蒸发光散射检测器

岛津蒸发光散射检测器

ELSD-LT II

- 常见问题问答-

Ver. 1.0 (July, 2006)

International Marketing Division

Shimadzu Corporation

FAQ about ELSD-LTII

目录

ELSD基础知识...........................................................................................................................4 Q1. Q2. Q3. Q4. Q5.

什么是ELSD检测器?......................................................................................................4 ELSD检测器有何特点?....................................................................................................4 ELSD检测器和RID检测器在灵敏度上有何区别?...........................................................4 与其他HPLC检测器相比，ELSD检测器的灵敏度处在什么水平?..................................4 ELSD检测器在哪些领域应用广泛?..................................................................................5

Q6. 哪些化合物不适合用ELSD检测器进行分析?.....................................................................5 Q7.

为什么ELSD检测器不能使用不挥发性的缓冲溶液?........................................................5

关于 ELSD-LT II 检测器的常见问题............................................................................................7

Q8. Q9.

“ELSD-LT II”的缩写表示什么?......................................................................................7 与ELSD-LT 型相比有何区别?..........................................................................................7

Q10. “低温蒸发”是什么意思?................................................................................................7 Q11. ELSD-LT II检测器的 “低温蒸发”技术能带来什么好处?...............................................7 Q12. 其他公司生产的ELSD检测器是否可以使用低温蒸发技术?.............................................7 Q13. ELSD-LT II 检测器与其他竞争对手的ELSD检测器有何区别?.......................................8 Q14. 有哪些主要的竞争对手?....................................................................................................8 硬件问题....................................................................................................................................10 Q15. ELSD-LT II检测器的安装条件?.....................................................................................10 Q16. 对于雾化气有何要求?.....................................................................................................10 Q17. 如何选择雾化气气源?.....................................................................................................10 Q18. 如何设定雾化气压力?.....................................................................................................11 Q19. 雾化气的流量应该如何设定?...........................................................................................11 Q20. 对于排气系统有何要求?..................................................................................................11 Q21. 漂移管蒸发温度如何设定?..............................................................................................11 Q22. ELSD-LT II检测器中哪些是温控单元?..........................................................................12 Q23. ELSD-LT II检测器可以有几级灵敏度设定?...................................................................12

Q24. ELSD-LT II检测器可以测定的样品浓度范围是多少?.....................................................12 Q25. 流动相流速对检测灵敏度是否有影响?............................................................................12 Q26. 是否具有自动调零功能?..................................................................................................13 Q27. 使用 ELSD-LT II检测器时校准曲线的形状?..................................................................13 Q28. 峰面积的重现性是多少?..................................................................................................13 Q29. 时间常数应该如何设定?..................................................................................................13 Q30. ELSD-LT II检测器的体积和重量?.................................................................................13

关于维护和故障排除的问题........................................................................................................14

Q31. 对雾化器的玻璃管多长时间维护一次为宜?.....................................................................14 Q32. 基线出现噪声尖峰（鬼峰）了应该如何解决?..................................................................14 Q33. 如果灵敏度下降， ELSD-LT II检测器的灵敏度检查如何进行?.....................................14 Q34. 如果雾化器玻璃管的虹吸管部分不能正常的收集流动相，应该如何检查?.......................15 其它问题....................................................................................................................................16 Q35. ELSD-LT II检测器是否可以通过计算机从外部控制?.....................................................16 Q36. 如果ELSD-LT II检测器一段时间长期不用应该采取什么措施?.....................................16

ELSD基础知识

Q1.

A1. ELSD 即蒸发光散射检测器是HPLC检测器之一，首先将柱洗脱液雾化形成气溶胶，然后在漂移管中蒸发溶剂，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。

Q2. ELSD检测器有何特点?

A2. ELSD检测器具有如下特点：

1) 质量型通用检测器, 具有比示差折光检测器 (RID)更高的灵敏度。 2) 能够测量无紫外吸收或可产生荧光的化合物 ---> 与 RID检测器相似。 3) 可用于梯度洗脱。 ---> RID检测器则不可以。

4) 对于非挥发性的化合物均有几乎相等的响应，与质量大小有关而与结构无关。从而可以对样品中的每一组分进行定量分析。--->与 RID检测器相似。

Q3.

A3. 不同分析条件下灵敏度有所区别，以糖分析为例 (正相模式下)， ELSD检测器灵敏度比RID检

测器高5到10倍(参见下图及 Application News L294 (LA-190-E016)).

什么是ELSD检测器?

ELSD检测器和RID检测器在灵敏度上有何区别?

