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【讨论】关于ELSD的死体积

  • elvisnoxug
    2010/07/07
  • 私聊

液相色谱(LC)

  • ELSD作为一种通用型检测器,其应用性能和范围已经超越IR。

    同样作为一种检测器,样品在其中运行过程的扩散作用肯定是不能忽略的。我们很容易理解HPLC上紫外检测器的检测原理。从进样开始到检测结束,除了色谱柱本身的分离过程,其他的都算是死体积。而死体积的存在都降低了分离效率。现在的问题是,ELSD检测器多数是连接在UV之后的,而且,样品在ELSD里面的处理过程,也让我感觉到其一定会大大的扩散,单事实上,ELSD检测出来的峰是很漂亮的。

    熟悉ELSD的朋友,可否指教一二,以解除小弟心中的疑惑。
    疑问主要为以下两点:1 流动相进入气化室的那一刹那,本来集中的样品瞬间变成了无数的小液滴,那么,我想其扩算能力一定要远远大于在狭小的PEEK管;然后一小部分的样品进入蒸发室,一般情况都是要升温的,这会不会进一步增加其扩散能力呢? 但最后的结果仍然是,会出现比较尖锐的峰,why?

    2 进入蒸发管的样品,溶剂被蒸发掉,剩下的溶质会进入检测池,那么在这一过程中,溶剂是如何被分离开的。因为二者同时受到相同的推动力。

    谢谢,高手的不吝赐教!
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  • johne0212

    第1楼2010/07/07

    首先,第一个问题,赞同您的看法,ELSD的雾化原理为文丘式雾化器,洗脱液进入雾化器是靠另外一个辅助气进行的,进入液相的一刹那是有你说的扩散,但同时你也说了有气压会推动雾化的颗粒快速的流经整个雾化管,蒸发管直到检测器,出现比较尖的峰是相对的,通过调节采样频率你会看到更真实的峰形,Shouldbe wider than your original peak.相对来说气体推进的速率会补偿由于温度等造成的扩算得。

    Second,蒸发飘逸管都是盘旋的就是说不易挥发的液体在流经蒸发管后,随着温度的降低,自然会冷凝到盘旋管的管壁,随着冷凝液体的增大,就顺着管壁流入虹吸管排出蒸发室,易挥发的溶剂则随着溶质一起进入检测池,当然了由于他们是气体状态存在所以对光折射很小,对基线影响极小。

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  • "Jowell℡ˊ

    第2楼2010/07/08

    忍不住冒出水面,2楼极其强大!谈到了ELSD原理的细节,十分佩服。

    xky0230699:请版友尽量进行技术性讨论,谢谢!

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  • elvisnoxug

    第3楼2010/07/08

    赞:johne0212!

    在您的回答中有两个疑问,

    1 “通过调节采样频率你会看到更真实的峰形。”这个不是很懂,难道信号峰不是被检测物质的全部?

    2 “随着温度的降低,自然会冷凝到盘旋管的管壁,随着冷凝液体的增大,就顺着管壁流入虹吸管排出蒸发室,”这个也不是很明白,因为我看到整个蒸发漂移管从头到尾都是被加热电阻丝缠绕的,不知道您说的温度的降低时发生在哪个位置?

    但是“易挥发的溶剂则随着溶质一起进入检测池,当然了由于他们是气体状态存在所以对光折射很小,对基线影响极小。”的确让俺理解了一些。

    谢谢您的讲解,非常感谢!

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  • johne0212

    第4楼2010/07/08

    1. 这个说的可能就有点远了,如果你的ELSD是通过工作站控制的,并且你的工作站和ELSD是互相兼容的,也就是说你可以通过CDS(色谱工作站)调节ELSD上的所有参数,那么你就可以调节采样频率,因为在工作站上你看到色谱峰是随着时间变化的好多点组成的,然后将这些点之间连接成线才能得到你的色谱峰。一般来说采样频率以HZ为单位,如果你设置的是10Hz,也就是你的工作站每秒可以采集10个点。当然,为了得到真实的色谱峰,都是推荐采用高频率的采样。但是条件有限。
    除了在工作站上有采样频率之外,ELSD本身也有数据输出频率可以控制和调节的,你看到的峰其实都是很多很多点组成的,一般的液相检测器由于峰宽比较大,可以用低的采样频率也能得到很好看的峰,但是在EC(欧盟标准文件)上规定每个色谱峰至少有15-20个数据点才能保证你得到的是完整的色谱峰。

    2。一般的ELSD在蒸发飘逸管末端同检测池之间是不会有加热装置的,因为最佳的蒸发溶剂时机是在雾化管与蒸发管之间的。所以有足够行程可以使液滴冷却。

    xuxushug(xuxushug) 发表:赞:johne0212!

    在您的回答中有两个疑问,

    1 “通过调节采样频率你会看到更真实的峰形。”这个不是很懂,难道信号峰不是被检测物质的全部?

    2 “随着温度的降低,自然会冷凝到盘旋管的管壁,随着冷凝液体的增大,就顺着管壁流入虹吸管排出蒸发室,”这个也不是很明白,因为我看到整个蒸发漂移管从头到尾都是被加热电阻丝缠绕的,不知道您说的温度的降低时发生在哪个位置?

