用于毛細管液體層析法的具有低檢測極限的基于低功率微型LED的UV吸收檢測器的制作方法

相關技術的描述：液體層析法(LC)被執行以便分析液體溶液中的化學內容物。圖1示出來自光源的紫外(UV)光10可以被傳輸通過設置在毛細管柱14內的液體12到UV檢測器16。UV光可以被液體12中的復合物吸收，在檢測器16上留下的光的強度可以被解釋為檢測并量化復合物。

用于液體層析法(LC)的現有技術系統的示例被示出在圖2中。標準的UV光源(例如汞(Hg)燈20)具有短使用壽命、長加熱時間以及不穩定的光輸出。圖2示出光源可以通過使用透鏡22被分離，引起減少的源20的光輸出。光源20可以被分離以便經過樣品材料24和參考材料26并且然后剩余的光分別被樣品光電池27和參考光電池28檢測到。

新光源可以被提議，該新光源與標準UV光源相比更穩定并且產生較少噪聲。在這些之中，發光二極管(LED)已獲得青睞，這是由于其長壽命、高穩定性、明亮輸出以及低功率需求。此外，新光源與標準光源相比，其尺寸小且更緊湊。考慮到LED的接近單色的行為，不需要單色儀。基于LED的檢測器可以被制造，而不使用昂貴的光學透鏡。

圖3是使用LED 30作為光源的LC檢測系統的框圖。對于LC而言，UV范圍是可期望的，這是因為在那個范圍中的許多復合物可以通過LC顯示吸收(exhibit absorption)而被分析。現有技術示出了來自平坦窗口LED 30的光可以被直接聚焦到貫通池(flow-through cell)并且通過使用信號光電二極管32實現檢測。然而，檢測器32遭受高噪聲、高檢測極限以及有限線性度。系統也可以遭受高雜散光水平。LC檢測系統的一個問題可以是：硅光電二極管32與UV相比，在較高的波長處更靈敏，其可以從光電二極管靈敏度圖中明顯看出。因此，在高于UV的波長處來自LED 30的任何光發射可以導致系統中的顯著的雜散光。圖3中所示的系統仍然需要射束分裂器33，該射束分裂器33將來自LED 30的一部分光發送到參考二極管36。光的其他部分被發送通過狹縫34并且通過熔融石英管35。檢測器32和參考二極管36被耦合作為到放大器37的輸入。

另一現有技術的系統使用半球形透鏡LED作為具有光電倍增管的光源以用于毛細管上的檢測。該系統可以遭受高水平的雜散光，其犧牲了系統的線性范圍和檢測極限。

毛細管柱已經獲得LC工作中的普及，但是需要檢測器，該檢測器可以履行對這類柱的檢測需求。使用基于Hg筆射線燈的檢測器以用于毛細管上的檢測的現有技術的LC檢測系統實現了良好的性能。然而，商用的基于流動池(flow-cell)的檢測器可引入毛細管柱的相當大的死區體積。此外，低體積的流動池(很少的nL)可以是昂貴的并且由于鹽沉積而遭受堵塞問題。

需要一種可以提供向下到毛細管柱的內直徑的光束的狹窄聚焦的系統。為了消除雜散光，一種光的狹窄聚焦的方法可以是使用等于或小于毛細管柱內直徑的狹縫。然而，狹縫在毛細管柱的前面的使用也減少了如圖3中所示的光通量。來自光源的光強度的減少可以減少檢測器的S/N比(信噪比)。

技術實現要素：

本發明是一種用于執行毛細管液體層析法的基于UV LED的吸收檢測以用于檢測和量化液體中的復合物的系統和方法，其中簡化的系統通過使用穩定的UV源消除了對射束分裂器和參比室(reference cell)的需要，并且功率需求被降低，從而產生具有相對低的檢測極限的便攜的且基本較小的系統。

