实践表明，设计者的思路和方法非常重要。我们的设计应该紧紧围绕“降低误差”四个字进行。首先，设计HPLC的目的是为了给使用者使用，而使用者使用HPLC的目的是要出分析测试数据，而出数据最根本、最关键的问题就是数据准确、稳定可靠，也就是说分析测试的数据误差要小。而使用者分析测试得到的数据是否可靠，误差是否符合要求，又取决于仪器的性能技术指标。所以，设计者要紧紧围绕“减少误差”四个字进行，这就要求对仪器的性能技术指标进行认真设计、认真加工、认真测试。目前，这个问题在国内外很多HPLC仪器的设计者中还没有引起高度重视。特别是在设计、制造带有光学类检测器的HPLC仪器时，对此更加应该引起高度重视。

设计时应紧紧抓住误差的分配，这是最关键的问题。误差的分配设计又是关键中的关键，同时也是一个非常难的问题。设计者要掌握误差分配的设计，必须懂得仪器学，必须有较宽的知识面，必须对所设计的HPLC仪器的主要性能技术指标的物理意义、对分析误差的影响、测试方法等有非常深刻的认识。作者积几十年的设计和使用HPLC仪器的经验和教训，将在本章中对误差的分配设计进行总结。作者的这种研究工作总结在一般文献中很难找到。作者曾在1990年发表过一篇论文，题目叫“光谱仪器设计的一种新方法”，实际上也非常适用于HPLC仪器(检测器)的设计。作者在文中提出了设计的“光电归一法”，主要是从仪器学的角度、从制造和使用二者的结合上，考虑分析误差的分配。作者将光学、电子学的误差“归一”，用同一个量纲表示(电学量mV或吸光度Abs)。作者的“光电归一法”，是作者把Johnson, Scott, Munk和Winstead等提出的将HPLC仪器整机的噪声、漂移、灵敏度等统一用吸光度或电量表示的思想，和作者长期从事仪器研发工作时探索总结出来的“光电综合平衡”的思想相结合，而提出的一种新的设计方法。该种“光电综合平衡”方法的最大特点是光电合一、光电相互补充(光电综合平衡)，将光学系统的光学参数和电子学系统的电学参数统一用同一个量纲表示，与仪器整机的性能技术指标挂钩，进行“归一”。这样做可以避免设计工作走弯路、可以提高整机的性能，使整机的综合性能技术指标达到最佳水平。作者在文中把仪器的组成部分分为电光系统、光学系统、光电系统、电子学系统和计算、输出、打印系统等几个部分(部件)，对各个部件所允许的误差在各个性能技术指标上进行分配，并通过设计、测试、修改性能技术指标的方法，严格控制整机的分析误差，达到了很好的设计效果。

虽说“光电归一法”或“光电综合平衡”法当时还只是作者对设计方法的一种探索，有些地方还不够成熟，但是对作者后来的设计思想(五大关键、核心部件的设计、制造、测试方法)的形成起到了很好的作用。“光电归一法”或“光电综合平衡”法与本节介绍的作者提出的“整机和五大关键、核心部件设计、制造、测试”的设计方法基本思想是一致的。作者在“光电归一法”一文中列举了应用实例，并对如何掌握运用“光电归一”法进行了讨论。作者认为，“光电归一”设计方法，可以克服设计的盲目性，其适用性强、成功率高、设计周期短、成本低，值得推广。请感兴趣的读者可以参阅：“李昌厚，光谱仪器设计的一种新方法，光谱仪器与分析，1990，5”。

