dahua1981
第1楼2012/03/23
Chromachem蒸发光散射检测器(ELSD)的详细描述:
【性能描述】
HPLC通用检测器
性能优于示差、低波长紫外线检测器,灵敏度更高
低温蒸发利于检测半挥发性和热敏感性物质
适用于HPLC梯度洗脱
基线稳定-对温度和流速变化不敏感
可灵敏检测弱发色团化合物(例如:脂类、碳水化合物、磷脂、聚合物等)
雾化室于蒸发室可独立温控
蒸发室采用曲长加热漂移管,大大降低了蒸发温度
【仪器介绍】
技术参数
1.检测极限:<1 ng 葡萄糖(直接进样);
2.噪音水平:<1 mVolt (1ml/min );
3.溶剂流速:20 µl to 3 mL/min;
4.气体压力:1~2 bar;
5.气体流速:1~2 L/min;
主要特点
1.通用型广谱检测器,可检测任何样品;
2.灵敏度和稳定性比视差检测器更高;
3.与梯度洗脱相容,确保分辨率和快速分离;
4.对各种物质几乎相同的响应,因而浓度测定更容易;
5.使棘手的样品分析成为简单的工作。
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第2楼2012/03/23
1.概述
蒸发光检测器(ELSD)现在越来越多的应用到食品、药物分析中来。它的出现,在一定程度上弥补了HPLC传统检测器的不足,特别是无紫外吸收或紫外末端吸收的大分子有机化合物的检测,显示出较大的优越性。
2.仪器构造
常见ELSD可分为两种类型:TYPE A 和TYPE B。
这两种类型的仪器都由三部分组成,既雾化器、加热漂移管和光散射池。
A型和B型所不同之处是:B型在雾化器和加热漂移管之间添加了一个雾化管(nebulization
chamber)装置;A型两者之间无此装备;B型加热漂移管为螺旋型,A型为直柱型。两种结构上的差异决定了在待测物质类型上的差异。
3.工作原理
检测器与分析柱出口直接相连,柱洗脱液进入雾化器针管,在针的末端,洗脱液和充入的气体(通常为氮气)混合形成均匀的微小液滴(气溶胶);气溶胶进入加热漂移管,其中易挥发成分挥发,不挥发成分通过漂移管进入光散射池。在光散射池中,样品颗粒散射光源发出的光经检测器产生电信号。
ELSD两种检测模式的区别在于:A型的操作是让全部柱流出物都进入直的漂移管,让流动相在其中挥发;B型的操作是让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,其余小颗粒进入螺旋状的蒸发管。
A型检测器把所有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;B型将大颗粒气溶胶撞在弯管壁上除去,使气溶胶粒度分布变窄,在较低温度下易于蒸发,适合于检测半挥发性样品,以流速为1.5ml/min(或更高的流速)的高含水流动相进行分析。
目前主要有4种商品化的ELSD,即:Sedex55/56,Eurosep,PL-ELS和Alltech 500/2000。其中Sedex55/56、Eurosep 结构相似,属B型;PL-ELS和Alltech 500都是由Varex MK-III ELSD发展而来,属A型。
4. 检测原理
尽管ELSD有两种检测模式,但其检测原理是相同的。Charlesworth奠定了ELSD检测的理论基础。Mengerink等系统地总结如下:
1)雾化 色谱柱流出进入雾化器后,与充入的气体混合形成液滴,液滴的平均直径D0可以用 Nakiyama和Tanasawa提出的公式计算:
D0=0.585×Sqr(σ)/( Δμ*sqr(ρ))+212(η/σ*ρ)^0.45*((1000×FL/Fg)^1.5)