鑒于下面的結合附圖的具體實施方式，本發明的這些和其他實施例對本領域技術人員來說將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是示出UV檢測系統的操作的圖示，其中UV光被傳遞通過毛細管柱。

圖2是用于通過使用射束分裂器和Hg光源生成樣品光源和參考光源的現有技術的檢測系統的圖示。

圖3是示出替代的現有技術的檢測系統的圖示，該替代的現有技術的檢測系統使用UV LED作為光源，但是其仍然使用射束分裂器來產生參考源，但是其遭受減少的UV光強度。

圖4是示出毛細管LC系統的主要硬件元件的本發明的第一實施例的第一示意圖。

圖5是示出毛細管LC系統的更多構造細節的本發明的第一實施例的第二示意圖。

圖6是具有(橙色)且不具有(藍色)濾波器的光輸出的覆蓋光譜的圖表。

圖7是在沒有濾波器的數字化和暗RMS噪聲上和在具有0.5秒濾波器的總RMS噪聲上的軟件平滑的作用的圖表。

圖8示出說明第一實施例的S/N比增強的兩個圖表，其中(A)在沒有平滑和(B)在每0.1秒平滑具有4200個數據點的情況下獲得信號。

圖9是通過使用集成的納米流的泵送系統和LED檢測器來示出離析物的圖表。

圖10是本發明的第二實施例中的部件的框圖。

圖11是本發明的第三實施例中的部件的框圖。

具體實施方式

現在將參考附圖，在附圖中本發明的各種實施例將被給出數字標記，并且在附圖中實施例將被討論以便于能夠使本領域技術人員制造且使用本發明。應理解的是，下列描述示出本發明的實施例，并且不應被視為使隨附的權利要求變窄。

在開始之前，應理解的是，在柱上的檢測可以指的是當填充床材料(packed bed material)在柱的端部之前終止時使得柱的最后一部分實際上是空的。但是也可以具有下列情況，其中柱始終具有填充層材料直到柱的端部并且毛細管必須被添加以便執行毛細管部分中的檢測。因此，本發明的實施例應全部被視為包括在所有實施例的范圍內的兩種配置，其中檢測發生在柱上的所述柱的不包括填充床材料的區域中，或者在已經被添加到填充床材料結束的柱的極末端的毛細管內。

第一實施例是與毛細管液體層析法一起使用的具有低檢測極限的基于LED的UV吸收檢測器。在第一實施例的第一方面中，LED光源可以被選擇。LED輸出波長可以隨著驅動電流和結點溫度的改變而改變。因此，LED應由恒定電流供應來驅動，并且系統的加熱應被避免。

LED源的準單色性有助于系統中的雜散光，引起檢測器非線性。通過利用系統中的濾波器來保護檢測系統免受期望的吸收帶之外的任何LED光。

柱上的毛細管檢測可以被優選用于毛細管柱，這是因為狹窄的峰寬通過消除額外柱的帶分散來獲得，并且峰分辨率被保持。檢測器中的短期噪聲可以確定檢測極限并且通常可以通過執行集成、平滑和/或使用低通的RC濾波器來減少。

第一實施例示出基于UV LED的吸收檢測器具有用于微型化場分析的極大潛能。進一步優化檢測器設計和減少噪聲水平可以引起用于小直徑毛細管柱的較好的檢測極限。第一實施例導致具體用于毛細管LC柱上檢測的基于便攜式260納米LED的UV吸收檢測器。與現有技術相比，系統是相對小、重量輕且具有很低功率消耗。

圖4是用于介紹本發明的第一實施例的元件的第一示意圖。元件包括基于UV的LED 40、第一球透鏡42、調諧到LED 40光源的帶通濾波器46、第二球透鏡48、包括剃刀刀片的狹縫50、毛細管柱52以及硅光電二極管檢測器54，該毛細管柱52可以具有大約150μm的內直徑(ID)和大約365μm的外直徑。