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6min

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Q4.

与其他HPLC检测器相比，ELSD检测器的灵敏度处在什么水平?

A4. 常见的HPLC检测器种类及其灵敏度的对应关系如下图所示。

Q5.

A5. 对于紫外检测器或荧光检测器不能检测的化合物，以及由于缺乏选择而使用示差折光检测器进

行分析的化合物，ELSD检测器都可以提供有效的解决方案。将ELSD串接在紫外检测器之后，为测定紫外检测器无法检测的有关物质(例如杂质)提供了一个有效手段。ELSD检测器可以使用和LC-MS 完全一致的流动相条件，因此易于对LC-MS分析的色谱条件进行评估并提供更为丰富的补充信息。因此，对于 ELSD检测器的需求主要来自以下分析领域： (1) 药物研发部门、制药公司和生物技术公司 用于新合成未知化合物纯度确证或粗略定量。 (2) 化工行业的研发部门

GPC分析中合成高分子化合物的分子量分布测定或表面活性剂分析。 (3) 政府机关、科学院和其他科研机构

用于多种化合物的检测分析，仅仅依靠常规的示差折光检测器不能够满足检测所有目标化合物的需要。

Q6. 哪些化合物不适合用ELSD检测器进行分析?

A6. ELSD检测器不能分析可以随流动相同时蒸发的化合物 (低沸点挥发性化合物). 另外, ELSD检

测器也不适用于热不稳定性化合物的分析。基本上，ELSD检测器仅适用于可以在流动相蒸发后余下不挥发性溶质颗粒的化合物分析。 Q7.

A7. 因为ELSD检测器的工作原理是测定细小颗粒的散射光强度，因此流动相中使用的酸、碱或盐

（缓冲溶液）必须可以蒸发或气化。如果不可挥发的话，会造成以下问题：

(1) 缓冲溶液中不可挥发的盐颗粒在光散射池中产生响应，引起基线漂移或背景噪音。 (2) 附着在漂移管或其他位置的缓冲盐会导致噪音尖峰。

(3) 盐层会阻碍雾化气出口从而使流动相不能完全蒸发，导致灵敏度下降。 为什么ELSD检测器不能使用不挥发性的缓冲溶液?

ELSD检测器在哪些领域应用广泛?

通常情况下，ELSD对于流动相组成的要求与LCMS一致。

一般地，ELSD可以使用的流动相改性剂包括氨水、醋酸、三氟乙酸或二乙胺。也可以使用醋酸铵或甲酸铵缓冲盐溶液。如果仪器将长时间不使用，推荐在最后一次分析后用水冲洗流路。

关于 ELSD-LT II 检测器的常见问题

Q8. “ELSD-LT II”的缩写表示什么?

A8. “ELSD-LT”是“ Evaporative Light Scattering Detector – Low Temperature”的缩写，表示

岛津“蒸发光散射检测器－低温型”， “II” 代表第二代产品。 Q9.

A9. ELSD-LT II检测器拥有诸多改进之处，以下两点尤为关键：

(1) 通过改良检测单元中的设计来减小峰展宽，因此灵敏度大大增加。 (2) 对光源和雾化气单元，增加了可自动控制的开关装置从而节省操作成本。 当然，这款产品也延续使用了ELSD-LT所独有的低温蒸发技术。 Q10.

A10. 以往的ELSD检测器在超过60°C的温度下使流动相蒸发。然而，ELSD-LT和ELSD-LT II采

用的低温蒸发技术，使得在蒸发管温度低于40度的情况下，流动相也能够有效的蒸发。 从而在低温下也能分析样品，解决了半挥发性和热不稳定性化合物的测定问题。

Q11. ELSD-LT II检测器的 “低温蒸发”技术能带来什么好处?

A11. 低温蒸发技术拥有如下优势：

(1) 对于半挥发性、易升华或热不稳定性化合物具有高灵敏度。 (2) 不必为每一次分析设定专门的操作温度。 (3) 节省开关机所需等待时间。 (4) 操作维护安全性高。

(5) 大部分被蒸发的流动相溶剂重新变成液体。因此，对于环境的影响很小。

Q12.

A12. 由于采用低温蒸发技术的ELSD检测器在检测易挥发性和热不稳定性化合物时大大优于传统

ELSD检测器，一些竞争对手推出了声称同样具有低温蒸发能力的ELSD检测器 。然而，这些产品是通过一个简单的分流技术，使得只有部分雾滴才能够进入漂移管，这种不区分雾滴大小的技术使得大粒径雾滴也进入到漂移管内，导致检测器噪音增大。ELSD-LT II 检测器的低温蒸发设计能够同时满足高灵敏度和低噪音的要求，而竞争对手的产品无法达到这一点。

其他公司生产的ELSD检测器是否可以使用低温蒸发技术? 与ELSD-LT 型相比有何区别?