其中D0为表面积体积平均直径(μm),为洗脱液的表面张力(N/m);Δμ为液体和气体之间的线速差(μm/s);η为柱流出物的粘度(Pa.s);ρ为柱流出物的体积质量(Kg/m);FL/Fg为柱流出物与气体的流速比。
2)漂移 液滴进入漂移管后挥发。柱流出物蒸发时间的公式:
Td=ΔHVρD0^2/MvKfΔT
其中td为完全挥发的时间;ΔHV/M为摩尔挥发度;ΔT为雾化气体与液体表面的温度差;Kf为液滴周围气体薄层的热导率。
当温度上升到一定程度,被分析物(a)会同流动相一道挥发,因此最佳温度为tdm < td 3)在平均直径不被其它因素改变的前提下,进入光散射池的气溶胶中的颗粒直径d与被分析物在洗脱液中的浓度C成正比:
d∝ D0 ( c/ρa)^(1/3) (*)
其中:ρa为被分析物的体积质量。
对于轴心式的雾化器,当被分析物的质量浓度为1mg/L时,被分析物颗粒的大小处在米氏散射区域。根据米氏理论,散射光强度I可以表示为:
I=knd2(d/λ)^y
其中:k为常数;n是散射区域中颗粒的数目;λ为检测波长;随着d/λ的增加,y值从4.0减小到-2.2。当λ和n为常数,散射光强度以d^p(p<6)指数增加,根据(*)式,散射光强度以c^q(q<2)指数增加。
根据大量实验显示,ELSD的相应值(Y)与被测物浓度(X)的关系曲线比较复杂。在较高浓度范围内,大致呈线性;而在低浓度范围内,则大致呈指数关系,即Y=Ax^b,其中的b值往往为1-2(与理论相符);另有少数实验表明,响应值与被测物浓度呈二次函数关系,即Y=aX+Bx^2。
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第3楼2012/03/23
QC测试
低温多水QC测试:
请参考随你得Model 200 ELSD附带的QC测试报告上的条件来测试你得ELSD。以下为标准条件:
流速:1.0mL/min
流动相:甲醇:水=10:90
雾化室温度(SP):10℃
漂移管:45℃
气压:50psi
过滤级:5
1、 输入以上条件到仪器,在条件为满足之前,一个“*”号将会在屏幕右上角显示并闪动。按ESC键检查错误原因。使用上、下箭头键检查温度。
2、 当“*”号停止闪动并消失以后,你可以启动HPLC泵并打开气体阀门。当检测信号稳定在大约2mV以内时,使用上、下箭头键找到“Reset Baseline”显示屏并且按ENT键重新调整基线。
3、 当信号稳定后,注射100ng苯甲酸钠到检测器,并且循环进样两次。
4、 停止数据采集并对结果积分。
5、 将结果峰的高度和噪音因子与Model 200 ELSD随即附带的QC测试报告相比较。
6、 停止泵,并且准备高温QC测试。
高温有机物QC测试:
请参考随你得Model 200 ELSD附带的QC测试报告上的条件来测试你得ELSD。以下为标准条件:
流速:0.5mL/min
流动相:甲醇:水=10:90
雾化室温度(SP):60℃
漂移管:70℃
气压:50psi
过滤级:8
1、 用10/90的水/甲醇冲洗泵2分钟。
2、 当“*”号停止闪动并消失以后,你可以启动HPLC泵并打开气体阀门。当检测信号稳定在大约2mV以内时,使用上、下箭头键找到“Reset Baseline”显示屏并且按ENT键重新调整基线。
3、 当信号稳定后,注射100ng苯甲酸钠到检测器,并且循环进样两次。
4、 停止数据采集并对结果积分。
5、 将结果峰的高度和噪音因子与Model 200 ELSD随即附带的QC测试报告相比较。
6、 停止泵,并且准备高温QC测试。
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第7楼2012/03/23
3 计量性能要求
3.1 外观要求
仪器表面应无擦伤、划伤、掉漆、锈蚀、镀层剥落等现象,各固定零部件安装牢固,各操作