本發明的元件的比例沒有被示出在圖4中。來自第二球透鏡48的UV光可以比所示更急劇地聚合。此外，第二球透鏡48的直徑可以為毛細管柱52的內直徑的10倍。因此，應理解的是，提供圖3和圖4以示出本發明的部件的物理次序，而沒有示出實際尺寸。

此外，應理解的是，由第一球透鏡42和第二球透鏡48引起的UV光的聚合的任何附圖沒有被按比例示出并且僅用于說明的目的。

可以通過替換提供相同功能的其他部件作為上述檢測系統的部件而提供相同的功能性。例如，雖然第一球透鏡42和第二球透鏡48被示出在圖4中，但不同類型的透鏡可以被取代且仍然應被視為落入第一實施例的范圍內。還可以通過使用單個透鏡提供首先的兩個球透鏡的功能且獲得期望的聚焦效果。也應理解的是，被給出用于第一實施例的所有方面的值大約僅是50％且可以改變高達50％，而不背離第一實施例的期望功能。

圖5是被示出具有更多構造細節的第一實施例的側剖視圖。圖5中所示出的系統不應該被視為限制本發明，但是應被視為第一實施例的原理的示范。因此，被給出用于第一實施例的部件的尺寸、形狀、重量、功率、靈敏度或任何其他特性的具體值僅是示例性的并且可以不同于所給出的值。

圖5示出具有第一球透鏡42的LED 40。LED 40可以被設置在LED保持器44內。LED 40可以被制造為與第一球透鏡42集成，或者該LED 40在制造之后可以被附連到第一球透鏡42或被設置為鄰近第一球透鏡42。LED 40可以選自適于在毛細管柱52中被分析的復合物的UV光的任何期望的帶寬。第一實施例使用260納米的LED 40，但是UV光的該波長可以如期望地改變。

在第一實施例中，具有第一球透鏡42的商業可獲得的260納米的UV LED 40被用作光源。LED 40被安裝在LED保持器44上。LED保持器44被蜿蜒穿入到黑透鏡管中并且在扣環的幫助下被抓緊。第一球透鏡42可以是6mm的直徑，或任何合適尺寸以聚焦來自LED 40的光。

第一實施例包括設置在第一球透鏡42之后的帶通濾波器46。帶通濾波器46可以是260納米的帶通濾波器，其被用于減少自LED 40到達檢測器的雜散光和/或任何周圍光。帶通濾波器的值可以如所需要地被調節以便被優化用于LED 40光源。

在第一實施例中，260納米的帶通濾波器可以被定位在黑螺紋管中的LED 40與第二球透鏡48之間。

第一實施例的另一元件可以使用設置在帶通濾波器46之后的第二球透鏡48。第二球透鏡48的功能可以是接收由第一球透鏡42聚焦的UV光并且更進一步聚焦UV光。期望的是聚焦UV光使得發送到毛細管柱52中的光可以等于或小于內直徑(ID)的寬度。雖然這是優選的，但是UV光源的聚焦可以不等于或小于第一實施例中的毛細管柱52的ID。

在第一實施例中，熔融石英球透鏡可以具有用于第二球透鏡48的3mm的直徑并且可以被安裝在3mm的球透鏡盤上并且可以被設置在LED焦點處。第二球透鏡支架可以位于底板(mount)的中心，其可以被蜿蜒穿入到包括LED 40和帶通濾波器46的黑透鏡管中。

由于經過毛細管柱52且由檢測器接收的增加的光通量，可以實驗性地確定入射到檢測器上的光強度可以高達高于現有技術的毛細管LC設計三個數量級。

為了減少到達檢測器54的雜散光，一個或多個狹縫50被設置在第二球透鏡48之后和毛細管柱52的前面。狹縫50可以由剃刀刀片或任何其他合適裝置來提供。狹縫可以是大約100μm的寬度。

