PAGE第5頁共5頁ELSD信號響應因素分析羅乃興（寧波鎮海煉化利安德化學有限公司315200）摘要：簡要介紹了蒸發光散射檢測器(ELSD)的儀器構造、工作原理,探討了ELSD信號響應的各種影響因素。其中，霧化中心管末端的位置、載氣壓力，流動相流速對ELSD的霧化效率的影響進行了實驗優化，得出ELSD信號響應相對較佳的條件。關鍵詞：蒸發光散射檢測器工作原理影響因素霧化效率0引言蒸發光散射檢測器（EvaporativeLightScatteringDetector，簡稱：ELSD）是一種新型通用型質量檢測器，它的檢測不依賴于樣品分子中的官能團，這不同于紫外或者熒光檢測器，且可用于梯度洗脫[1]。ELSD對各種物質均有響應，且響應因子基本一致，只要揮發性低于流動相的物質均可以被檢測。ELSD很好彌補了傳統高效液相色譜檢測方法的不足，已廣泛應用于化工、醫藥、食品等行業[2~4]。本文以Agilent1260InfinityELSD為例，對影響信號響應的各種因素進行實驗探討。1 蒸發光散射檢測器工作原理通常，蒸發光檢測器的結構是由霧化器、蒸發漂移管和光散射池三部分組成。工作原理如圖1所示，霧化器與色譜柱出口相連，柱洗脫液進入霧化器中心管，在中心管的末端，洗脫液與載氣（通常為氮氣）混合形成均勻的霧滴（霧化過程）。霧滴隨載氣通過可控溫的漂移管，流動相蒸發，溶質形成極小的霧狀顆粒（蒸發過程）。溶質顆粒繼續隨載氣進入散射池，產生散射光，經光電倍增管收集放大變為電信號輸出（檢測過程）。

圖一.蒸發光散射檢測器工作原理溶質微粒霧化蒸發檢測溶質微粒霧化蒸發檢測氮氣光源光電倍增管氣溶膠霧滴測色譜柱流出物霧化器由霧化中心管和霧化噴嘴兩部分構成，其中通過圖二可以看出霧化中心管的構成，其中的螺紋總共有7圈。日常維護通常會在螺紋上纏繞生料帶增強霧化中心管擰緊的密封性，然而生料帶纏繞的多與少影響霧化中心管擰入的圈數，進而影響霧化中心管末端與霧化噴嘴之間的距離。距離的不同,霧化產生的霧滴顆粒大小不同[5]流動相入口流動相入口螺紋紋霧化中心管圖二.霧化中心管 流動相蒸發后，ELSD檢測的是不揮發的溶質顆粒。在相當寬的質量范圍內，色譜峰的峰面積（A）與樣品質量（m）呈指數關系[6]：A=amb其中a、b與樣品濃度、流動相性質、蒸發溫度、載氣和流動相流速等相關。實驗條件2.1儀器與試劑液相色譜儀：Agilent1260型，ELSDAgilent1260Infinity。試劑：四氫呋喃（色譜純）。苯乙烯聚合物：分子量，1000g/mol（L.L.M.W），分子量，10000g/mol（L.M.W），分子量，100000g/mol（H.M.W），分子量，1000000g/mol（H.H.M.W），配制的濃度為5mg/L，總濃度為20.04mg/L。2.2色譜條件凝膠柱：Plgel5μm，MIXED-C；四氫呋喃為流動相，流速為1.0mL/min；進樣量200μL，柱溫25℃；ELSD：漂移管溫度為80℃結果與討論2.1霧化中心管末端不同位置的信號響應霧化中心管用生料帶纏繞分別擰緊2圈、3圈、4圈、5圈、6圈、7圈進行實驗，測試濃度為20.04mg/L聚合物樣品的響應情況，結果如圖3所示。霧化中心管擰緊2圈、3圈、4圈、5圈，HHMW、HMW、LMW和LLMW四個組分的對應的峰高基本相差不大，在1-2mv左右，擰緊6圈時，各組分的響應明顯變大。響應最大的組分LMW峰高12mv左右，當擰緊7圈時，響應最大的HMW的峰高將近20mv。螺紋共七圈，沒纏生料帶，最多可以擰七圈半，考慮到密封性需要纏繞生料帶，沒有進行更大圈數的實驗。由此可見信號響應值和中心管的擰入圈數成正比。圖三.霧化中心管不同位置對應峰高2.2氮氣不同壓力對信號響應的影響色譜柱流出物進入霧化器與充入氮氣混合形成液滴，液滴的尺寸大小影響信號的響應。霧化中心管擰緊的圈數為7圈，改變惰性氣體（氮氣）的壓力大小，觀察壓力對分析結果的影響。配制聚合物樣品的濃度為20.04mg/L，不同壓力下分析的結果如圖4所示。其中當壓力為3.8bar時測試的結果是19.44mg/L,相對誤差最小。當壓力減小或者增大的時候，分析結果均下降。以其中的組分HMW的響應值為例，如圖五所示，當壓力為3.8bar時峰高的響應值達到最大。當壓力小，氮氣流速低，流動相揮發不完全，增加了背景噪聲，降低信噪比，影響信號的響應。隨著壓力增大，氮氣的流速加快，霧化顆粒的尺寸直徑小，檢測靈敏度降低，從而降低了信號的響應。由此可見，在氮氣壓力為一定值時響應最大，此時減小或增大壓力都會導致響應降低。從目前實驗來看，氮氣壓力為3.8bar時響應最大。圖四.不同壓力下聚合物分析結果圖五.不同壓力HMW峰高響應值2.3流動相不同流速對信號響應的影響氮氣壓力為3.8bar，霧化中心管擰緊7圈，改變流速測試20.04mg/L聚合物樣品響應情況。測試結果數據如表1所示，當流速為1.2mL/min時，測試結果相對誤差最小。在一定范圍內，流動相的流速越低，形成的物質顆粒越小，對光散射的能力越強，檢出信號也越大，如0.6mL/min，測試結果為34.40mg/L，相對誤差較大。綜合測試結果與HWM峰高響應值來看，最佳流速為1.2mL/min。表1流動相不同流速測試結果流動相流速mL/min測試結果mg/LHMW峰高mv0.634.40460.821.59241.020.56261.220.08311.419.53311.619.0831結論綜上所述，影響蒸發光散射檢測器（ELSD）信號響應因素最主要的就是霧化效率，而影響霧化效率的因素有流動相的流速、載氣的壓力大小和霧化中心管末端的位置等。其中，霧化中心管末端的位置與擰入圈數有關，信號響應值與擰入圈數成正比。通過實驗可得出，載氣壓力大小與流動相流速具有最佳值。ELSD日常霧化器維護時，需注意控制霧化中心管的位置，避免信號響應大小的波動。通過實驗得出載氣的最佳壓力和流動相流速，提高ELSD的響應靈敏度。參考文獻[1]劉珍，化驗員對本儀器分析第四版下冊，化學工業出版社，2003.12，438頁。[2]CLAROTI，CHAIMBAULTP，HASDENTEUFELF，eta.l[J].JChromatogr,A,2004,1031:281~287。[3]WEIY,DINGMY.[J].JChromatogr,A,2000,904:113~117。[4]HSUBH,EDWARDO,T