运动部分灵活可靠。
1) 门的磁钢吸力检测。(条件:两磁钢间保持10mm 距离,在没有外力的作用下,判定
门是否能吸合。)
2) 门与其相对应的塑料件位置检测。(条件:门的外露5 端面与其对应的端面位置误差
不得大于0.5mm)
3) 门的上端面与其相对应的面平行度检测。(条件:门的上端面两端测量差值不得大于
0.5mm)
3.2 输气系统
输气管路接口紧密牢固,在规定的压力范围内无漏气现象发生。5.1 检定条件
5.1.1 环境条件
5.1.1.1 检定室应清洁无尘,无易燃、易爆和腐蚀性气体,排风良好,且仪器废气排气管已经正确
连接及排气。
5.1.1.2 室温在15~35℃,检定过程中温度变化不超过3℃,室内湿度在20%~85%RH 范围内。
5.1.1.3 仪器应平稳地放在工作台上,周围无强烈机械震动和电磁干扰源,仪器接地良好。
5.1.1.4 电源电压为(220±22)V,频率为(50±0.5)Hz。
5.1.2 检定设备
5.1.2.1 分析天平:最大称量不小于100g,最小分度不大于1mg。
5.1.2.2 注射器:50L一支。
以上计量器具需经计量检定合格。
5.1.2.3 容量瓶:50mL
5.1.3 标准溶液:
1×10-2g/mL,1×10-3g/mL,5×10-8g/mL 葡萄糖/水溶液;
5.1.4 其他要求
5.1.4.1 检定用试剂:纯水、甲醇(HPLC)
5.1.4.2 其他玻璃器皿等
5.2 检定项目和检定方法
5.2.1 检定项目
检定项目见表2。
表2 检定项目一览表
检定项目 首次检定 后续检定 使用中检验
检测器:基线噪声
基线漂移
最小检测质量
信号检测上限
蒸发区温度范围
温度控制准确度
气体流速范围
气体流量准确度
典型定量范围
定量重复性
10mV 输出面积
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
-
注:①“+”表示应检定项目,“-”表示可不检定项目。
5.2.2 检定方法
5.2.2.1 通用技术要求的检查
按第3.1,4.1,4.2 条的要求,目视、手动检查。(此检测步骤在生产部将仪器
全部外壳安装结束后进行。)
5.2.2.2 输气系统
5.2.2.2.1 气闭性检定
打开气源后开机并按下“VALVE”按键为仪器供气,将气体流量设为4L/min, 流
量显示稳定后用肥皂水涂布于气路各连接处,观察有无气泡产生,如果有气泡产生
即为不合格。
5.2.2.2.2 鞘流调整
设置气体流量为4 L/min,调节鞘流旋纽,在能满足4 L/min 的条件下,调节P
值最大。
5.2.2.3 检测器指标检定
a) 气体流速范围及气体流量准确度的检定
开机稳定后分别设定气体流速为1 L/min、2 L/min、3 L/min、4 L/min,待气体
流量稳定后观察10 分钟。显示值与设定值之差的绝对值不超过设定值的1%或
0.02L/min。
b) 蒸发区温度范围及温度控制准确度的检定
开机稳定后分别设定蒸发管温度为:40°C、80°C、130°C,待温度稳定后观察
10 分钟。显示温度与设定温度差值不应超过1°C。(可根据实验自行安排检验次序)
c) 基线噪声和基线漂移的检定
以100%水为流动相,流量为1.0mL/min,泵与检测器直接相连,气体流速3L/min,
蒸发温度设定为40°C,输出端口选择1V。开机预热,待仪器稳定后记录基线30min,
检测器测得的基线峰-峰高对应的信号值(mV)即为噪声。
基线漂移用1h 内基线偏离记录起始点的值(mV/h)表示。
d) 最小检测质量的检定
以100%水为流动相,流量为1.0mL/min,泵与进样阀相连,进样阀直接连接检