結合帶通濾波器46和狹縫50，雜散光被實驗性地減少到3.6％的值，其與現有技術的系統相比非常低，該現有技術的系統可以以減少雜散光到30.5％的值來操作。現有技術的設計可以使用用于明顯不是很有效的較高波長雜散光消除的具體UV指數光電二極管，或者可以使用在連接到商用柱(1mm ID)的端部的250μm ID中空毛細管的前面的狹縫(100μm寬)。這導致通過毛細管柱52的減少的光通量。此外，由于較大直徑管到較小直徑管之間的連接導致的帶增寬削弱了檢測靈敏度。

傳遞通過毛細管柱52的UV光被定位為使得其照射UV檢測器54。UV檢測器54可以是任何UV靈敏裝置。

在第一實施例中，UV檢測器54可以是硅光電二極管。光電二極管54可以被設置在具有外螺紋的二極管保持器上。黑蓋帽可以被構建以蜿蜒穿入到二極管保持器中。該黑蓋帽可以具有V形凹槽、中心孔和孔的相對兩側上的凹槽，所述V形凹槽將毛細管柱52保持在所述中心，中心孔允許光通過，孔的相對兩側上的凹槽將狹縫保持在適當位置。一對剃刀刀片可以被用于制造可調節的一個或多個狹縫50。狹縫50可以被設置在蓋帽中的中心孔的相對兩側上，該蓋帽縱向覆蓋毛細管柱的外直徑。

在檢測器54中，運算放大器可以被用于接收來自光電二極管的電流并將其轉換為電壓值。模數轉換器可以被用于通過計算機或其他記錄裝置來記錄電壓輸出。應理解的是，低通RC濾波器可以在輸入端處被用于模數轉換器。

以下示例僅示出用于第一實施例的實驗性數值且不應被視為限制其性能。數據點以1KHz到42KHz的速率被采樣。然后這些數據點以10Hz速率被平滑以減小檢測系統中的噪聲水平。這些值不應被視為限制，而是用來說明本發明的實施例的原理。數據點采樣速率和數據平滑速率可以被調節以便優化使用的檢測系統的結果。

LED 40和硅光電二極管檢測器54可以分別需要用于操作的6V和12V DC電源。檢測器54需要0.139安培的電流，并且可以使用4安培小時12V DC電池操作達大約25小時，以及通過AC-DC適配器自線路電源操作。然而，應理解的是，第一實施例的檢測系統可以通過使用DC電源來操作并且因此可以是便攜的，不僅因為DC電源需求，而且也因為檢測系統的相對小尺寸。

除非另有具體聲明，否則具有60nL的噴射體積的集成的截留噴射器被用于這些實驗中。150μm ID×365μm OD的涂覆特氟龍的毛細管柱52被用在所有實驗中。其中被報告的吸光度值通過采用透射率(transmittance)值的倒數的常用對數來計算。透射率通過樣品信號除以通過記錄基線所獲得的參考信號而被計算。

基于基線數據的1分鐘測量而確定檢測器噪聲。中空熔融石英毛細管被連接到納米流泵送系統并且被填充水。基線然后被記錄達大約1分鐘，并且峰與峰間的吸光度被計算。這給出了峰與峰間(p-p)的噪聲。短期噪聲(RMS)被計算為所記錄基線的標準偏差。對于暗噪聲測量，LED 40被關閉并且暗噪聲被測量為基線中的標準偏差。為了確定數字轉換器(digitizer)的噪聲，A/D轉換器的正端子和負端子被縮短。通過使水以300nL/分流過毛細管并且記錄基線達1小時來確定檢測器偏移，之后測量基線的斜率。

執行軟件平滑以減小噪聲水平。然而，應理解的是，平滑功能可以以更快速率在硬件中執行并且可以代替軟件平滑。雖然我們能夠使用各種平滑技術，但是第一實施例中所使用的平滑技術是固定窗求均值。可以被使用的其他平滑技術包括但不應被視為限制為：基于對固定寬度的滑動窗求平均來平滑、使用指數地加權的移動均值來平滑以及使用被構造為白化基線噪聲過程的因果濾波器或非因果濾波器來平滑。

