8．其他指标

除以上技术指标外，还有与结构和外形有关的一些指标，如打拿极材料、进光方式、几何尺寸、管脚和连接等。这些指标一般都会在说明书中给出。

结合作者的实践经验，在HPLC的各类光学类检测器仪器的设计、制造时，选择光电倍增管特别要注意以下问题。

(1)选择光电倍增管要和选择光源联系起来考虑。在HPLC系统的整个波段内，往往将光源的能谱分布较弱的波段，对应光电倍增管的响应值较大的波段。这样有利于提高整个仪器的灵敏度。例如，在使用氙灯和溴钨灯做光源的HPLC荧光检测器仪器中，往往要挑选最大响应波长偏于短波方向的光电倍增管。作者曾在研制荧光检测器时用溴钨灯做光源，选用了日本的MS-9SY做光接收器，得到了满意的结果。作者的长期实践证明，日本Hamamadzu的R₄₅₆、R₉₂₈等光电倍增管在紫外或荧光检测器上使用较为理想。R₁₀₆，1P28，MS-9SY等光电倍增管在紫外检测器仪器中使用比较合适。而在Raman光检测器仪器中，美国RCA的C31034A和英国EMI的9558B，96256S等较为理想。作者和国内外的很多科技工作者，在紫外检测器的研发工作中，经常采用日本Hamamadzu的R₉₂₈光电倍增管做光电转换器，结果都较为理想。

(2)要根据入射光的能量和所估算的光学类分析仪器需要输出的信号大小来挑选光电倍增管。国外有些光电倍增管的灵敏度很高，如英国的9658R，其阴极灵敏度达到320uA/1m，阴极灵敏度达到200～2000A/1m。

(3)挑选灵敏度时，必须注意灵敏度与总电压的关系。作者曾测量过R₄₅₆，发现当总电压为600V时，阴极积分灵敏度为47.6A/lm。因此，在挑选光电倍增管的灵敏度时，必须考虑到使用时的实际情况。

(4)必须对光电倍增管的主要指标进行测试。我们既可以用电子工业部规定的标准测试光电倍增管，又可以自己设计测试方法。作者曾用自己研制的双光路流动比色荧光仪做测试设备，对R₄₅₆等光电倍增管进行相对灵敏度挑选，得到了满意的结果。其具体做法是：用被挑选的光电倍增管代替测试仪器上原有的光接收器，测出某些有代表性的波长的入射光输出的光电流的大小(可以用记录仪记录峰高)。在同一条件下，依次调换被测管，分别得到一系列数据。将各管的数据进行比较，便可达到挑选的目的。在用光电倍增管做光接收器的光学类分析仪器上，都可以用这种方法方便地进行光电倍增管灵敏度的挑选。但要注意，测试时一定要给光电倍增管加一个非常稳定的高压电源，否则得不到满意的结果。

虽说这种方法不能测得某一光电倍增管的绝对灵敏度，但是对一般使用者来讲，采用它来挑选光电倍增管的相对灵敏度，可以说是一种简单可靠、行之有效的方法。

(5)在设计HPLC仪器的工作中，挑选或使用光电倍增管时，无论如何都不能超过光电倍增管的电参数的额定值。否则，会带来严重后果。例如，最大平均阳极电流I_a，一般是指允许没有严重疲劳效应的最大平均阳极电流。如果超过此值，就会引起永久性的增益(放大系数)变化(即光电倍增管被损坏)，降低灵敏度。一般英国EMI公司的侧窗型光电倍增管最大阳极电流I_a都不超过100uA，其他光电倍增管不超过200uA。

(6)要重视对光电倍增管的分压器设计。光电倍增管的分压器设计直接关系到输出的质量。这里的首要问题是分压器电阻的挑选。光电倍增管工作时，两电极间的内阻就降低，而最后几级电流较大，所以其内阻变化也较大，这是应该避免的。一般的措施是：将光电倍增管的分压电阻选得足够小，以保证I_R≥20I_max(I_R为分压器的电流，Imax分阳极电流)。日本Hamamatus公司指出，IR=50I_a为最理想。I_R一般小于0.1mA。因此，光电倍增管的每级间电阻可选取50kΩ～1MΩ。并且这些电阻必须很稳定。经验证明，电阻改变1％，整个光电倍增管的放大倍数将改变5％。作者在研制HPLC双光路流动比色的荧光检测器时，取分压电阻为100kΩ，(1/4)W、精度为0.1％的RJJ金属膜电阻组成R₄₅₆的分压器．发现比一般金属膜电阻组成的分压器，其输出稳定性有明显改善。但当分压器电阻取的过小时，若在较高电压下使用，则对电源的功率、分压电阻的功率又提高了要求。一般将分压器电阻的功率选为计算功率值的两倍或更大。这样，可以防止发热引起的阻值改变。否则，会因为电阻发热或电源功率不够而造成光电倍增管的输出不稳定。

