主要品牌蒸發(fā)光散射檢測(cè)器參數(shù)對(duì)比和設(shè)計(jì)原理

主要品牌蒸發(fā)光散射檢測(cè)器（ELSD）參數(shù)對(duì)比和設(shè)計(jì)原理蒸發(fā)光散射檢測(cè)器（ELSD檢測(cè)器）是一種通用型的色譜檢測(cè)器，可檢測(cè)揮發(fā)性低于流動(dòng)相的任何樣品，蒸發(fā)光散射檢測(cè)器ELSD工作時(shí)在輔助氣體作用下，將流動(dòng)相霧化，形成的液霧通過(guò)加熱而蒸發(fā)，此時(shí)溶解在流動(dòng)相中不易揮發(fā)的樣品即形成微顆粒物，這些微顆粒物由輔助氣體推動(dòng)進(jìn)入光束通道，造成光束散射。通過(guò)測(cè)定散射光的強(qiáng)度即可預(yù)測(cè)樣品顆粒的數(shù)量，從而測(cè)定樣品純度。蒸發(fā)光散射檢測(cè)器靈敏度比示差折光檢測(cè)器高，對(duì)溫度變化不敏感，基線穩(wěn)定，適合與梯度洗脫液相色譜聯(lián)用。蒸發(fā)光散射檢測(cè)器已被廣泛應(yīng)用于中藥成分分析、碳水化合物、類脂、脂肪酸和氨基酸、藥物以及聚合物等的檢測(cè)。蒸發(fā)光散射檢測(cè)器技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：-可檢測(cè)揮發(fā)性低于流動(dòng)相的任何樣品；-流動(dòng)相低溫霧化和蒸發(fā)，對(duì)熱不穩(wěn)定和揮發(fā)性化合物亦有較高靈敏度；-廣泛的梯度和溶劑兼容性，無(wú)溶劑峰干擾；-輔助載氣提高了檢測(cè)靈敏度，保持檢測(cè)池內(nèi)的清潔，避免污染；-高精度霧化和蒸發(fā)溫度控制，保證高精度檢測(cè)；-可與任何HPLC系統(tǒng)連接。一、主要品牌蒸發(fā)光散射檢測(cè)器性能參數(shù)性能比較目前中國(guó)市場(chǎng)上蒸發(fā)光散射檢測(cè)器品牌比較多，市場(chǎng)上主流品牌蒸發(fā)光散射 一一? ? 一??檢測(cè)器有：AlltechELSD3300，SanotacELSD9000，Agilent1290，Waters2424，unimicroUM5800。主要品牌蒸發(fā)光散射檢測(cè)器的性能參數(shù)比較如下表:型號(hào)Alltech?ELSD3300Sanotac?ELSD9000Agilent?1290Waters?2424unimicro?UM5800Sedex?90光源帶準(zhǔn)直鏡二極管激光器，650nm，30mW帶準(zhǔn)直鏡二極管激光器，650nm，30mW二極管激光器，405nm，10mW鹵素?zé)舳O管激光器，650nm，30mW二極管激光器，405nm，10mW光電探測(cè)器件硅光電池光電倍增管光電倍增管光電倍增管光電倍增管光電倍增管蒸發(fā)溫度室溫到120oC室溫到150oC室溫到120oC室溫到100oC室溫到130oC室溫到100oC基線噪聲<0.01mV<0.1mV<0.03mV基線漂移<0.1mV/h<1mV/h<0.3mV/h最低檢測(cè)限0.5ng1ng0.5ngRSDu6<1.5%<2.0%<2.0%

氣體要求推薦氮?dú)鉂崈艨諝饣虻獨(dú)鉂崈艨諝饣虻獨(dú)鉂崈艨諝饣虻獨(dú)鉂崈艨諝饣虻獨(dú)鉂崈艨諝饣虻獨(dú)鈿怏w流量范圍1.0~2.0L/min1.0~4.0L/min0.9~3.2L/minL/min~L/min1.0~4.0L/min<3L/min液體流量范圍<3mL/min10|iL/minto3mL/min0.2mL/minto5mL/min<2mL/min10|iL/minto3mL/min5|iL/minto5mL/min氣體輸入壓力范圍4~6bar4~5bar4.1~6.9bar4.1bar2~5bar3.5bar模擬輸出范圍1000mV或10mV滿量程-1200~1200mV0~1000mV-100~2100mV0~1000mV0~1000mV增益調(diào)整0~300to1000(PMT)-1to12輸出偏置土1000mV±2000mV-數(shù)字濾波器移動(dòng)窗口濾波海明窗濾波-移動(dòng)窗口濾波關(guān)斷氣源氣源，光源，加熱氣源，光源，加熱光源，流動(dòng)相氣源，光源氣源，光源，加熱自動(dòng)歸零YesYesYesYes-Yes低功耗模式Y(jié)esYes-通訊接口TTL,USB,RS232,EthernetTTL,USB,RS232,Ethernet,RS485TTL,RS232,EthernetRS232,EthernetRS232USB,RE232用戶交互全彩微軟windows，圖形化的LCD顯示屏，字母數(shù)字鍵盤16x2VFDL高亮度顯示屏，10鍵多功能鍵盤真空熒光顯示屏，鍵盤晶顯示屏，鍵盤16位圖形化液晶顯示觸摸屏液晶顯示屏，鍵盤電源120/240V,50/60Hz85?264V,50/60Hz100?240V,50/60Hz100~240v,50~60Hz220V,50Hz230V/50Hzor115V/60Hz尺寸（高X寬X深）29.5cmx26.2cmx49.5cm19cmx26cmx42cm41.5cmx20cmx45cmcmxcmx52.1cm22cmx33cmx46cm25cmx48cmx55cm重量16kg10kg13kg14kg18.5kg二、 