通過使用溶液中的150μm ID毛細管柱52和5.35pmol尿嘧啶噴射，在不同的平滑速率下確定S/N比，并且最佳平滑速率被用于進一步的工作。RC濾波器(0.5s和1s的時間常數)在短期噪聲上的效果在通過執行任何平滑情況下和不通過執行任何平滑的情況下同樣被研究。黑墨水填充的毛細管被用于系統中的雜散光評估。雜散光水平通過將用于黑墨水情況所獲得的電壓信號除以通過水填充的毛細管柱52所獲得的電壓信號之后乘以100而被測量。

蒽醌二磺酸鈉(SAS)、磷酸腺苷(AMP)、DL-色氨酸(DLT)以及苯酚的不同濃度的溶液在HPLC等級水中制造。在氮氣壓力下使得溶液流動通過被插入到檢測器54中的毛細管。在每個濃度實驗之前和之后，基線數據通過使水流動通過毛細管而被記錄。基線校正的最大吸光度單位(AU)值針對摩爾濃度(M)被繪圖以確定檢測器54的線性度。用于流入式實驗的檢測極限被報告為基線中的標準偏差的3倍。雙對數圖被用于確定檢測器54的靈敏度。用于苯酚的校準數據也可以通過到PEGDA整體柱上的噴射而獲得，并且基線校正的峰面積針對濃度被繪圖。洗脫情況在下一段中說明。檢測極限被確定為基線區域中的標準偏差的3倍，該基線區域從空白(blank)噴射(n＝4)獲得且在分析物的峰區內被計算。

使用集成系統通過使用PEGDA整體毛細管柱52(16.5cm×150μm ID)來執行酚類(即苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚以及連苯三酚)的等度分離。預處理的毛細管柱52被填充單體混合物并且經受UV發起的聚合達5分鐘。在聚合之后，整體柱通過甲醇接著是水被沖洗達至少6小時以移去未反應的復合物。單體混合物成分是：DMPA(0.002g)、PEGDA 700(0.2g)、十二烷醇(0.15g)、正葵醇(0.15g)、葵烷(0.2g)和15-S-20表面活性劑(tergitol)(0.3g)。酚類復合物被溶解在HPLC水中并且流動相(mobile phase)是80/20％(v/v)乙腈/水混合物。以350nL/分來執行分離。

基于UV LED的吸收檢測器54可以遠小于較早描述的基于Hg筆射線燈的檢測器。對于毛細管上的柱檢測，吸光度值可以是小的，所以噪聲減小可以對獲得良好檢測極限是重要的。明亮的光源LED 40可以增加被用于計算吸光度的光電流，而沒有噪聲的成比例增加。單個波長(260nm)檢測器54而不是多波長檢測器被制造，以便減少檢測系統的成本和尺寸。

雖然LED 40具有集成熔融石英第一球透鏡42(6.35mm直徑)，其將光束向下聚焦到焦點(15-20mm)處的1.5-2.0mm斑點，這對于毛細管柱52的尺寸(0.075mm ID到0.20mm ID)仍然太廣闊。因此，第二熔融石英球透鏡48(3mm直徑)被放置在LED 40的焦點處以獲得光的改進聚焦。第一球透鏡42和第二球透鏡48可以由任何合適材料來構造。

LED 40被選擇以發射具有帶寬±5nm的光；然而，通過分光計，確定LED也以較高波長發射光。光的額外波長可以顯著有助于系統的雜散光。

在實驗期間使用具有20nm FWHM的260nm帶通濾波器。圖6中的覆蓋光譜示出在具有濾波器和沒有濾波器情況下來自LED 40的光輸出，證實濾波器成功消除來自較高波長的光。LED 40位置被優化以在毛細管柱52的中心處獲得最佳聚焦。

