④光学系统。只要是用分光光度计(俗称光谱仪器)、光度计(不分光的光电比色仪器)组成HPLC系统，或只要是HPLC系统的光学类检测器，它们肯定要有光学系统。其中，单色器系统必不可少；即使非常简单的光电比色计，也要用滤光片来从复合光中得到单色光(单色纯度很差，光谱带宽很宽)。这块滤光片就可以认为是产生单色光的简单的单色器。一般稍微复杂一点的单色器，都由入射狭缝、出射狭缝、准直镜、光栅、物镜等元器件组成。从仪器学理论上讲，各种光吸收类的HPLC仪器的光学类检测器都是根据比尔定律设计的，而比尔定律研究的是在平行光、单色光的条件下，物质对光的吸收。但是，单色器(或滤光片)不可能得到真正的单色光，单色器系统不同，它产生的单色光的纯度(光谱带宽)也不同，并且光通过物质时也不可能是真正的平行光。因此，严格地说，实际工作中，任何光吸收类的光学类检测器，都不可能真正满足比尔定律。所以，专用光学检测器、分光光度计都是针对近似平行光、近似单色光的条件设计的。从理论上讲，其实际上并不能真正满足比尔定律的要求，会产生比尔定律的偏离，就会产生分析误差。所以，就看谁设计、制造的仪器最能满足或接近比尔定律(或产生的比尔定律的偏离最小)，谁的仪器到了使用者手里，由于非平行光或非单色光产生的分析误差最小，谁的仪器就最好(当然还有杂散光、噪声、稳定性等要求)。这就是从仪器学理论去看分光光度计和HPLC仪器的光学类检测器的设计、制造误差的最根本、最本质的问题，也是使用者从仪器学理论去看分光光度计和HPLC仪器的光学类检测器的分析误差的最根本、最本质的问题。

⑤光电系统。只要是带有光学类检测器的HPLC仪器，它们肯定有光电转换系统，只是光电转换系统的类型不同、结构不同而已。例如，有的用光电管，有的用光电倍增管，有的用硅光电池，有的用二极管阵列或CCD等。因为，带有光学类检测器的HPLC，都必须要将光信号转换成电信号后，才能进行电学处理、进行计算、输出到打印机打印。所以，任何带有光学类检测器的HPLC仪器，不但都必须有相应的光电转换系统，而且这个系统中的光电元件本身的质量必须稳定可靠，必须有很高的光电转换效率(灵敏度)，有相应的光谱响应范围，否则，就不可能保证HPLC仪器正常工作。同时，这些元件有的还必须加一个稳定的直流电源，以组成一个稳定的电光系统，才能保证仪器正常工作。例如，光电管必须加一个稳定的30～90V的直流电源，才能正常工作；光电倍增管必须加一个非常稳定的300～1000V的直流高压电源，才能保证仪器正常工作。如果光电元件本身不稳定或出了问题，不管其他部件多么好，仪器整机质量也肯定不好。如果发光元件很好，而电源不好，结果还是不好。例如：光电倍增管正常工作时，必须要加一个电压调整率优于0.05％的直流高压电源(微光测试的基本要求)；一般的光电倍增管出厂检验测试时，都是加1000V的直流高压电源，这时，光电倍增管的电流放大倍数大约为10⁶；科学实践表明：如果该电源电压波动率是1％，则光电倍增管的10⁶倍的放大倍数就要波动12％左右，这是一个惊人的波动，将严重影响仪器整机的稳定性。由此可见，电光系统多么重要。

⑥电子学系统。任何HPLC仪器都有电子学系统(或放大器系统)，如果电子学系统(放大器及其电源等)的噪声很大或漂移很大，整机的噪声或漂移就会很大。而噪声是各类HPLC仪器(特别是带有光吸收类检测器的仪器)的主要分析误差来源，是限制各类HPLC仪器整机的灵敏度的关键性的性能技术指标，是影响仪器整机可靠性的主要性能技术指标。我们平日所说的要求仪器“稳定可靠”，这是仪器设计、制造、使用者的宗旨。所以仪器如果不稳定，就谈不上可靠。因此，放大器系统的嗓声和漂移非常重要。

同时，因为一般来讲放大器的前面是光电系统，后面是模数变换器，而放大器和计算机之间的模数变换器(A/D变换器)，一般要求前面放大器传输过来的电压为2V左右。但是光电转换电路传输过来的电压往往达不到要求，这就需要用放大器放大小信号，以满足A/D变换器的要求，而后A/D变换器才能将从放大器传输过来的模拟电信号变成数字信号，才能传输给计算机处理。因此，放大器和模数变换器的稳定性也是非常重要的。

目前，有些科技工作者盲目地说现代科学仪器大多采用的是数字电路，所以模拟电路不是很重要了，这种说法是不妥当的。因为，模拟电路在各类HPLC(包括GC仪器、各类光谱仪器)仪器中是非常重要的。没有模拟电路将前面的光信号转换成所需要的数字信号，后面的数字电路就不能起作用。一般来讲，HPLC仪器的准确度、噪声、漂移等主要性能技术指标都取决于模拟电路，所以电子学系统中的模拟电路部分是非常重要的。作者认为，从事各HPLC仪器设计、制造的科技工作者，一定要高度重视模拟电路的设计，否则就设计、制造不出优质HPLC仪器。