实践表明，HPLC(包括所有分析仪器)设计的灵感一般来自三个方面。

第一，使用者的需求。使用者需要使用什么样的HPLC仪器？什么样的HPLC仪器好用？什么样的HPLC仪器不好用？使用者最清楚。例如，作者曾发明了一种紫外/荧光一机多用的仪器(主要用作HPLC检测器)，其灵感就是来自中国科学院上海有机化学所的有机化学专家、老前辈、世界最知名的有机化学家之一汪猷教授。汪猷教授当时正在研究核酸课题，他发现国外的科学家在研究核酸课题时，使用HPLC做分析检测手段。因为五种核苷中，有的核苷有紫外吸收而不发天然荧光，有的核苷既有紫外吸收，又有天然荧光，有的核苷没有紫外吸收，所以国外科学家在用HPLC作分析工作时，常用一只紫外检测器和一只荧光检测器串联来检测。但是这两种检测器串联后容易产生峰扩散，降低灵敏度，所以，当时汪猷教授提出希望作者研制一种既能检测紫外吸收，又能同时检测荧光发射的仪器，但同时要求峰型不能因为两种检测器串联用而扩散。

根据汪猷教授提出的使用要求，经过认真调研，从仪器学理论的角度出发，研制出了一种符合汪猷教授要求的HPLC紫外/荧光检测器仪器，该仪器只需要8uL的试样，一次进样就可得到紫外吸收和荧光发射两种谱图，可以区分前述发荧光、不发荧光的物质，结果令人非常满意。该仪器于1988年获得国家级的发明奖。所以，作者深深体会到，要设计出好的分析仪器，设计人员一定要多听使用者的意见，要多调查一些使用者，这是设计好分析仪器的第一个最重要的灵感来源。

第二，维修仪器的实践。维修仪器的科技工作者发现的问题和总结的经验非常重要，他们最能发现仪器的问题，特别是工艺设计方面的问题，如安装工艺、使用工艺、维修工艺方面的问题，因为他们在第一线，直接接触仪器。什么样的仪器好用，他们可以直接听到使用者的声音；什么样的仪器安装、维修最方便，他们最了解。所以，设计人员要多听维修者的意见，要多调查维修者。作者大学毕业后，曾经做过十多年的进口分析仪器(紫外可见分光光度计、红外分光光度计、原子吸收分光光度计)、多种进口HPLC仪器、气相色谱一微波等离子体多通道直读光谱仪、进口薄层色谱扫描仪等多种分析仪器的维修工作，后来又长期使用、研发各类光谱、色谱仪器。这些实践，使作者积累了维修工作经验，了解了使用者的要求，看到了很多仪器设计不合理的地方。作者的实践表明：如果有条件，设计人员最好适当参加一些有关仪器的维修工作，这对设计工作将大大有益。这是设计灵感的第二个来源。

第三，仪器学理论。所有分析仪器的设计者必须遵循仪器学理论，用仪器学理论指导研发仪器的实践，把仪器学理论与研发仪器的实践紧密结合，同时应尊重有实践经验、懂仪器学的专家，才能设计好分析仪器。许多科技工作者设计仪器时，并没有把仪器学放在首位考虑，所以他们设计出的仪器往往误差很大，不能满足使用要求。如一些HPLC仪器的设计者往往不注重影响仪器分析误差的最主要的性能技术指标，特别是对杂散光、噪声、光谱带宽、检测限等最重要的性能技术指标的设计，不能从仪器学的理论上去计算、分析，而是盲目地规定一个性能技术指标。结果仪器整机到了用户手里，在使用时分析误差很大，不能满足使用要求。

许多HPLC仪器的设计者，不能根据仪器学理论对核心部件认真地进行分析、不能科学地分配误差。例如，有些设计者忽视对HPLC仪器电源的主要技术指标的设计、测试；他们不知道氘灯的恒流电源的不稳定对分析结果会产生多大的影响，不知道钨灯的恒压电源的不稳定对分析结果会产生多大的影响。所以，他们不注重对氘灯恒流电源的电流调整率S₁和纹波系数S_R认真测试，也不注重对钨灯恒压电源的电压调整率S_v和纹波系数S_R认真测试，结果设计、制造出的仪器肯定不好(分析误差很大)，而且不稳定。同样，设计光电系统(如光电倍增管及其电源)时，他们也往往对性能技术指标的分析、测试不够重视。作者认为，仪器学理论是HPLC设计者灵感的第三个来源。

上述三个设计灵感的来源，是很多设计者容易忽视的地方，也是影响我国的HPLC仪器水平提高的主要因素。

相关链接：HPLC设计的基本方法（二）