主要品牌蒸發(fā)光散射檢測(cè)器ELSD基本結(jié)構(gòu)依據(jù)ELSD的設(shè)計(jì)原理，ELSD的結(jié)構(gòu)由三大部分組成：即霧化處理結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)結(jié)構(gòu)和散射光檢測(cè)結(jié)構(gòu)。第一步：霧化處理結(jié)構(gòu)，流動(dòng)相與輔助氣混合，在輔助氣的壓力作用下從一小孔中噴出而形成濃霧，整個(gè)裝置稱為噴嘴或稱霧化器。流動(dòng)相霧化后形成的液霧(霧珠)由于均勻性及一致性差，因此必須進(jìn)行處理，否則影響其有效蒸發(fā)，此過(guò)程稱為分流。低溫分流技術(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了低溫?fù)]發(fā)，特別有利于半揮性化合物的測(cè)定及高水相流動(dòng)相的應(yīng)用。第二步：蒸發(fā)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)第一部處理的霧珠進(jìn)一步流向經(jīng)加熱處理的區(qū)域，此時(shí)霧珠在熱的作用下不斷揮發(fā)形成氣體，揮發(fā)性差的樣品從流動(dòng)相霧珠中析出而形成顆粒物。這一裝置稱為蒸發(fā)區(qū)或漂移管。漂移管也有兩種設(shè)計(jì)方式，即螺線管式和直管式設(shè)計(jì)。螺線管有更長(zhǎng)的漂移距離，能更好的實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)，但隨著流動(dòng)相所經(jīng)距離的延長(zhǎng)，峰形變寬，靈敏度降低，且漂移管不方便維護(hù)，而直管則有更窄的峰，相對(duì)靈敏度提高，且維護(hù)方便。第三步：散射光檢測(cè)結(jié)構(gòu)，監(jiān)測(cè)區(qū)由光源和光檢測(cè)器組成，光源經(jīng)光學(xué)處理后形成一束光，穿過(guò)漂移管末端口，氣體經(jīng)過(guò)光束時(shí)，不會(huì)影響光的穿透，而當(dāng)樣品顆粒經(jīng)過(guò)時(shí)，光即產(chǎn)生散射。散射出來(lái)的光照在90度位置上的光檢測(cè)器即產(chǎn)生光電信號(hào)。三、 主流品牌蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)的檢測(cè)原理蒸發(fā)光散射檢測(cè)器技術(shù)原理，經(jīng)Charlesworth和Mengerink等系統(tǒng)地總結(jié)如下：霧化色譜柱流出進(jìn)入霧化器后，與充入的氣體混合形成液滴，液滴的平均直徑D0可以用Nakiyama和Tanasawa提出的公式計(jì)算：D0=0.585xSqr(o)/(△<*sqr(p))+212(n/o*p)".45*((1000xFL/Fg)"1.5)其中D0為表面積體積平均直徑Wm)，為洗脫液的表面張力(N/m)；叩為液體和氣體之間的線速差(叩/s)；n為柱流出物的粘度(Pa.s)；p為柱流出物的體積質(zhì)量(Kg/m)；FL/Fg為柱流出物與氣體的流速比。最初的液滴直徑分布為高斯分布或非對(duì)稱的正態(tài)分布。漂移液滴進(jìn)入漂移管后揮發(fā)。液滴進(jìn)入到加熱的漂移管中，至少有三個(gè)現(xiàn)象發(fā)生：易揮發(fā)的部分蒸發(fā);一些顆粒落到漂移管的管壁上;一些顆粒凝結(jié)在一起。Charlesworth提出了計(jì)算柱流出物蒸發(fā)時(shí)間的公式：Td=AHVpD0人2/MvKfAT其中td為完全揮發(fā)的時(shí)間；AHV/M為摩爾揮發(fā)度；AT為霧化氣體與液體表面的溫度差；Kf為液滴周圍氣體薄層的熱導(dǎo)率。當(dāng)溫度上升到一定程度，被分析物(a)會(huì)同流動(dòng)相一道揮發(fā)，因此最佳溫度為tdm<td<tda。