测器,将气体流量调节为3L/min,蒸发温度设定为40°C。待仪器稳定后,用微量
注射器从进样口注入20μL 5´10-8g/mL 的葡萄糖水溶液,重复3 次,记录色谱图,
由色谱峰高和基线噪声峰-峰高计算,若信噪比大于2 则检测限达标。如进流动相也
会出峰,将5´10-8g/mL 的葡萄糖水溶液的峰高减去流动相峰高,若信噪比大于2
则检测限达标。
e) 信号响应上限的检测
色谱条件同5.2.2.3 d),进1´10-2g/mL 的葡萄糖水溶液,观察工作站信号,记录
平头信号高度(单位:mv)。
f) 定量重复性的检定
将检测器与液相色谱装置连接好,选用C18 色谱柱(250*4.6mm,5m),20μL
定量环,用10%甲醇水溶液为流动相,流量为1.0mL/min,将气体流量调节为3L/min,
蒸发温度设定为40°C。输出端口选择在1V,基线稳定后满环进样注入1×10-4g/mL
葡萄糖/水溶液,重复6 次,积分色谱峰的峰面积,按式(1)计算相对标准偏差RSD6。
6
2
6
1
( ) /( 1) 1 100% i
i
RSD X X n
= X
= å - - ´ ´
式中:RSD6 ——定量测量重复性相对标准偏差;
Xi——第i次测得的峰面积;
X——6次测量结果的算术平均值;
i——测量序号。
g) 典型定量范围的检定
将检测器与液相色谱装置连接好,选用C18 色谱柱,20μL 定量环,用10%甲醇
水溶液为流动相,流量为1.0mL/min,将气体流量调节为3L/min,蒸发温度设定为
… …(1)
.40°C。输出端口选择在1V,基线稳定后满环进样注入5×10-6g/mL, 1×10-5 g/mL,
3×10-5 g/mL,1×10-4 g/mL,3×10-4 g/mL,1×10-3 g/mL,2×10-3 g/mL 的葡萄糖
溶液(以流动相将储备液稀释至指定浓度),重复三次。将进样量折算为进样质量后
取对数,以5 个点质量对数(1×10-5 g/mL 到1×10-3g/mL 五个点)与对应峰面积平
均值的对数做标准曲线(相关系数r≥0.999),在曲线上找出葡萄糖浓度大于1×
10-3g/mL 各点的读数,以及浓度小于1×10-5 g/mL 各点的读数与相应含量的测定值
做比较,测量值低于(或高于)读数5%时,认为曲线弯曲,此点的对应质量作为
定量上限(或下限)。此上下限之间的范围即是该仪器测定葡萄糖的典型定量范围。
5.2.2.4 10mv 端口测试
输出端口选择10mv,其余连接不变,在相同条件下,进1×10-4g/mL 葡萄糖/水溶
液,重复3 次,积分色谱峰的峰面积。与1v 端口比较。应为约10 倍的差异。
5.3检定结果的处理
5.3.1 按本规程条款检定,全部达到规定技术要求的仪器为合格仪器,发给检定证书。
5.3.2 任何一个项目不合格,该仪器为不合格仪器,发给检定结果通知书,注明不合格项目。
5.4检定周期
蒸发光散射检测器的检定周期一般不超过2 年,更换重要部件或对仪器性能有怀疑时,应随
时检定。
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第8楼2012/03/23
1 外观要求
仪器表面应无擦伤、划伤、掉漆、锈蚀、镀层剥落等现象,各固定零部件安装牢固,各操作运动部分灵活可靠。
1) 门的磁钢吸力检测。(条件:两磁钢间保持10mm 距离,在没有外力的作用下,判定门是否能吸合。)
2) 门与其相对应的塑料件位置检测。(条件:门的外露5 端面与其对应的端面位置误差不得大于0.5mm)
3) 门的上端面与其相对应的面平行度检测。(条件:门的上端面两端测量差值不得大于0.5mm)
2 输气系统
输气管路接口紧密牢固,在规定的压力范围内无漏气现象发生。5.1 检定条件
3 环境条件