⑦计算机系统。它是现代科学仪器很重要的组成部分，它决定仪器的自动化程度，可以提高分析效率、保证仪器在最佳状态工作、保证避免人为操作误差、保证避免仪器带病工作、保证仪器安全运转等。计算机系统采用的计算方法的可靠性、准确性，最后将决定(或保证)分析数据的可靠性。

上述这七大关键核心部件(高压泵、色谱柱、电光系统、光学系统、光电系统、电子学系统、计算机系统)是决定HPLC仪器质量好坏的关键。特别是带有光学类检测器的仪器，只要这七大核心部件中有一个部件出现问题，整个HPLC系统将不能正常工作；只要有一个部件(包括零件)质量上出现问题，整台HPLC仪器质量就会有问题。这些问题会直接影响HPLC仪器整机系统的分析检测数据的误差，会使HPLC的使用者得不到满意的分析测试数据，而且这七个方面还互相关联、互相影响。所以，HPLC仪器的这七大关键核心部件非常重要。

作者通过长期实践，深深认识到：HPLC仪器的设计，必须既要把各个部件看成相关部分，又要把各个部件看成一个整体。所谓把各个部件看成相关的部分，就是在一台HPLC仪器上，把每个部件之间有什么联系，它的性能技术指标对它前面、后面的部件有什么影响，这些影响有多大，它对它前面和后面的部件有什么具体要求等，都要非常清楚，设计前都要用具体数据明确规定下来。例如，如果某个部件前面的部件输出参数(光学参数或电学参数)不能太小或太大，应该如何控制或处理(包括对前面、后面和该部件本身的处理)，如何控制每个部件的输出的参数(压力参数、光学参数或电学参数)等，这些非常关键的重要问题设计时都必须用数字明确规定下来。

又例如，如果电光系统发出的光通量太小(灯泡功率太小)，或电光学系统输出的光学信号太小，就会影响它后面光学系统接收到的光学信号大小，从而影响光学系统后面的光电系统。如果光电系统的光电转换器件用光电倍增管，就会因为电光系统的光信号太小而要加大光电倍增管的负高压。但是，加大光电倍增管的负高压，又会增大暗电流，使仪器整机的噪声增加。如果电光系统发出的光信号太小，引起光学系统的输出的光学信号太小，就会致使光电系统输出的信号变小，从而又要求电子学系统的放大倍数增大，结果又会增大放大器的噪声，从而影响整机的噪声和稳定性。

如果一台HPLC仪器的光电倍增管或硅光电池的光谱响应范围不够，就会严重影响仪器整机的适用性(光谱范围不能满足使用要求)。如果仪器光学系统的光栅的衍射效率太低，就会增加对前面电光系统的要求：一般都是要求电光系统发出较大的光通量。同时，如果仪器的光栅的衍射效率太低，对后面的光电系统要求会更高(光电倍增管或硅光电池的暗电流要小、光电倍增管电流放大倍数要大、光电倍增管负高压要高)，会对后面部件的性能技术指标提高要求。同时，如果光栅的效率太低，还会影响放大器的性能技术指标，例如要求增大放大倍数、降低放大器的噪声等。所以，每个部件都始终互相影响、互相制约。

所谓把各个部件看成是HPLC系统整体的一部分，就是要根据仪器学理论，看各个部件之间的关系和部件对整机(或整机对各个部件)有什么要求，各个部件又如何影响整机、如何相互影响和制约。这些问题对设计者来讲是非常重要、必须在设计前搞清楚的问题，要求设计者用数字明确规定下来，写成可行性报告。同时，还要请有经验的专家对可行性报告进行论证，而后开始进行设计、试验。否则，就是随意的、漫无目标的设计，将会导致在研发过程中，开始发现不了问题，随着研发工作的深入，问题才逐步暴露，到后期，“节木”式的仪器已经搭出，但性能技术指标达不到要求，问题找不到，这时将导致整个设计失败。因此，作者认为设计必须根据仪器学理论进行，设计前一定既要把各个部件看成HPLC整体的一部分，又要把各个部件看成一个整体。如果一开始就不是根据仪器学理论设计，而是盲目地、随意地进行设计，就必然会失败。

作者通过实践认为，在对HPLC的高压泵、色谱柱、电光系统、光学系统、光电系统、电子学系统、计算机系统等关键、核心部件进行设计时，既要分别独立进行设计、试验，又要进行整体、全方位(全盘)的考虑；必须注意各个部件之间相互影响、相互制约、相互补充的关系。如果不懂仪器学，不从仪器学理论方面考虑问题，是不可能搞清楚这些问题的，也是不可能设计出优质HPLC仪器的。

相关链接：HPLC仪器的关键核心部件的重要性（一）