由于LED 40的被報告的固有穩定性，從第一實施例的設計消除了參比室。參比室的消除也導致第一實施例中的射束分裂器的消除，該消除增加了通過毛細管柱52的UV光通量。因為除了第一球透鏡42和第二球透鏡48之外沒有其他光學透鏡被使用，所以在第一實施例中也避免了光學元件的復雜對齊和來自多個表面的傳輸損耗。

作為檢測器54的部分功能的第一實施例的特征是執行檢測數據的處理。在第一實施例的實驗使用中，檢測器54的短期RMS噪聲被發現是8mV，而沒有使用信號平滑和低通濾波器。沒有平滑的暗RMS噪聲被計算為6.95mV。軟件平滑將暗RMS噪聲水平平滑減少到如圖7中所示的74.4μV。暗電壓值在亮室和暗室中是相同的，證實毛細管柱52沒有作為導光管。數字轉換器噪聲能夠顯著有助于通過檢測器可獲得的最小噪聲。數字轉換器RMS和p-p噪聲被發現分別為2.4mV和7.7mV。軟件平滑對數字轉換器RMS噪聲的影響如圖7中所示被研究，并且所獲得的最小RMS和p-p噪聲水平分別是15μV和95μV。

如從數據可以看出的，包括來自光電二極管和放大器的噪聲的暗電流噪聲、以及數字轉換器噪聲兩者促成了總基線噪聲，并且兩者通過使用第一實施例的軟件平滑被有效減少。為了進一步減少總噪聲水平，兩個低通濾波器(時間常數＝0.5s和1s)被應用到A/D轉換器的輸入。非平均的RMS噪聲水平分別下降到2.42mV和2.3mV。

軟件平滑對S/N比(信噪比)的作用也被研究，并且雖然發現平滑對用于色譜圖中峰寬的信號強度的作用是微不足道的，但是RMS噪聲水平被減小到相應于入射光(lo)強度(5.7μΑU)的0.18mV電壓水平，而沒有使用濾波器。通過0.5s濾波器和每0.1s平滑的4200個數據點，RMS噪聲進一步下降到0.14mV(4.4μΑU)。因此，LED檢測器RMS噪聲(～10-6AU)比以前檢測器和其他UV LED檢測器(～10-5AU)低一個數量級。檢測器54漂移被發現是非常低的(10-5AU每小時)，其在峰寬上可以被忽略并且可以表示在典型色譜圖的持續時間內沒有問題。

如圖7中可以看出的，隨著每0.1s所平均的數據點的數目從100增加到2400，RMS噪聲水平隨之減小；然而，在2400個數據點平滑之后的噪聲水平的進一步減小不是顯著的。如圖8中所示，用于尿嘧啶的信噪比從14(無平滑)增加到408(具有4200個數據點的平滑)。由于LED的被報告和觀察的低漂移和固有光穩定性、參比室沒有被包括，簡化了第一實施例的檢測器54設計而沒有犧牲其性能。通過毛細管柱52的光電二極管信號(70μΑ的均值)高于以前工作(nA范圍)三個數量級。

雜散光可以引起自真實吸光度值的負偏差。當狹縫50寬度被調節為等于毛細管柱52的內直徑(即150μm)時，雜散光水平被測量為是17.3％。通過目視檢查，發現顯著水平的光通過彎曲的毛細管柱52的壁到達檢測器54。因此，狹縫50寬度被減小到100μm，其將雜散光水平減小到3.6％。光強度的減小通過增加LED 40上的驅動電流(13.3mA)而被補償。因此，通過減小狹縫50的寬度，一點也沒有犧牲輸出電壓信號強度。

在實驗期間，LED 40以其最大操作電流的僅一半操作。具有毛細管的檢測器54的最大吸光度被計算為1.4AU，其高于由Hg筆射線燈檢測器所獲得的值(0.94AU)。

