蒸發光散射檢測器蒸發光散射檢測器是一種通用型的檢測器，可檢測揮發性低于流動相的任何樣品，而不需要樣品含有發色基團。蒸發光散射檢測器工作時在輔助氣體作用下，將流動相霧化，形成的液霧通過加熱而蒸發，此時溶解在流動相中不易揮發的樣品即形成微顆粒物，這些微顆粒物由輔助氣體推動進入光束通道，造成光束散射。通過測定散射光的強度即可預測樣品顆粒的數量，從而測定樣品純度。蒸發光散射檢測器靈敏度比示差折光檢測器高，對溫度變化不敏感，基線穩定，適合與梯度洗脫液相色譜聯用。蒸發光散射檢測器已被廣泛應用于中藥成分分析、碳水化合物、類脂、脂肪酸和氨基酸、藥物以及聚合物等的檢測。

      蒸發光散射檢測器技術的主要優點：

1.可檢測揮發性低于流動相的任何樣品；

2.流動相低溫霧化和蒸發，對熱不穩定和揮發性化合物亦有較高靈敏度；

3.廣泛的梯度和溶劑兼容性，無溶劑峰干擾；

4.輔助載氣提高了檢測靈敏度，保持檢測池內的清潔，避免污染；

5.高精度霧化和蒸發溫度控制，保證高精度檢測；

6.可與任何HPLC系統連接。

一、主要品牌蒸發光散射檢測器性能參數性能比較

       目前中國市場上蒸發光散射檢測器品牌比較多，市場上主流品牌蒸發光散射檢測器有：Alltech ?蒸發光散射檢測器3300，Sanotac? ELSD 9000，Agilent? 1290，Waters? 2424，unimicro? UM5800，SEDEX? 90。

主流品牌蒸發光散射檢測器的性能參數比較如下表：

二、主流品牌蒸發光散射檢測器ELSD基本結構

       依據ELSD的設計原理，ELSD的結構由三大部分組成：即霧化處理結構，蒸發結構和散射光檢測結構。

第一步：霧化處理結構，流動相與輔助氣混合，在輔助氣的壓力作用下從一小孔中噴出而形成濃霧，整個裝置稱為噴嘴或稱霧化器。流動相霧化后形成的液霧（霧珠）由于均勻性及一致性差，因此必須進行處理，否則影響其有效蒸發，此過程稱為分流。低溫分流技術設計，實現了低溫揮發，特別有利于半揮性化合物的測定及高水相流動相的應用。 

第二步：蒸發結構，經過第一部處理的霧珠進一步流向經加熱處理的區域，此時霧珠在熱的作用下不斷揮發形成氣體，揮發性差的樣品從流動相霧珠中析出而形成顆粒物。這一裝置稱為蒸發區或漂移管。漂移管也有兩種設計方式，即螺線管式和直管式設計。螺線管有更長的漂移距離，能更好的實現蒸發，但隨著流動相所經距離的延長，峰形變寬，靈敏度降低，且漂移管不方便維護，而直管則有更窄的峰，相對靈敏度提高，且維護方便。

第三步：散射光檢測結構，監測區由光源和光檢測器組成，光源經光學處理后形成一束光，穿過漂移管末端口，氣體經過光束時，不會影響光的穿透，而當樣品顆粒經過時，光即產生散射。散射出來的光照在90度位置上的光檢測器即產生光電信號。

 三、主流品牌蒸發光散射檢測器（ELSD)的檢測原理 

       蒸發光散射檢測器技術原理，經Charlesworth和Mengerink等系統地總結如下：

1）霧化   色譜柱流出進入霧化器后，與充入的氣體混合形成液滴，液滴的平均直徑D0可以用Nakiyama和Tanasawa提出的公式計算：

D0=0.585×Sqr(σ)/( Δμ*sqr(ρ))+212(η/σ*ρ) ＾0.45*（(1000×FL/Fg) ＾1.5）

其中D0為表面積體積平均直徑（μm），為洗脫液的表面張力（N/m）；Δμ為液體和氣體之間的線速差（μm/s）；η為柱流出物的粘度（Pa.s）；ρ為柱流出物的體積質量（Kg/m）；FL/Fg為柱流出物與氣體的流速比。最初的液滴直徑分布為高斯分布或非對稱的正態分布。

2）漂移 液滴進入漂移管后揮發。液滴進入到加熱的漂移管中，至少有三個現象發生：易揮發的部分蒸發；一些顆粒落到漂移管的管壁上；一些顆粒凝結在一起。Charlesworth提出了計算柱流出物蒸發時間的公式：

