假设现在给我们一个或一类化合物,还有相应的基质,我们是否能够设计出一套初步完整的实验方案呢?
要回答这个问题,首先我们需要了解,一个完整的分析实验顺序包括:制样——前处理——分离——检测4个步骤,当然每一步还有很多细节。
今天我们挑重点来说,如何根据分子结构选择检测器。
一个分析方法开发的重点,在于工具的选择(前处理手段、检测器等)是否对目标物有较高的选择性。我们之所以要从分子结构开始分析,就是为了找到最合适的工具。选择性是相对而言的,这里讨论的选择性只是针对我们要测定的目标物。

要建立一个分析方法,首先,我们需要打出一个标准溶液的谱图。即:要根据分子的基团来确定使用哪种检测器,因为检测器的检测原理与分子的基团是非常相关的。
如果分子中含有较多的共轭结构,即双键、三键能、苯环等不饱和结构时,我们可以考虑使用二极管阵列或者荧光检测器,分子中这类结构越多,则响应越强。
如果没有这类结构,那么我们可以考虑使用示差检测器、蒸发光检测器,又或者气相-FID检测器。
如果结构中含有卤族元素F、Cl、Br等原子,也可以使用气相-ECD检测器。当遇到样品中含量很少的情况,我们就可以使用液质或者气质测定。
如果是液质,以电喷雾电离源(ESI)举例,需要分子中含有亲核基团或亲电基团,如胺基、羰基、羧基、磺酸根等,拥有这类基团的分子才有可能在液质中获得较好的响应。没有这类基团的话,则可以使用气质进行测定,但要求化合物沸点要较低,一般要求沸点低于350 ℃。

根据上述的规律,我们可以尝试分析一些项目,如下图是苯甲酸、山梨酸的结构,它们具有共轭结构苯环或双键,也具有亲电基团羧基,因此使用液相-PDA或液质都是可以测定的。但要注意的是,它们通常是以盐的形式稳定存在于样品中,如果要使用气相测定,就需要先将提取溶液调节到酸性,以保证它们以分子形式存在,从而降低沸点。
下图是特丁基对苯二酚(TBHQ)和尼泊金乙酯的结构式,我们可以看到它们均具有共轭结构苯环,且沸点分别为291.4 ℃和297.5 ℃。通常它们是以分子的形式存在的,因此它们均可以使用液相-PDA或气相-FID检测。
我们再看多氯联苯,由于多氯联苯具有多个同分异构体,这里只列出其中一个结构。因为多氯联苯中含量两个苯环和多个Cl,而且就算是六氯联苯的沸点也只有29~33 ℃。因此常见的多氯联苯可以使用气相-ECD来测定,也可以使用液相-PDA或者荧光检测器,当然气质也是可以的。
得到标准图谱是我们建立分析方法的第一步,除了通过分析分子结构选择检测器外,我们还需要考虑样品的本底值,这点与称样量和稀释倍数也是相关的。在常用的仪器里面,液相-PDA、示差检测器、蒸发光检测器以及气相-FID对于目标物的上机浓度一般是ppm级别的,而气液质以及气相-ECD还有液相-荧光检测器则可以达到ppb级别。这也是我们在选择检测器时候不能忽略的一个重要因素。