可能通過將光源不恰當聚焦在毛細管柱54的ID上而犧牲UV吸收檢測器的線性度。檢測的極限取決于檢測器54短期噪聲和測試分析物摩爾吸收率。對于實驗而言，測試分析物的選擇基于摩爾吸收率和相關的以前的LED檢測器工作。檢測器54使得線性響應高達所測試的最高濃度，確認雜散光在系統中是低的。線性動態范圍對于所有測試分析物是三個數量級。信噪比為3的檢測極限在實驗中被發現對于SAS是24.6nM(7.63ppb)或1.5fmol。該檢測極限可以是基于現有技術的筆射線Hg燈的檢測器的五分之一。

考慮到蒽醌和蒽表現出相似的摩爾吸收率，檢測極限也是之前所報告的基于無參考單波長流動池(1cm長)的檢測極限的三分之一。用于AMP的檢測極限(87.9nM或30.5ppb)針對相同的毛細管柱52尺寸(75μm ID)是之前所報告的無參考LED檢測器的1/230。對于DLT而言，信噪比為3的檢測極限被發現是299nM(61ppb)或17.9fmol。針對相同的毛細管尺寸(250μm ID)，這種檢測極限是之前所報告的參考檢測器的1/60。因此，針對各種復合物的檢測極限的變化與260nm處的摩爾吸收率的變化一致。

考慮到在毛細管刻度上執行檢測的事實，用于檢測器54的檢測極限是顯著的。用于SAS、AMP和DLT的校準數據在表格1中列出。用于三種復合物的峰面積(n＝3)中的RSD范圍為0.4％-2.6％。通過使用作為傳遞液(carrier fluid)的600nL/分的水將每個復合物的不同濃度三次噴射到中空毛細管柱來計算這些面積。

^a針對n＝12；^b針對n＝9；^c針對n＝12；^d靈敏度通過使用log(AU)圖對log(M)圖來獲得。

表格1

因為檢測器54被具體設計用于在柱上的檢測，所以檢測器性能在LC情況下使用苯酚被測試且與表格2中所示的貫通實驗進行比較。檢測器線性度在兩種情況下是優秀的，并且檢測極限被發現是相似的。因此，在實際LC情況下使用時沒有犧牲檢測器性能。

表格2

毛細管LC通過本發明的第一實施例來執行。因此，檢測系統包括用于通過分析由檢測器接收的UV光來分析由至少一個復合物吸收UV光的系統，該至少一個復合物設置在毛細管柱內的液體中。用于分析吸收的系統可以是檢測器的部分或者可以是計算機系統，該計算機系統被耦連到檢測系統以用于接收來自檢測器的數據。

同樣注意到，第一實施例通過使用整體毛細管柱來執行在柱上的LC檢測。使用在柱上的檢測可以改進峰形狀并且增加檢測靈敏度，這是因為可以減少額外柱的帶增寬。

毛細管LC系統的應用通過使用如在圖9中所示的酚類復合物而被說明。用于所有分析物的良好的分辨率以等度模式獲得。在LC實驗下的基線穩定性是顯著的，證實由該檢測器呈現出的低漂移。復合物的s(tR/wb1/2)中的最小寬度和峰寬度中的保留時間被發現是：苯酚(11.79/10.4)、鄰苯二酚(12.98/13.4)、間苯二酚(14.03/12.8)和連苯三酚(14.85/16.6)。峰保留時間的再現性在從0.1％-0.2％(n＝4)的范圍內。用于保留的復合物的柱效率(N/m)和最小板高度(μm)是：苯酚(156,838/6.4)、鄰苯二酚(113,118/8.8)、間苯二酚(144,673/6.9)以及連苯三酚(96,963/10.4)。

第一實施例可以是通過使用260nm UV LED 40所制造的高靈敏度的柱上檢測器54，其能夠在ppb范圍中檢測。檢測器54的噪聲水平通過使用軟件平滑和低通濾波器(即3.4-4.4μAU)而顯著減少，檢測器54的噪聲水平在曾經通過被設計用于毛細管柱52工作的吸收檢測器獲得的最低噪聲水平之內。低檢測極限可以有助于系統中的良好的光聚焦、低雜散光以及非常低的噪聲。