“低温蒸发”是什么意思?

Q13. ELSD-LT II 检测器与其他竞争对手的ELSD检测器有何区别?

A13. ELSD-LT II 检测器采用了独有的雾化后低温蒸发技术， 使之成为一款高灵敏度的通用型检测

器。下图说明了蒸发光检测器的工作原理：流动相经过细导管进入喷雾头，与气体混合喷成雾滴，雾滴经过加热的漂移管，流动相被蒸发，溶质颗粒最终在光散射检测池中被检测。然而，通过喷雾头（Nebulizer）产生的雾滴粒径大小分布较宽， 通常情况下需要增加漂移管的温度来保证将所有的雾滴完全蒸发。ELSD-LT II检测器利用如图所示构造的雾化器，为在低温下高效率的蒸发流动相提供了保证。流动相雾化后，小粒径的雾滴会随着载气通过雾化器的玻璃管（Glass Cell）进入漂移管（Drift Tube）；但是，大粒径的雾滴不会随载气进入漂移管，而是在玻璃管壁上冷凝下来，顺着管壁流下经虹吸管收集后排出。这样，由于选择性的去除了引起基线噪音的大颗粒雾滴，从而实现高效率的低温下蒸发。

Q14.

A14. 目前市场上ELSD的主要竞争对手为Alltech (USA)， Polymer Laboratories (UK)，和 Waters (USA)。各

家公司的产品型号和竞争特点如下：

有哪些主要的竞争对手?

1) ELSD 2000ES (Alltech)

Alltech 公司的ELSD 2000ES 是ELSD 2000的改进型，号称通过对光学系统的优化提高了灵敏度，但实质上没有大的改变。I ELSD 2000ES 采用了“撞击器”分流技术，Alltech的销售资料上声称这是唯一的可以在低温模式和高温模式之间进行切换的ELSD检测器。但是在其低温模式(撞击器开模式) 下，是通过减少进入到漂移管内雾滴的量，来保证蒸发的完全性。实际上这种方式会导致灵敏度下降和重现性较差。 2) PL-ELS 2100 (Polymer Laboratories)

PL-ELS 2100型检测器是Polymer Laboratories公司推向市场的第一款低温型蒸发光散射检测器，采用了与Alltech ELSD 2000ES型同样的分流技术。而且，相比于Alltech的产品，PL-ELS 2100型无法选择不分流的模式，因此灵敏度大打折扣。 3) 2420ELSD (Waters)

2420ELSD是Waters公司开发的一款蒸发光散射检测器，没有什么创新的技术和特点，因而在市场上不具有影响力。

硬件问题

Q15. ELSD-LT II检测器的安装条件?

A15. 除ELSD-LT II 主机外，还应具备以下安装条件：

1) HPLC系统 (LC-2010HT不可以)

2) LC 工作站 (LCsolution/CLASS-VP) 或积分仪 3) 雾化气源 (空气压缩机，气体钢瓶，等) --->参见 Q17 4) 管路连接器 ---> 参见 Q12

5) 带0.01 µm滤芯的二级减压阀 (P/N 228-45525-91) 注意：不是气体钢瓶的节流阀！ --->参见 Q16

6) 实验室型排气系统(通风橱) 或溶剂阱系统。 --->参见 Q20

Q16.

A16. 可使用氮气、空气或其他惰性气体。不可以使用易燃或具有氧化性的气体如氢气或氧气。气体

中的杂质会导致基线噪音，所以必须安装带0.01 µm滤芯的二级减压阀。二级减压阀滤芯 (P/N 228-41595-02) 是消耗品，大约需要每年更换一次。 Q17.