3.1 检定室应清洁无尘,无易燃、易爆和腐蚀性气体,排风良好,且仪器废气排气管已经正确连接及排气。
3.2 室温在15~35℃,检定过程中温度变化不超过3℃,室内湿度在20%~85%RH 范围内。
3.3 仪器应平稳地放在工作台上,周围无强烈机械震动和电磁干扰源,仪器接地良好。
3.4 电源电压为(220±22)V,频率为(50±0.5)Hz。
4 检定设备
4.1 分析天平:最大称量不小于100g,最小分度不大于1mg。
4.2 注射器:50L一支。
以上计量器具需经计量检定合格。
4.3 容量瓶:50mL
5 标准溶液:
1×10-2g/mL,1×10-3g/mL,5×10-8g/mL 葡萄糖/水溶液;
6 其他要求
6.1 检定用试剂:纯水、甲醇(HPLC)
6.2 其他玻璃器皿等
7 检定项目和检定方法
7.1 检定项目
检定项目 首次检定 后续检定 使用中检验
检测器:基线噪声
基线漂移
最小检测质量
信号检测上限
蒸发区温度范围
温度控制准确度
气体流速范围
气体流量准确度
典型定量范围
定量重复性
10mV 输出面积
7.2 检定方法
7.2.1 通用技术要求的检查
按第3.1,4.1,4.2 条的要求,目视、手动检查。(此检测步骤在生产部将仪器
全部外壳安装结束后进行。)
7.2.2 输气系统
7.2.2.1 气闭性检定
打开气源后开机并按下“VALVE”按键为仪器供气,将气体流量设为4L/min, 流
量显示稳定后用肥皂水涂布于气路各连接处,观察有无气泡产生,如果有气泡产生
即为不合格。
7.2.2.2 鞘流调整
设置气体流量为4 L/min,调节鞘流旋纽,在能满足4 L/min 的条件下,调节P
值最大。
7.2.3 检测器指标检定
a) 气体流速范围及气体流量准确度的检定
开机稳定后分别设定气体流速为1 L/min、2 L/min、3 L/min、4 L/min,待气体
流量稳定后观察10 分钟。显示值与设定值之差的绝对值不超过设定值的1%或
0.02L/min。
b) 蒸发区温度范围及温度控制准确度的检定
开机稳定后分别设定蒸发管温度为:40°C、80°C、130°C,待温度稳定后观察
10 分钟。显示温度与设定温度差值不应超过1°C。(可根据实验自行安排检验次序)
c) 基线噪声和基线漂移的检定
以100%水为流动相,流量为1.0mL/min,泵与检测器直接相连,气体流速3L/min,
蒸发温度设定为40°C,输出端口选择1V。开机预热,待仪器稳定后记录基线30min,
检测器测得的基线峰-峰高对应的信号值(mV)即为噪声。
基线漂移用1h 内基线偏离记录起始点的值(mV/h)表示。
d) 最小检测质量的检定
以100%水为流动相,流量为1.0mL/min,泵与进样阀相连,进样阀直接连接检
测器,将气体流量调节为3L/min,蒸发温度设定为40°C。待仪器稳定后,用微量
注射器从进样口注入20μL 5´10-8g/mL 的葡萄糖水溶液,重复3 次,记录色谱图,
由色谱峰高和基线噪声峰-峰高计算,若信噪比大于2 则检测限达标。如进流动相也
会出峰,将5´10-8g/mL 的葡萄糖水溶液的峰高减去流动相峰高,若信噪比大于2
则检测限达标。
e) 信号响应上限的检测
色谱条件同5.2.2.3 d),进1´10-2g/mL 的葡萄糖水溶液,观察工作站信号,记录
平头信号高度(单位:mv)。
f) 定量重复性的检定
将检测器与液相色谱装置连接好,选用C18 色谱柱(250*4.6mm,5m),20μL
定量环,用10%甲醇水溶液为流动相,流量为1.0mL/min,将气体流量调节为3L/min,
蒸发温度设定为40°C。输出端口选择在1V,基线稳定后满环进样注入1×10-4g/mL
葡萄糖/水溶液,重复6 次,积分色谱峰的峰面积,按式(1)计算相对标准偏差RSD6。
