蒸发光散射检测器(ELSD)的原理及特点
蒸发光散射检测器ELSD
蒸发光散射检测器ELSD蒸发光散射检测器(ELSD)的原理及特点蒸发光散射检测器(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:洗脱液的雾化——流动相的蒸发——含有待测物的剩余颗粒的光散射检测恒定流速的色谱仪(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。
当载气从雾化室把液滴运送到加热漂多管时，蒸发开始。
在加热漂移管溶剂被除去，产生微粒或纯溶质的小滴，为了维持颗粒大小的均匀性，在这个步骤中尽量采用低的温度是相当重要的。
此外，低温蒸发增强溶质结晶化，溶质颗粒越大，检测光散射的强度就越大。
还有，这已被清楚的证明，相同大小的固体颗粒比液体颗粒对散射光更有效。
在高的温度下，太剧烈的溶剂挥发会导致颗粒的大小不均匀，或者抑制结晶的形成，反过来又影响液体散射过程。
在这个阶段，洗脱液颗粒或液滴从加热漂移管出来进入检测池，散射入射光从光源到达这里。
散射光通过光检测器(光电倍增管或光电二极管)加以定量。
光检测器产生的电信号与通过检测池的颗粒数量和大小成比例。
在Chromachem检测器，通过居中在可见区的多色光源(卤素灯)产生入射光束。
这入射光束集中在光检测池的中间，使光检测器的灵敏度最优化。
光检测器是强大的光电倍增管，与入射光束成120。
使检测响应信号达到最强。
散射光束通过双层聚光镜集中在光电倍增管的中间。
通过与入射光束同轴的光阱来防止入射光进入光电倍增管。
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。
ELSD工作原理
ELSD工作原理一、ELSD的设计原理：在辅助气体作用下，将流动相雾化，形成的液雾（雾珠）通过加热而蒸发，此时溶解在流动相中不易挥发的样品即形成颗粒物，这些颗粒物由辅助气体推动进入光束通道，造成光束散射。
通过测定散射光的强度即可预测样品颗粒的数量，从而测定样品浓度。
二、ELSD基本结构：依据ELSD的设计原理，ELSD的结构由三大部分组成：即雾化雾珠处理，蒸发和散射光检测。
第一步：雾化过程，也称为喷雾过程。
流动相与辅助气混合，在辅助气的压力作用下从一小孔中喷出而形成浓雾，整个装置称为喷嘴或称雾化器。
流动相雾化后形成的液雾（雾珠）由于均匀性及一致性差，因此必须进行处理，否则影响某其有效蒸发。
此过程称为分流。
依据不同的分流方式，ELSD经历了三代发展。
即限流器分流技术时代，撞击器及低温分流技术时代和热分流技术时代。
在第二代分流技术时代，依据所使用的分流技术不同，出现了两大类的ELSD，即常说的A 型和B型。
A型ELSD以撞击器分流技术设计，可以实现分流和不分流两种操作模式；B型ELSD，以低温分流技术设计，只能实现分流操作，但由于其雾珠处理利用颗粒粒度方式分流，因而实现了低温挥发，特别有利于半挥性化合物的测定及高水相流动相的应用。
A、B类型其区别在于：类型A的操作是全部柱流出物都进入直的漂移管，让流动相在其中蒸发；类型B的操作是把柱流出物通过一个弯管，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蒸发管。
Wilcox考察了这两种类型的ELSD，他认为类型A的ELSD把所有的气溶胶都送到漂移管中，为了有利于蒸发常常使用较高的操作温度，因此它适合于检测不挥发的样品，使用流速为1.0ml/min（或更低流速）的挥发性流动相进行分析。
类型B的ELSD将大颗粒气溶胶撞在弯曲管管壁上除去，使气溶胶粒度分布变窄，在较低的温度下易于蒸发，适合于检测半挥发性样品，以流速为1.5ml/min（或更高流速）的高含水流动相进行分析。
蒸发光散射检测器原理
蒸发光散射检测器原理蒸发光散射检测器（Evaporative Light Scattering Detector，简称ELSD）是一种常用的色谱检测器，主要用于对非挥发性、非吸收性或难于检测的化合物进行定量分析。
ELSD的原理基于样品蒸发后所产生的散射光强度，通过测量样品中散射光的强度来实现对化合物的检测和定量。
ELSD的工作原理如下：1.环境气氛：ELSD中的样品通过蒸发器被转化为气态，然后进入和环境气氛相互作用的区域。
为了获得较强的光散射信号，通常使用较高的柱温和较低的环境压力。
2. 光散射：样品中的分析物在环境气氛中形成微小颗粒，当入射光通过这些颗粒时，会发生光散射。
根据Mie理论，散射光的强度与颗粒的大小、形状和折射率的相关性较强。
小的颗粒、高的折射率和大的折射率差异将导致更强的光散射信号。
3.探测器：ELSD中的探测器是一个光电器件，能够转换光散射光子到电子信号，并输出相应的电压信号。
输出信号的强度与入射光的强度成正比。
4.敏感度提高：为了提高ELSD的检测灵敏度，通常采用背景补偿方法。
通过同时测量背景散射和样品散射信号，并在信号处理中减去背景散射光，可以有效地消除背景噪声。
ELSD的优点和应用领域：1.高通量：ELSD适用于高通量的分析，因为它可以适应大量样品流量。
2.无需色谱柱：由于ELSD不基于化学反应或吸收现象，因此无需特定的分离柱，适用于各种色谱方法。
3.可用性：ELSD适用于各种化合物，包括有机化合物、大分子和生物分子等，具有广泛的应用领域。
4.无需标准品：ELSD不需要外部标准品来进行定量分析，可以减少标准品的使用和准备的成本。
5.定量精度：ELSD具有较高的定量精度和重现性，可用于定量分析和研究。
ELSD是一种常用的色谱检测器，其原理基于化合物在环境气氛中的蒸发和光散射。
ELSD具有高通量、适用于各种化合物和无需标准品进行定量分析的优点，因此在药物分析、天然产物分析、生物医学研究等领域得到广泛应用。
简述蒸发光散射检测器的特点及应用
简述蒸发光散射检测器的特点及应用蒸发光散射检测器（Evaporative Light Scattering Detector，ELSD）是一种常用于分析化学和生物化学领域的检测器。
它通过蒸发溶剂中的溶质，利用光散射的原理对样品进行检测和分析。
蒸发光散射检测器具有以下特点和应用：1. 特点：(1) 无需特定波长的光源：蒸发光散射检测器是一种全波长通用的检测器，不需要特定波长的光源。
这使得它可以适用于各种溶剂和样品类型，无需进行光源的更换和调整。
(2) 灵敏度高：蒸发光散射检测器对于非挥发性和热稳定性差的样品具有很高的灵敏度。
相比于传统的紫外-可见吸收检测器，ELSD 可以检测到低至纳克级的溶质浓度。
(3) 宽线性范围：蒸发光散射检测器具有宽广的线性响应范围，能够准确测量不同浓度范围内的溶质浓度。
这使得ELSD在溶质浓度变化范围大的样品分析中具有较好的适用性。
(4) 适用性强：蒸发光散射检测器适用于各种溶剂类型和化合物的检测，包括有机化合物、无机离子、脂质、多糖等。
同时，ELSD也适用于样品分离技术，如高效液相色谱（HPLC）、超临界流体色谱（SFC）等。
(5) 无需色谱柱：蒸发光散射检测器可以直接检测样品中的溶质，无需色谱柱进行分离。
这使得ELSD在色谱分析中可以避免色谱柱带来的分离效率、分离时间和样品损失等问题。
2. 应用：(1) 药物分析：蒸发光散射检测器在药物分析领域中得到广泛应用。
通过对样品中的药物成分进行测量，可以用于药物研发、药效学评价等方面。
ELSD可以检测到非极性和极性药物成分，具有很高的灵敏度和选择性。
(2) 食品安全：蒸发光散射检测器在食品安全领域中被广泛应用。
通过对食品中的添加剂、农药残留、重金属等进行分析，可以快速准确地判断食品的安全性和质量。
ELSD可以检测到低浓度的残留物，具有较好的检测效果。
(3) 环境分析：蒸发光散射检测器在环境分析领域中也具有重要的应用。
通过对环境样品中的污染物、有机物、无机离子等进行测量，可以评估环境质量和污染程度。
简述蒸发光散射检测器的原理及其定量的特征
简述蒸发光散射检测器的原理及其定量的特征蒸发光散射检测器是一种用于检测溶液中非挥发性溶质浓度的
工具。
其原理是利用溶液中的非挥发性溶质与溶剂之间的相互作用使得光的散射强度发生变化，从而检测溶质浓度的变化。
蒸发光散射检测器的基本原理是利用光的散射强度与溶质浓度
成正比的关系。
在检测器中，一个激光光源将光束引导到样品池中。
当样品中存在溶质时，光会与其中的分子发生相互作用，并发生散射现象。
散射光经过光电倍增管的检测后，信号被转换为电信号并传送到信号处理器中进行处理和分析。
蒸发光散射检测器具有许多优点，其中最重要的是其定量的特征。
由于溶质浓度与光的散射强度呈线性关系，因此可以通过测量散射光的强度来准确地确定溶质浓度。
此外，该技术对于大分子溶质的检测也非常有效，因为大分子通常具有高分子量和较高的光散射能力。
总之，蒸发光散射检测器是一种高效、可靠且定量的检测工具，可以用于许多领域，包括化学分析、生化研究和药物开发等。
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ELSD蒸发光检测器原理以及参数设置
控制方式只能选其一，选定之后其他方式不可用。
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仪器面板控制
当期方法 仪器实际值
状态栏 菜单栏
键盘
模式：Stand/Run 检测器输出值
自动调零
两种操作模式
STANDBY
• 电源开启 • LED灯关闭 • 加热器关闭 • 气体流速在最低值(1.2 SLM)
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附录Ⅰ 与ELSD相关的模块配置信息
安装控制软件及驱动
1.点击 Drivers
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附录Ⅰ 与ELSD相关的模块配置信息
3. 安装过程中，在弹出的设置窗口 依次点击Next、Install及Finish。
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附录Ⅰ 与ELSD相关的模块配置信息
在仪器配置窗口添加 Agilent 38X-ELSD(G4260A/G4261A)
•独 立 控 温 ， 控 温 范 围 是 25–90 ℃
。
流
氮动氮 气相气
ELSD的蒸发管
•通过蒸发管的加热去溶剂 •独立控温 • 有一路额外的气体帮助蒸发 • 蒸发管体积较小 • 快速的热平衡
•G4260型的控制温度为25120℃ •G4261型的控温范围是10-80 ℃
ELSD的检测器
•蓝色LED光源(480nm)，提供了稳定的 输出。 •检测器直接安装在光学组件上，消除 了杂散光的干扰，增加了灵敏度。 •减小了检测区域的空间，降低了谱带 展宽。 •增益可调节，使得检测范围更宽。 •数据信号的平滑增加了信噪比。
挥发性组分很难得到良好的响应。 流动相中不能含有不挥发成分(如不挥发性缓冲盐)
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第二节 ELSD操作
蒸发光 散射检测法
蒸发光散射检测法
蒸发光散射检测法（evaporative（light（scattering（detection，简称蒸发光散射检测法（ evaporative（light（scattering（detection，简称ELSD）是一种常用的液相色谱检测器。
它基于溶质在热气流中挥发，产生气溶胶，进而被激光源照射后产生散射光的原理进行检测。
ELSD的工作原理是：当流动相通过检测器时，部分溶剂会在高温下挥发，形成气溶胶。
这些气溶胶颗粒在激光束的照射下会产生散射光，其强度与气溶胶颗粒的数量成正比。
因此，通过测量散射光的强度，就可以得到样品中溶质的含量。
ELSD具有灵敏度高、响应速度快、线性范围宽、重复性好等优点。
它可以用于没有紫外吸收或紫外吸收较弱的物质的检测，如糖类、氨基酸、生物碱等。
此外，由于ELSD不依赖于样品的光学性质，因此对样品的前处理要求较低，适用于复杂的样品基质。
然而，ELSD也有一些局限性。
例如，它不能用于检测挥发性物质，因为这些物质在热气流中会完全挥发掉。
此外，ELSD的灵敏度受到温度和流速的影响，需要严格控制实验条件。
ELSD工作原理
ELSD工作原理ELSD（Evaporative Light Scattering Detector）是一种无标记检测器，常用于液相色谱（HPLC）系统中测定不含紫外吸收或荧光的化合物。
ELSD工作原理基于样品分子的蒸发和散射光的检测，并通过电子学运算将散射光信号转化为检测响应。
ELSD的主要组成部分包括气体源、蒸发室、光学系统和检测器。
首先，氮气或惰性气体被送入系统并通过蒸发室。
蒸发室中设置了一个加热元件，用于将液相中的溶剂快速蒸发，只保留化合物分子。
当样品溶液进入蒸发室时，溶剂迅速挥发，将溶质分子悬浮在气氛中。
这些分子经过蒸发后会形成一束细小的微粒，其大小与分子的平均相对分子质量有关。
较大的分子通常会形成较大的微粒。
接下来，微粒通过光学系统。
光学系统包括灯源、散射角度选择器和检测器。
灯源发出一束特定波长的光，通常是红外或可见光。
光线通过散射角度选择器，该装置会选择一定的散射角度范围内的光，而排除其他角度的光。
散射角度取决于微粒的大小。
散射角度选择器使光线只与微粒发生散射，而其他物质（如溶剂）则不发生散射。
通过这种方式，可以消除背景信号，只检测到溶质微粒的散射光信号。
最后，散射的光线进入检测器。
检测器通常是光敏电阻器，测量散射光信号的强度。
这个信号以电流形式传递给电子学运算器。
电子学运算器会将检测信号转化为设定的比例信号，通常是以示数形式显示。
这个比例信号的大小与溶质微粒的浓度成正比。
可以通过调整散射角度选择器和检测器的增益来控制信号的灵敏度和范围。
ELSD的工作原理具有以下优点：1.无需标记：ELSD不需要分析物分子具有特殊的标记或荧光性质，适用于广泛的化合物分析。
2.线性响应：ELSD检测信号与样品浓度成线性关系，有助于准确测定溶质的浓度。
3.广泛检测范围：ELSD可以检测到大分子和小分子，具有广泛的应用范围。
4.低检测限：ELSD的检测限相对较低，使得它在分析灵敏度要求高的情况下很有用。
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5.1 操作错误的信号…………………………………………………………………………………………………22 5.2 诊断窗口…………………………………………………………………………………………………………23 5.3 进行诊断测试……………………………………………………………………………………………………23
E L S D 2 0 0 0 有几种仪器控制方式可供选择 仪器参数直接显示在前面板上 并可通过前面板 上的触摸键和数字键盘直接控制 内置的软件可 提供一系列直观的屏幕用于存储和编辑最多十种 方法 设置声音报警 故障继电器 和满量程电 压设置 及诊断测试和排障功能 E L S D 2 0 0 0 亦 能用仪器附带的控制软件或 AllChrom Plus 软件 通过计算机来操作
1.0mL/min 时分析非挥发性样品 由于将 所有雾化后的样品全部送到光检测池检测 所以 对于这些分析这种模式最大化灵敏度 撞击器开 模式最适用于高流量或者高含水量流动相时 最 高可达 5. 0 m L / m i n 包括急变梯度时 分析非挥 发性样品 以及分析半挥发性样品 在撞击器开 模式下 气溶胶中较大液滴被旁路除去 因能在 漂移管温度很低情况下获得最佳此流动相蒸发 只有 E L S D 2 0 0 0 能够同时提供两种操作模式 使 得所有可能的流动相和样品均能获得最佳检测灵 敏度和基线稳定性
1.2 ELSD 2000 随机附件
Alltech 2000型 ELSD必须包括以下部件 • ELSD 2000检测器主机 • ELSD 2000操作手册 • 电源线 • 信号线 • 工具
开口扳手 3/8 "×7 / 1 6 " 开口扳手 1/4 "×5 / 1 6 " 六角球型螺丝刀 3 / 3 2 " 长柄 六角球型螺丝刀 3 / 3 2 " 短柄 • 备用保险丝 3A & 6A 各一个 • 伸缩 PEEK管 6"×0.005" ID • 雾化气体连接线 Teflon 管 5 0'× 1/8 " 1/8 "铜螺帽和卡套 • 废液收集装置 T y g o n 排水管 4 '×3/8 " O D 5 0 m L 废液收集瓶 3/8 "铜螺帽 3/8 " Teflon 卡套 • 排气冷阱 排气管 5 0 0 m L 收集瓶 排气弯管接头
如需查寻以上部件的货号 以便订购备件用 于替换 请参见 6.2 节
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1.3 操作原理
蒸发光散射检测器的独特检测原理为 首先 将柱洗脱液雾化形成气溶胶 然后在加热的漂移 管中将溶剂蒸发 最后余下的不挥发性溶质颗粒 在光散射检测池中得到检测 步骤1 雾化
目 录
1 简介
1.1 ELSD 2000介绍 ……………………………………………………………………………………………… 3 1.2 ELSD 2000随机附件 …………………………………………………………………………………………3 1.3 操作原理 …………………………………………………………………………………………………………4
蒸发光散射检测器消除了常见于其他 HPLC 检测器的缺点 示差检测受溶剂前沿峰的干扰使 得分析复杂化 并且由于示差检测器对于温度极 其敏感 所以基线很不稳定 与梯度洗脱不相容 另外 示差检测器的响应不如 ELSD 灵敏 在急 变梯度时 低波长紫外检测器也受基线漂移的困 扰 并要求被分析化合物带有发色团 ELSD 则 不受这些限制 不同于这些检测器 ELSD 能在 多溶剂梯度的情况下获得稳定的基线 使得分辨 率更好 分离速度更快 另外 因为 ELSD 的响 应不依赖于样品的光学特性 所以 ELSD 检测时 样品不要求带有发色团或荧光基团
3 仪器控制
3.1 ELSD控制的选择………………………………………………………………………………………………10 3.2 使用 ELSD 2000控制面板……………………………………………………………………………… 10 3.3 窗口间的切换……………………………………………………………………………………………………10 3.4 接通电源…………………………………………………………………………………………………………11 3.5 操作窗口…………………………………………………………………………………………………………11 3.6 仪器状态…………………………………………………………………………………………………………11
4.4.1 撞击器 关 的模式……………………………………………………………………………………18 4.4.2 撞击器 开 的模式……………………………………………………………………………………19 4.5 开始程序…………………………………………………………………………………………………………19 4.6 关机程序…………………………………………………………………………………………………………20 4.7 优化程序…………………………………………………………………………………………………………21 4.7.1 撞击器 关 的模式……………………………………………………………………………………21 4.7.2 撞击器 开 的模式……………………………………………………………………………………21
2.3.1 前面板 …………………………………………………………………………………………………… 6 2.3.2 左面板 …………………………………………………………………………………………………… 6 2.3.3 右面板 …………………………………………………………………………………………………… 7 2.3.4 后面板 …………………………………………………………………………………………………… 7 2.4 电路连接和流路连接…………………………………………………………………………………………… 8
6.5.1 用于撞击器 关 模式下的 QC 程序…………………………………………………………………33 6.5.2 用于撞击器 开 模式下的 QC 程序…………………………………………………………………33 6.6 电压模块的调节…………………………………………………………………………………………………34 6.6.1 改变输入电压……………………………………………………………………………………………34 6.6.2 保险丝的调换……………………………………………………………………………………………34
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1. 简介
1.1 ELSD 2000 介绍
Alltech 2000型 ELSD是设计用于高效液相色 谱系统的 能分析任何挥发性低于流动相的化合 物 ELSD 2000 分析的应用领域包括 碳水化合 物 药物 脂类 甘油三脂 未衍生的脂肪酸和 氨基酸 聚合物 表面活化剂 营养滋补品 及 组合分子库等
ELSD 2000 提供当今最先进的蒸发光散射检 测技术 雾化器经重新设计进一步提高耐用性 数字气体流量计令用户可直接从面板上或者通过 PC 机调节气体流量 现在有两种操作模式供用 户选择 撞击器开 Impactor On 和撞击器关
I m p a c t o r Off 撞击器关模式最适用于在高有 机含量的流动相或者高含水量/低流量的流动相
2 安装
2.1 必需组件 ………………………………………………………………………………………………………… 5 2.2 拆箱 …………………………………………………………………………………………………………………5 2.3 仪器外观和功能键………………………………………………………………………………………………6
5.3.1 诊 断 测 试 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 23 5.3.2 光 源 测 试 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 23 5.3.3 雾化器气体压力测试……………………………………………………………………… 24 5.3.4 流 量 计 测 试… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 25 5.3.5 通 讯 测 试 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 25 5.4 手工调节窗口……………………………………………………………………………………………………26 5.5 错误记录…………………………………………………………………………………………………………26 5.6 诊断基线噪音……………………………………………………………………………………………………27 5.7 故障检修表………………………………………………………………………………………………………28
6 附录
6.1 规格…………………………………………………………………………………………………………………30 6.2 备件货号…………………………………………………………………………………………………………31 6.3 联系方法…………………………………………………………………………………………………………31 6.4 挥发性流动相改性剂……………………………………………………………………………………………32 6.5 再现 E L S D 2 0 0 0 的 Q C 检测程序……………………………………………………………………………32
3.6.1 等待…………………………………………………………………………………………………………11 3.6.2 运行…………………………………………………………………………………………………………11 3.7 菜单窗口…………………………………………………………………………………………………………12 3.8 建立一次运行运行………………………………………………………………………………………………12 3.9 方法窗口…………………………………………………………………………………………………………12 3.10 方法选项…………………………………………………………………………………………………………13 3.10.1 选择以前保存方法………………………………………………………………………………………13 3.10.2 编辑现有方法……………………………………………………………………………………………13 3.10.3 建立新方法………………………………………………………………………………………………14 3.11 配置窗口……………………………………………………………………………………………………14 3.12 配置选项……………………………………………………………………………………………………15 3.12.1 设置声音报警……………………………………………………………………………………………15 3.12.2 选择满量程电压…………………………………………………………………………………………15 3.12.3 设置出错继电器超驰…………………………………………………………………………………15 3.13 诊断…………………………………………………………………………………………………………………15