A17. 随ELSD-LT II主机提供两根分别为1m和2m长的气源线（规格：6mm O.D.×4mmI.D.）。请

按下列要求选配气源。另外，必要的话请购买相应的连接器。 1)氮气钢瓶 (工业级即可)

请确认使用气体出口螺纹为外螺纹的氮气钢瓶。市场上也有内螺纹的氮气钢瓶，因此请与氮气钢瓶供应商确认出口螺纹规格及钢瓶容量。如使用气体钢瓶需要以下附件： y 氮气用气体钢瓶节流阀 (P/N 221-35999-01)

y 气路螺母 (右手螺纹) (GL Science公司提供， P/N 3001-55415) y 孔式接头 6CF4型 (GL Science公司提供， P/N 3006-41662)

y 快速接头，单头活接头型OT-62M (GL Science公司提供，P/N 3006-72162)

2) 集中式气源气体管路

如果采用集中式气源系统为ELSD供气，则需要以下连接附件。 ELSD检测器的气路端口是塑料材质，请确认使用Teflon套管。

y 附带接头锁紧螺母型转接器(P/N 228-25975-92)

y 转换接头， 1/8”到 1/4” (GL Science公司提供， P/N 3006-43245)

注意：

包含一套不锈钢管路用螺母和套管。

y Teflon套管，双环 (GL Science公司提供， P/N 3006-67740) 如何选择雾化气气源? 对于雾化气有何要求?

3) 氮气发生器

推荐使用符合下列参数的氮气发生器。

流量： 5 mL/min 或以上

压力： 0.5MPa或以上

纯度： 99% 或以上

4) 空气压缩机

为保证稳定的雾化气压力，须使用气量 10 L/min 以上的空气压缩机。

Q18.

A18. 不必根据分析参数设定雾化气压力值，通常设定分析时雾化气压力为350 kPa。 ELSD-LT II的雾化器形状设计使得流动相可以在350 kPa的雾化气流量下高效率的蒸发。雾化气压力上限 为450 kPa，请注意避免长期在上限压力条件下操作，以免损坏检测器光路系统。

Q19.

A19. 常规的气体压力设置为350 kPa, 雾化气流量为2.8L/min。对于工业用氮气钢瓶 (7 m3)来说意味着可连续运行3天时间。

Q20.

A20. ELSD-LT II检测器随机配有1.5m长排气管（规格：20mm O.D.×18mmI.D.）。 在仪器使用前， 将检测器背面的排气管与废气管路连接。

另外， 对于那些不能安装排气装置的用户，岛津推荐安装一套冷阱系统来收集废气。 推荐符合如下技术规格的冷阱系统：

捕集能力： 1kg(水)

阱温度： -50°C 带玻璃冷凝器

(除湿能力:500mL 或更高)

如果在ELSD-LT II检测器之后安装了冷阱系统，不必使捕集的溶剂从冷阱的出口处流出，例如通过使用真空泵。 使溶剂流出可能引起基线波动。(相关问题：Q29) 根据所使用的溶剂选择独立的玻璃冷凝器是必要的。更多冷阱系统相关信息，请和生产厂家联系。

Q21.

漂移管蒸发温度如何设定? 对于排气系统有何要求? 雾化气的流量应该如何设定? 如何设定雾化气压力?

A21.一般而言，流动相为水溶液时蒸发温度设为40°C，有机溶剂时设为35°C，合适的蒸发温度与流动相的沸点有关。如果目标化合物对热不稳定，则可尽可能的降低蒸发温度以避免化合物热分解。例如尿素容易在高温下分解，从下图可以看出，在30°C 的蒸发条件下可以获得更高的检测灵敏度，优于35°C 以及40°C的条件。

Q22. ELSD-LT II检测器中哪些是温控单元?

A22. 在检测器主机中，玻璃管出口处连接的不锈钢漂移管部分是可以设定温度的单元。色谱柱洗脱液被雾化气(空气，氮气等)喷成雾状物，进入加热的漂移管中使溶剂蒸发。余下的目标化合物颗粒，随气流进入光散射检测单元。

Q23. ELSD-LT II检测器可以有几级灵敏度设定?

A23. 一共有12级增益设定，根据所分析化合物的浓度来设定相应的增益值。对于低浓度样品的高灵敏度分析，设定增益为较大值；对于高浓度样品的分析，设定增益为较小值。

Q24. ELSD-LT II检测器可以测定的样品浓度范围是多少?

A24. 不同的增益设定下的动态范围是不一样的。ELSD

的线性范围略微窄于紫外检测器或示差折光检测器，大概2个数量级左右。

Q25.

A25. 即便是同样的流动相组成条件，过高的流速可能导致流动相的不完全蒸发并且造成噪音增加或灵敏度下降。例如，当使用水相流动相时如流速为 1.5 mL/min 或更高，在某些情况下，漂移流动相流速对检测灵敏度是否有影响?

管温度设定比通常的40°C高1～2°C，可以提高灵敏度。

Q26.

A26. 虽然 ELSD-LT II是独立型检测器，但是依然具有可外部激发的自动调零功能。因此，该检测器可以在分析开始前自动执行零点校正功能。 使用主机附件中的电缆可以与开关或其他类似设备联接。

Q27.