Td=ΔHVρD0＾2/MvKfΔT

其中td為完全揮發的時間；ΔHV/M為摩爾揮發度；ΔT為霧化氣體與液體表面的溫度差；Kf為液滴周圍氣體薄層的熱導率。

當溫度上升到一定程度，被分析物（a）會同流動相一道揮發，因此最佳溫度為tdm < td <tda。但為了減少顆粒在漂移管管壁上的沉淀，td的選擇最好是比tda略高一點。FL/Fg增大會使顆粒間更容易凝結。

3）在可以忽略漂移管管壁上的沉淀或平均直徑不被其它因素改變的前提下，進入光散射池的氣溶膠中的顆粒直徑d與被分析物在洗脫液中的濃度C成正比：

d∝ D0 （ c/ρa）＾（1/3）             (*)

其中：ρa為被分析物的體積質量。

對于軸心式的霧化器，當被分析物的質量濃度為1mg/L時，被分析物顆粒的大小處在米氏散射區域。根據米氏理論，散射光強度I可以表示為：

I=knd2（d/λ）＾y

其中：k為常數；n是散射區域中顆粒的數目；λ為檢測波長；隨著d/λ的增加，y值從4.0減小到-2.2。當λ和n為常數，散射光強度以d^p（p<6）指數增加，根據(*)式，散射光強度以c^q（q<2）指數增加。

根據大量實驗顯示，ELSD的相應值（Y）與被測物濃度（X）的關系曲線比較復雜。在較高濃度范圍內，大致呈線性；而在低濃度范圍內，則大致呈指數關系，即Y=Ax^b，其中的b值往往為1-2（與理論相符）；另有少數實驗表明，響應值與被測物濃度呈二次函數關系，即Y=aX+Bx^2。

⑷校正曲線和檢測限

當被分析物在洗脫液中的濃度較低時，被分析物濃度值的對數與響應值的對數的校正曲線大致呈線性。

之后，Meeren等[建立了一個計算機模擬的ELSD檢測機理模型，其基本理論也是建立在米氏理論的基礎上。他們把影響ELSD的響應的因素分成四組：載氣氣壓，霧化器的設計，流動相的組成和流速都將影響到霧化過程；被分析物的濃度和密度等決定了進入光散射池的氣溶膠中的顆粒的直徑；被分析物的折射指數，光源發出的光的強度和波長，光電倍增管的位置等將影響到散射光強度；光電倍增管的靈敏度和入射光的強度決定了檢測的效率，即反映為實驗者所觀測到的峰面積。

馮埃生等 和Trathnigg等考察了影響ELSD檢測性能的基本因素，他們發現漂移管溫度對基線水平和噪音的影響沒有明顯的規律性，溫度過低流動相得不到充分揮發，使基線水平較高；溫度過高則可能帶來更大的噪音。氣體流速增大，使響應值減小，故最佳氣速是在可接受噪音的基礎上，產生最大檢測響應值的最低氣體。流動相中可以加入低于10mmol/L的揮發鹽來調節所需的酸度。他們在實驗中也發現，峰面積和峰高的自然對數分別與濃度的自然對數有較好的線性關系。

四、蒸發光散射檢測器在HPLC中的應用研究

       ELSD檢測器在對類酯、表面活性劑、糖、氨基酸、 季銨鹽、高聚物、甾體化合物等物質的檢測，以及藥物分析方面發揮著重要的作用。

歸納起來，這些物質往往具有如下的特點：

1.物質本身不含生色團或吸光系數不大，使用UVD檢測靈敏度很低。

2.物質組分復雜，組分間極性差異較大，分離需要進行梯度洗脫，故RID幾乎不適用，短波長UVD在梯度洗脫時常會發生基線漂移。

       使用ELSD檢測，可以克服這些困難。對于不含生色團的物質，ELSD可以不經衍生，直接進行檢測，從而避免了衍生帶來的誤差；ELSD在檢測過程中，將流動相完全揮發，因此在梯度洗脫時，基線平穩。對不同物質，ELSD響應因子的變化比其他檢測器（如紫外檢測器）要小得多，在因缺乏標準品而無法做校正曲線的情況下，利用ELSD可以近似地提供不純物的定量測定。HPLC/ELSD的色譜條件與LC/MS是一致的，在脫機情況下，使用HPLC/ELSD可以為LC/MS摸索色譜條件，節省使用昂貴的LC/MS系統的操作成本，而且可以方便地用LC/MS來分析檢測出的不純物，進行結構判定。