    但是“易挥发的溶剂则随着溶质一起进入检测池,当然了由于他们是气体状态存在所以对光折射很小,对基线影响极小。”的确让俺理解了一些。

    谢谢您的讲解,非常感谢!

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  • elvisnoxug

    第5楼2010/07/08

    To:johne0212

    您宽广而又深厚的学识实在令人佩服!谢谢!

    但是关于信号采集我还是不能理解。我现在的理解是,样品的实际宽度是固定的,比如在一定的流速下,流经检测池的时间是5ms,那么它的宽度就是固定的了。而信号的采集也是基于在这个实际宽度的基础之上的。信号采集的频率的大小只能反映出来信号峰的信号点的疏密程度(如下图)。但是,总的宽度应当与实际样品扩散的宽度一致的。 所以,我感觉ELSD出来的峰的宽度应该比紫外的峰要宽很多,很多情况下看起来没有什么区别。呵呵


    关于信号,俺也不懂,胡乱画的,见谅。
    是不是软件可以把宽的信号转变得窄而尖锐?

    2 关于蒸发漂移管,我突然想到了另一个问题,管子的长度拉直了应该有1米长吧(肯定大于0.5米),如何防止样品在上升的过程中碰撞到管壁而牺牲呢?而且管子还是盘旋上升的。

    谢谢!

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  • johne0212

    第6楼2010/07/08

    1. 样品的实际峰宽是一定的,这句话是Definitely right. 但是可能出现的情况是如果你采样频率较低,而在工作站上把实际峰宽降低。我也随便画个图吧,凑合着看。


    不知道上面的图能否看清楚,最上面的我想说的是,假设一个在高采样率情况下得到的非常接近实际情况的色谱图,第二张图说的是如果同样的液相条件,只是你换成低采样频率你只能得到第一张谱图上我标记的那些点。然后,你在工作站上只能看到像第三张色谱图一样的峰。因为你采样点少了所以你可能采集不到原来峰尖比较小的位置。

    2。这个损失肯定是会有的,不过我也不好解释这个,这个应该是涉及到流体力学哪方面的知识,大学学了一点不过都忘了。你可以请教一下别人。

    xuxushug(xuxushug) 发表:To:johne0212

    您宽广而又深厚的学识实在令人佩服!谢谢!

    但是关于信号采集我还是不能理解。我现在的理解是,样品的实际宽度是固定的,比如在一定的流速下,流经检测池的时间是5ms,那么它的宽度就是固定的了。而信号的采集也是基于在这个实际宽度的基础之上的。信号采集的频率的大小只能反映出来信号峰的信号点的疏密程度(如下图)。但是,总的宽度应当与实际样品扩散的宽度一致的。 所以,我感觉ELSD出来的峰的宽度应该比紫外的峰要宽很多,很多情况下看起来没有什么区别。呵呵


    关于信号,俺也不懂,胡乱画的,见谅。
    是不是软件可以把宽的信号转变得窄而尖锐?

    2 关于蒸发漂移管,我突然想到了另一个问题,管子的长度拉直了应该有1米长吧(肯定大于0.5米),如何防止样品在上升的过程中碰撞到管壁而牺牲呢?而且管子还是盘旋上升的。

    谢谢!

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  • avayf

    第8楼2010/07/09

    来学习了,学到不少。自己也在用ELSD,但是也没发现这么多问题,以后要勤于思考了,谢谢两位的分享。

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  • dongyuzhang520

    第9楼2010/07/09

    解释的这么详细,学习了,我也做过,但是仅限于操作而已了,以后要多学习了!

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  • JS XY

    第10楼2011/03/04

    楼上的朋友对ELSD研究挺多,但有几个地方分析的不是很准确。下面是个人的一点见解,供参考。
    1、关于峰宽问题,流动相进入气化室的那一刹那,本来集中的样品瞬间变成了无数的小液滴,如果按照流动相在PEEK管内的流速1ml/min,那么漂移管大的容积,走一遍,需要几个小时,扩散后就看不到峰了,实际上ELSD在使用时雾化器以2-3.5L/min流速喷气,在这么大的气流的作用下,样品从雾化器经过漂移管到达检测池只需花费几秒钟时间(可能更短),这么短的时间内扩散是很有限。几乎不会影响实际峰宽。所以对我们进行UV-ELSD串联检测时,我们会发现,ELSD信号上峰的保留时间比UV要大几秒钟,峰宽稍宽一点。而采样频率会影响奉行的平滑性,好的ELSD峰型可以和UV媲美(Alltech 2000ES),差的话可能峰不是很平滑,还会出叉峰(一般分流模式的ELSD)。
    2、流动相经过雾化器喷成均匀的薄雾,进入设定了一定温度的漂移管。因为流动相容积沸点较低,很容易挥发,温度设定适合的话,流动相流动相薄雾经过漂移管到达检测池时,已经完全挥发成气溶胶了(就相当于空气中含有水蒸气,当当是透明的,不会产生散射),使用ELSD测试的样品一般不挥发和半挥发的,所以当流动相挥发后,溶解在溶解流动相液滴里样品析出成晶体颗粒,这些颗粒进入检测池后就会产生大量的散射光,光信号转化为电信号,出峰。

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