡）