液相色谱-蒸发光散射检测联用技术.pdf

第十一章 液相色谱－蒸发光散射检测器联用技术 引 言 蒸发光散射检测器(evaporative light scattering detector，简称 ELSD)是一种通用型质量检测 器，能检测任何挥发性低于流动相的化合物，在一定程度上弥补了 HPLC 传统检测器（紫外检测器 （UVD ）、示差检测器（RI ））的不足。在无发光色团样品的分析上，特别是对无紫外或紫外末端 吸收的大分子有机化合物的检测，例如糖类、高分子化合物、高级脂肪酸及甾体等几十类化合物检 测，其响应信号只与样品的浓度大小有关而与样品分子中是否含有发色基团或其它光学、电学特性 基团无关，其色谱条件不受流动相组成、梯度等因素的影响。尤其对无特征紫外吸收或只有紫外末 端吸收的大分子有机化合物的检测，显示出极大的优越性。 蒸发光散射检测器（ELSD ）发展历史 1966 年联合碳化公司的 Food 等[1]提出 ELSD 的基本模型，第一次介绍了 ELSD ，当时它的名 字叫蒸发分析器(evaporativeanalyzer) 。1978 年，Charlesworth 制造了第一台蒸发光散射器。1980 年，出现商品化的 ELSD ，称作质量检测器(massdetector)，其制造厂商为英国的 ACS ，其主要的目 的是用作广谱的检测器，以满足当时的合成高分子聚合物市场需求。随后，美国的 Varex 也制造出 ELSD 检测器，他们将其应用扩展至脂类和碳水化合物的分析。九十年代初，EUROSEP 仪器公司 成立，开始大量制造 DDL 系列的 ELSD 。1994 年中国购进第一台 ELSD 。目前，由于各公司相继 发生购并和转让，至 2000 年，全球的 ELSD 由Alltech 、EUROSEP 、SEDERE、Polymer Labotaries 四个厂家所瓜分。 §11.1 ELSD 检测原理 11.1.1 ELSD检测原理分为三个步骤： 雾化：将色谱柱洗脱液进入雾化器，在载气的协助下形成气 溶胶。 蒸发：小液滴通到加热的漂移管中，将溶剂蒸发，生成只含 有溶质的微小颗粒。 检测：在漂移管末端，不挥发性成分进入光散射池中，利用 激光或强光照射气流中的颗粒所散射的散射光(丁铎尔光效应， 见附录五) ，测定散射光强而获得组分的浓度信号[2] 。检测原理 见示意图11－1。 图11-1 ELSD检测原理示意图 11.1.2 散射光的类型 当一个颗粒与光作用时，共有三种类型散射过程： ①Rayleigh散射，② Mie散射，③折射－反 射。三种过程均与颗粒的直径（D ）及波长(λ)有关。若D/λ0.1 ，产生Rayleigh散射；0.1 D/λ1 ， 产生Mie 散射；D/λ1 ，则为折－反射。散射光的强度与（D/λ）之间的函数关系，对Rayleigh 散 射、Mie散射、折射－反射分别成6、4 、和2次方。从（D/λ）的实际比例考虑，散射光的强度主要 来自于两种不同的组合：即Rayleigh散射、Mie散射或Mie散射、折射－反射。 11.1.3 检测器的响应和定量 散射光强度受样品颗粒大小及多少影响，而后二者受样品特性如表面张力、密度、粘度、雾化 气体以及溶剂流速等影响，颗粒大小与上述特性的关系可以用 Nukiyama 和 Tanasawa 的经验式[3]计 算气溶胶中液滴平均直径（D0 ）： g ⎡ ⎤0.45 ⎡ g ⎤1.5 585 σ μ 1000 QL D ＝ ＋597 g g （式11-1） 0 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ g g Q Δν ρ ⎣ σ ρ ⎦ ⎢⎣ g