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蒸发光散射检测器ELSD的原理及特点

Date: 2018-12-05 13:22:32 * 浏览: 297

   蒸发光散射检测器(Evaporative Light-scattering Detector)是通用型检测器,可以检测没有紫外吸收的有机物质,如人参皂苷、黄芪甲苷等。1993才由Alltech公司商业化生产。

一、ELSD原理

恒定流速的色谱仪(高效液相、逆流色谱、高效毛细管电泳等)洗脱液进入检测器后,首先被高压气流雾化,雾化形成的小液滴进入蒸发室(漂移管,drift tube),流动相及低沸点的组分被蒸发,剩下高沸点组分的小液滴进入散射池,光束穿过散射池时被散射,散射光被光电管接收形成电信号,电信号通过放大电路、模数转换电路、计算机成为色谱工作站的数字信号——色谱图。

ELSD的检测原理ELSD运行有三个过程:第一是雾化过程,用惰性气体或净化空气将色谱柱流出物雾化;第二是蒸发过程,在一个加热管(漂移管)中将流动相挥发;第三是检测过程,测定留下来的样品颗粒的光散射。所有商品ELSD都由一种或两种模式完成这三个过程。模式A的操作是全部柱流出物(气溶胶)都进入直的漂移管,让流动相在其中蒸发。模式B中是将气溶胶通过一个弯管,在此管中大的颗粒沉积下来流入废气管,其余的小颗粒进入螺旋状的漂移管。在上述两种模式中,样品颗粒均进入光管,使激光发生散射而得以检测。目前市场上商品的ELSD的光源分为两种,一种以激光作为光源,另一种以钨灯作为光源。

二、特点

1.洗脱液需要雾化,所以雾化气流的纯度和压力会影响检测器的信噪比。

2.因为流动相要蒸发掉,
  a、所以不能使用不易挥发的物质来调节流动相的pH值。
  b、可以通过蒸发温度的调节来使比被测物质沸点低的组分蒸发。
  c、在不使被测物质蒸发的前提下,温度越高,流动相蒸发越完全,色谱图基线越好、信噪比越高。
  d、如果被测物质沸点接近或低于流动相的蒸发温度,则无法检测;不过,100%的水做流动相,蒸发室温度也才设为150摄氏度,沸点比水低的有机物质完全可以用气相色谱仪进行分离检测了。
  e、由于流动相和溶剂蒸发了,使用ELSD检测器收集的色谱图一般没有溶剂峰;而且梯度洗脱没有折光视差效应,一般不会出现基线漂移。

3.检测光散射变化,所有进入到散射池的物质都可被检测,而且响应值只与物质的量(质量)有关。

4.浓度跟峰面积不成线性,分别取自然对数后成线性。

三、检测的独特性

ELSD的通用检测方法消除了常见于传统HPLC检测方法中的难点,不同于紫外和荧光检测器,ELSD的响应不依赖于样品的光学特性,任何挥发性低于流动相的样品均能被检测,不受其官能团的影响。ELSD的响应值与样品物质的量呈指数关系 [1]  ,一般需经对数转换,因而能用于测定样品的纯度或者检测未知物。示差检测器(RI)也可以说是一种通用型检测器,但它灵敏度低,并与梯度脱洗不相容。质谱是另一种通用型检测器,但它的昂贵费用和操作复杂性限制了它的应用。
ELSD的独特检测方法,对于它的多种用途和高性能至为关键。
四、检测步骤
ELSD检测主要分为三个步骤:
(1)用惰性气体雾化脱洗液
(2)流动相在加热管(漂移管)中蒸发
(3)样品颗粒散射光后得到检测。
蒸发光散射检测器是一种通用型的检测器,可检测挥发性低于流动相的任何样品,而不需要样品含有发色基团。蒸发光散射检测器灵敏度比示差折光检测器高,对温度变化不敏感,基线稳定,适合与梯度洗脱液相色谱联用。
蒸发光散射检测器已被广泛应用于碳水化合物、类脂、脂肪酸和氨基酸、药物以及聚合物等的检测。

五、主要优势

1) 可检测挥发性低于流动相的任何样品;
2) 流动相低温雾化和蒸发,对热不稳定和挥发性化合物亦有较高灵敏度;
3) 广泛的梯度和溶剂兼容性,无溶剂峰干扰;
4) 辅助载气提高了检测灵敏度,保持检测池内的
清洁,避免污染;
5) 高精度雾化和蒸发温度控制,保证高精度检测;
6) 可与任何HPLC系统连接。
六、ELSD检测的优点及缺点 
  ELSD可作为高效液相色谱(HPLC)、高速逆流色谱(HSCCC)、超临界流体色谱(SFC)等色谱的检测器。作为新型的通用型检测器,它具有许多优点:首先,ESLD检测不依赖于样品的光学性质,只要挥发性小于流动相的物质,都可以在ELSD上产生响应。其次,ELSD可以很好的支持梯度洗脱,蒸发光散射检测可以消除流动相配比变化对基线产生的影响。另外,与示差检测器及紫外低波长检测相比,ELSD具有较好的灵敏度。
 
  但是,相对于UV检测器,ELSD检测也有一定的特殊性。ELSD检测要求流动相及流动相中加入的修饰剂必须有良好的挥发性,这样就使非挥发性的缓冲盐的应用受到了限制。另外,与UV检测器相比,ELSD检测的灵敏度不是足够的理想。

七、影响ELSD检测性能的基本因素

 
  操作模式的选择,选择合适的操作模式可提高方法的灵敏度,操作模式的选择取决于样品的挥发性、流动相的组成及其流速。
 
  流动相组成及流速的选择,流动相的挥发性越好,方法的灵敏度越高。流动相的流速越低,相应的信号越强。漂移管温度对基线水平和噪音的影响并无明显的规律性。最优温度应为在流动相基本挥发的基础上,产生可接受噪音的低温度。载气流速是影响检测性能的一个很重要的因素。最优载气流速应是在可接受噪音的基础上(例如05mV),产生最大检测响应值时的低流速。