A27. 与其他检测器不同，ELSD检测器的响应(l)与样品浓度(C)之间不呈线性关系，而是具有如下列方程所示的关系：

l = a x Cb (a 和b 为常数) 使用 ELSD-LT II检测器时校准曲线的形状? 是否具有自动调零功能?

将上式取对数后可以得到I 和C具有双对数线性关系。利用双对数坐标校正曲线可以进行化合物定量分析。相关系数一般为 0.999。

Q28.

A28. 峰面积的重现性RSD值为 2～ 3％。

Q29. 时间常数应该如何设定? 峰面积的重现性是多少?

A29. 时间常数指检测单元内部数字过滤器的响应速度。根据输出信号，通过旋转仪器背面的“TIME CONSTANT”旋钮设定时间常数。 设置

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2

Q30. ELSD-LT II检测器的体积和重量?

A30. ELSD-LT II 检测器体积为 360 × 500 × 504 mm (宽 x 长x高)。重量为 20 kg. 时间常数 0 秒 1 秒 6 秒 备注 不使用过滤器 常规设置 噪声接近于零，但峰高也会降低。

关于维护和故障排除的问题

Q31.

A32. 雾化器的玻璃管即使是用户也可以很方便的拆下清洗。玻璃管被污染后不会导致灵敏度下降。更多的是因为漂移管污染导致的灵敏度下降。参见Q 33如何解决灵敏度下降问题。

Q32.

A32. 灵敏度下降或噪声尖峰的出现很有可能是漂移管污染引起的。 可以遵循下面的方法冲洗检测器整个流路。

1) 取下分析柱并设置雾化气压力为 350 kPa。

2) 设置漂移管温度为40°C ，以水作为流动相，流速2 mL/min冲洗10 min。

3) 流动相换为乙醇，同样条件下冲洗30 min。

4) 冲洗结束后，检查 是否还有噪声尖峰出现。

如果没有解决噪声尖峰的问题，那么遵循下面的方法再次进行清洗。

5) 流动相由乙醇换为水，冲洗10 min。

6) 流动相换为 5 mmol/L三氟醋酸水溶液，漂移管温度40°C条件下冲洗10 min。

7) 将漂移管温度设为80°C，再冲洗10 min。

8) 流动相换为水，漂移管温度40°C条件下冲洗20 min。

Q33.

A33. 通过下列条件和步骤可以对灵敏度进行检查。

1) 灵敏度认证条件

设置： 温度50°C, 增益 12, 时间常数1, 雾化气压力350 kPa

注意： 虹吸管部分应充满水。

阻尼盘管： 0.13 mm I.D. x 2 m阻尼盘管(P/N 228-32722-91)

流动相： 水

流速：

样品

2) 认证步骤

1) 基线稳定后自动调零。

2) 取5 mg/L葡萄糖/水溶液进样20 µL，平行进样3次，计算平均峰高应高于标准值70 mV。

3) 接下来，增益由12改为6 。

4) 取250 mg/L葡萄糖/水溶液进样20 µL，平行进样6次，计算峰面积的相对标准偏差(RSD)，应低于 标准值3.0%。

如果仪器不能达到上述标准，应由岛津维修人员进行检查维修。 1.0 mL/min 葡萄糖/水溶液 (5 mg/L和250 mg/L) 如果灵敏度下降， ELSD-LT II检测器的灵敏度检查如何进行? 基线出现噪声尖峰（鬼峰）了应该如何解决? 对雾化器的玻璃管多长时间维护一次为宜?

Q34.

A34. 连接在检测器后部的排气管起到排放废气的作用。通常排气管出口置于通风橱内，但是如果通风橱抽力太强的话，会在玻璃管中造成负压并导致虹吸管内的液体被吸入到漂移管。注意检查如果雾化器玻璃管的虹吸管部分不能正常的收集流动相，应该如何检查? 通风橱的抽力强度以避免此现象的发生。

其它问题

Q35. ELSD-LT II检测器是否可以通过计算机从外部控制?

A35. 如果使用LC工作站软件，则通过检测器背面的全量程为10 mV 或1 V的输出端口与计算机联接。若使用积分仪，则通过检测器背面的全量程为1 V的输出端口与积分仪联接。

Q36.

A36.如果ELSD-LT II检测器将停止使用超过一周的时间，请取下雾化器玻璃管并用封口膜封好。操作时注意小心避免破碎。

如果ELSD-LT II检测器一段时间长期不用应该采取什么措施?