(7)光电倍增管线性范围的控制。光电倍增管一定要工作在它的线性区(线性范围内)，否则输出结果不是真实的，有时还会损坏光电倍增管。影响光电倍增管线性区(线性范围)的因素很多，最主要的有三个方面。

①被测光通量过强或过弱。很多学者测试证明，光电倍增管在光通量为10^-13～10^-4 lm范围内时，其光电特性(即阳极电流I_a和光电阴极所受光通量的关系)对于直线的偏离不超过3％；但当光通量超过10^-13～10^-4 lm范围内时，则光电倍增管的输出不呈线性关系。因此，对用光电倍增管做光电转换元件的光学类分析仪器设计时，要认真计算这个问题。特别是在滤光片式的HPLC仪器设计时，这个问题更加值得高度重视。例如，作者在研制HPLC的单波长紫外检测器(253.7nm的专用紫外检测器)时发现：用光电倍增管做光接收器，如果仪器在进样前或进样后，移动相或试样(很稀的试样)对253.7nm的光吸收非常微弱的时候，光电倍增管处在很强的紫外光照射下。如果不经过认真计算，并对光通量加以控制，往往光电倍增管接收到的紫外光通量会超过10^-4 lm，超过了光电倍增管能承受的光通量的线性工作区的上限，使光电倍增管的输出不在线性范围内。此时，该检测器的真实线性动态范围将很小(即光电倍增管的输出电信号不与入射光通量在宽范围内成正比)。而作者在HPLC的FD-1型荧光检测器的研制时，由于荧光信号很弱，往往检测不出荧光信号。这是因为信号的光通量在光电倍增管要求的光通量下限(10^-13 lm)以下的原因。所以，这时就要提高光通量或加大光电倍增管的负高压才行。作者在研制FD-1型荧光检测器的工作时，采用日本Hamamatus的光电倍增管R₄₅₆，并对光电倍增管的光电特性，做过认真研究。通过计算，发现日本Hamamatu、的光电倍增管R₄₅₆在600V高压时，分压电阻值取100kΩ，负载电阻R_L取10kΩ，此时，荧光强度的下限达到10^-9 lm左右，已经超过光电倍增管R₄₅₆的线性区下限。如果再想大幅度提高FD-1型荧光检测器的灵敏度(即提高负高压、降低荧光强度)，则光电倍增管R₄₅₆的输出特性曲线将有明显偏高(暗电流增大，信噪比变小所致)，即超出其线性区(线性动态范围)的下限。

②暗电流。当接近线性区下限的入射光通量固定时，若光电倍增管的暗电流增大，则会直接降低输出信号的信噪比。此时，输入的光信号会被暗电流等噪声淹没。所以，光电倍增管的线性区的下限会明显升高，即暗电流对光电倍增管的线性的影响将限制光电倍增管的对更微弱的光信号的检测。

③阳极电压。如前所述，当接近线性区下限或上限的入射光强固定时，若阳极电压偏高或偏低，则光电倍增管的输出与入射光强不呈线性关系，因此，阳极电压也影响光电倍增管的线性。

作者通过实践，认为设计高端HPLC仪器，如果采用光电倍增管做光接收器，则应该对光电倍增管做严格的筛选。并且，筛选光电倍增管必须注意下述问题。

(1)选择阳极灵敏度高的光电倍增管，因为它可以决定仪器的灵敏度。

(2)要选择暗电流小的光电倍增管，因为它直接影响仪器的噪声，影响仪器的灵敏度。

(3)要注意合适的波长范围、最大响应波长的位置。如果是紫外类的仪器，最大响应波长位置应该选择在紫外区。因为紫外区光源的能量弱了、光电倍增管的灵敏度低了，所以最大响应波长位置选择在紫外区，有利于提高仪器的灵敏度。

(4)最好认真测试光电倍增管的相对光谱响应特性曲线(测试方法全面已经讨论)。特别是对要求高的HPLC仪器中使用的光电倍增管，更应该测试。

相关链接：HPLC仪光电倍增管的选择和测试方法（三）