針對測試復合物可以獲得第一實施例的低檢測極限，這是由于毛細管LC系統中的良好的光聚焦、低雜散光以及非常低的噪聲。具有150μm路徑長度的以毛細管格式的用于SAS的檢測極限可以是具有1cm路徑長度的基于LED的檢測器的三分之一。對于AMP和DLT而言，與具有相同路徑長度的檢測器相比，檢測極限由230和60的因數來改進。而且，本發明檢測器中的苯酚檢測極限在貫通實驗下和在分離情況下是相同的。因此，在實際液體層析法工作下沒有犧牲檢測器性能。苯酚混合物的可再生等度分離(isocratic separation)也可以被說明。

軟件平滑被用于減少檢測系統中的噪聲水平。在沒有平滑的情況下，總均方根噪聲水平是8mV。通過每0.1秒平滑的4200個數據點，噪聲水平被減小到0.18mV，并且當低通RC濾波器(2Hz時間常數)被應用到模數轉換器的輸入時，噪聲被進一步減小到0.14mV(等于4.4μΑU)。這是通過基于毛細管的檢測器曾經獲得的最低噪聲水平之一。在沒有軟件平滑且僅使用RC濾波器的情況下，噪聲水平僅從8mV減少到2.4mV。因此，低通濾波明顯不足以有效消除來自檢測系統的高頻率噪聲。信噪比從14增加到408以用于5.35pmol尿嘧啶峰。噪聲水平高達小于一些檢測器僅依賴于低通濾波器的現有技術2個數量級。

第一實施例的關于尺寸需求、重量需求、功率需求和便攜性的最終評論是毛細管LC系統的不復雜設計的直接結果。典型的商用系統可以具有11×13×22cm的尺寸大小、具有3.3lbs的重量、需要常規的AC電源線以及具有大約是1mAU的靈敏度。與此相反，第一實施例可以具有大約是5.2×3×3cm的尺寸、可以具有0.2lbs的重量、可以從12DC電源操作并且僅使用1.68W以及可以具有大約10μΑU的靈敏度。應理解的是，這些值僅是近似的并且可以改變高達50％，而不背離第一實施例的特性。

提供圖10和圖11作為本發明的第二實施例和第三實施例。具體地，第二實施例和第三實施例的所有特征和功能與第一實施例相同，除了第一球透鏡42、濾波器46以及第二球透鏡48的次序的改變以外。圖10在圖表中示出可以將第一球透鏡42定位為鄰近第二球透鏡48，并且然后完全消除濾波器46。

如果UV光源可以被制造為更完美地單色，則濾波器46可以最終變得不必要。執行濾波以便阻止任何雜散光到達毛細管柱52。如果UV光源沒有產生雜散光或產生極少雜散光，則濾波器變得不必要且可以從系統移去，而不背離本發明的原理。

與此相反，圖11在圖表中示出可以將濾波器46定位在LED 40與第一球透鏡42之間，并且然后將第二球透鏡48定位為鄰近如在圖10中的第一球透鏡。也就是說，可以將濾波器46設置在球透鏡42、球透鏡48這兩者的前面并且在球透鏡之間，或者完全消除濾波器并且仍然實現來自LED 40的UV光的期望的聚焦和濾波。

雖然以上僅詳細描述了一些示例實施例，但是本領域技術人員將容易意識到在示例實施例中許多修改是可能的，而不實質背離本發明。因此，所有這類修改意圖被包括在如所附權利要求中所限定的本公開的范圍內。申請人的表達意向是不調用用于本文中任何權利要求的任何限制的35U.S.C.§112第6款，除了其中權利要求清楚使用詞語“意味著”連同相關功能的限定。