6
2
6
1
( ) /( 1) 1 100% i
i
RSD X X n
= X
= å - - ´ ´
式中:RSD6 ——定量测量重复性相对标准偏差;
Xi——第i次测得的峰面积;
X——6次测量结果的算术平均值;
i——测量序号。
g) 典型定量范围的检定
将检测器与液相色谱装置连接好,选用C18 色谱柱,20μL 定量环,用10%甲醇
水溶液为流动相,流量为1.0mL/min,将气体流量调节为3L/min,蒸发温度设定为
… …(1)
.40°C。输出端口选择在1V,基线稳定后满环进样注入5×10-6g/mL, 1×10-5 g/mL,
3×10-5 g/mL,1×10-4 g/mL,3×10-4 g/mL,1×10-3 g/mL,2×10-3 g/mL 的葡萄糖
溶液(以流动相将储备液稀释至指定浓度),重复三次。将进样量折算为进样质量后
取对数,以5 个点质量对数(1×10-5 g/mL 到1×10-3g/mL 五个点)与对应峰面积平
均值的对数做标准曲线(相关系数r≥0.999),在曲线上找出葡萄糖浓度大于1×
10-3g/mL 各点的读数,以及浓度小于1×10-5 g/mL 各点的读数与相应含量的测定值
做比较,测量值低于(或高于)读数5%时,认为曲线弯曲,此点的对应质量作为
定量上限(或下限)。此上下限之间的范围即是该仪器测定葡萄糖的典型定量范围。
7.2.4 10mv 端口测试
输出端口选择10mv,其余连接不变,在相同条件下,进1×10-4g/mL 葡萄糖/水溶
液,重复3 次,积分色谱峰的峰面积。与1v 端口比较。应为约10 倍的差异。
8 检定结果的处理
8.1 按本规程条款检定,全部达到规定技术要求的仪器为合格仪器,发给检定证书。
8.2 任何一个项目不合格,该仪器为不合格仪器,发给检定结果通知书,注明不合格项目。
9检定周期
蒸发光散射检测器的检定周期一般不超过2 年,更换重要部件或对仪器性能有怀疑时,应随
时检定。
yu3226033
第9楼2012/03/23
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。
第二步:蒸发,经过第一部处理的雾珠进一步流向经加热处理的区域,此时雾珠在热的作用下不断挥发形成气体,挥发性差的样品从流动相雾珠中析出而形成颗粒物。这一装置称为蒸发区或漂移管。漂移管也有两种设计方式,即螺线管式和直管式设计。螺线管有更长的漂移距离,能更好的实现蒸发,但随着流动相所经距离的延长,峰形变宽,灵敏度降低,且漂移管不方便维护,而直管则有更窄的峰,相对灵敏度提高,且维护方便。
第三步:检测,监测区由光源和光检测器组成,光源经光学处理后形成一束光,穿过漂移管末端口,气体经过光束时,不会影响光的穿透,而当样品颗粒经过时,光即产生散射。散射出来的光照在90度位置上的光检测器即产生广电信号。在这里,光源有激光器、LED和钨卤灯。
激光器:光源强度大,发热少,结构简单,无需特殊光学聚光文件。寿命长。
LED:发热少,结构简单,强度弱,须进行聚光等光学处理。
钨卤灯:发热大,强度弱,须进行聚光等光学处理,波长范围宽。
散射监测器其实应与光源配合使用,对于激光器,由于光强度大,其散射光强度也强,常用光电二极管作为检测器,而对于光强较弱的光源,必须使用光电倍增管作为检测器。
光电二极管:结构简单,体积小,无特殊供电路,故障率低。
光电倍增管:体积较大,需供高压,故障率高,放大倍数可控制,可检测低强度光。
三、 ELSD特征:依据ELSD原理,ELSD是一类广谱性、通用型质量检测器,几乎所有挥发性低的化合物均可被检测,且ELSD是质量型检测器,只与待测物的量有关,而与其光学特性,电化学特征及化合物本身的组成无关。