但為了減少顆粒在漂移管管壁上的沉淀，td的選擇最好是比tda略高一點(diǎn)。FL/Fg增大會(huì)使顆粒間更容易凝結(jié)。在可以忽略漂移管管壁上的沉淀或平均直徑不被其它因素改變的前提下，進(jìn)入光散射池的氣溶膠中的顆粒直徑d與被分析物在洗脫液中的濃度C成正比：d8D0(c/pa)人(1/3) (*)其中：pa為被分析物的體積質(zhì)量。對(duì)于軸心式的霧化器，當(dāng)被分析物的質(zhì)量濃度為1mg/L時(shí)，被分析物顆粒的大小處在米氏散射區(qū)域。根據(jù)米氏理論，散射光強(qiáng)度I可以表示為：I=knd2（d/入）"y其中：k為常數(shù)；n是散射區(qū)域中顆粒的數(shù)目；入為檢測(cè)波長(zhǎng)；隨著d/入的增加，y值從4.0減小到-2.2。當(dāng)入和n為常數(shù)，散射光強(qiáng)度以dAp（p<6）指數(shù)增加，根據(jù)（*）式，散射光強(qiáng)度以cAq（q<2）指數(shù)增加。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)顯示，ELSD的相應(yīng)值（Y）與被測(cè)物濃度（X）的關(guān)系曲線比較復(fù)雜。在較高濃度范圍內(nèi)，大致呈線性；而在低濃度范圍內(nèi)，則大致呈指數(shù)關(guān)系，即Y=AxAb，其中的b值往往為1-2（與理論相符）；另有少數(shù)實(shí)驗(yàn)表明，響應(yīng)值與被測(cè)物濃度呈二次函數(shù)關(guān)系，即Y=aX+BxA2。⑷校正曲線和檢測(cè)限當(dāng)被分析物在洗脫液中的濃度較低時(shí)，被分析物濃度值的對(duì)數(shù)與響應(yīng)值的對(duì)數(shù)的校正曲線大致呈線性。之后，Meeren等［建立了一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬的ELSD檢測(cè)機(jī)理模型，其基本理論也是建立在米氏理論的基礎(chǔ)上。他們把影響ELSD的響應(yīng)的因素分成四組：載氣氣壓，霧化器的設(shè)計(jì)，流動(dòng)相的組成和流速都將影響到霧化過(guò)程；被分析物的濃度和密度等決定了進(jìn)入光散射池的氣溶膠中的顆粒的直徑；被分析物的折射指數(shù)，光源發(fā)出的光的強(qiáng)度和波長(zhǎng)，光電倍增管的位置等將影響到散射光強(qiáng)度；光電倍增管的靈敏度和入射光的強(qiáng)度決定了檢測(cè)的效率，即反映為實(shí)驗(yàn)者所觀測(cè)到的峰面積。馮埃生等和Trathnigg等考察了影響ELSD檢測(cè)性能的基本因素，他們發(fā)現(xiàn)漂移管溫度對(duì)基線水平和噪音的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律性，溫度過(guò)低流動(dòng)相得不到充分揮發(fā)，使基線水平較高；溫度過(guò)高則可能帶來(lái)更大的噪音。氣體流速增大，使響應(yīng)值減小，故最佳氣速是在可接受噪音的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生最大檢測(cè)響應(yīng)值的最低氣體。流動(dòng)相中可以加入低于10mmol/L的揮發(fā)鹽來(lái)調(diào)節(jié)所需的酸度。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，峰面積和峰高的自然對(duì)數(shù)分別與濃度的自然對(duì)數(shù)有較好的線性關(guān)系。四、蒸發(fā)光散射檢測(cè)器在HPLC中的應(yīng)用研究ELSD檢測(cè)器在對(duì)類酯、表面活性劑、糖、氨基酸、季銨鹽、高聚物、甾體化合物等物質(zhì)的檢測(cè)，以及藥物分析方面發(fā)揮著重要的作用。歸納起來(lái)，這些物質(zhì)往往具有如下的特點(diǎn)：物質(zhì)本身不含生色團(tuán)或吸光系數(shù)不大，使用UVD檢測(cè)靈敏度很低。物質(zhì)組分復(fù)雜，組分間極性差異較大，分離需要進(jìn)行梯度洗脫，故RID幾乎不適用，短波長(zhǎng)UVD在梯度洗脫時(shí)常會(huì)發(fā)生基線漂移。使用ELSD檢測(cè)，可以克服這些困難。對(duì)于不含生色團(tuán)的物質(zhì)，ELSD可以不經(jīng)衍生，直接進(jìn)行檢測(cè)，從而避免了衍生帶來(lái)的誤差