蒸發(fā)光散射檢測(cè)器研究進(jìn)展樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)研究進(jìn)展摘要:簡(jiǎn)要介紹了蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)的儀器構(gòu)造、工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn),系統(tǒng)總結(jié)了影響ELSD響應(yīng)的各種因素,最后概述了ELSD的應(yīng)用進(jìn)展。關(guān)鍵詞:ELSD;影響因素;應(yīng)用進(jìn)展當(dāng)前,高效液相色譜儀日益普及,所分析的樣品范圍也越來(lái)越廣。檢測(cè)器作為高效液相色譜儀的重要組成部分,其發(fā)展在某種意義上決定著HPLC技術(shù)的進(jìn)步。高效液相色譜檢測(cè)器中除了最常見(jiàn)的紫外檢測(cè)器之外,還有二極管陣列檢測(cè)器,熒光檢測(cè)器,示差折光檢測(cè)器,蒸發(fā)光散射檢測(cè)器,化學(xué)熒光檢測(cè)器,質(zhì)譜檢測(cè)器,電化學(xué)檢測(cè)器,拉曼光譜檢測(cè)器,核磁共振檢測(cè)器等。檢測(cè)器的研究方向均是朝著靈敏度高,重現(xiàn)性好,響應(yīng)快,線形范圍寬,適用范圍廣,對(duì)流動(dòng)相流量和溫度波動(dòng)不敏感,死體積小等方面發(fā)展。近年來(lái)ELSD在國(guó)內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于類(lèi)酯、表面活性劑、糖、氨基酸、季銨鹽、高聚物以及甾體化合物等的檢測(cè)?，F(xiàn)就HPLE-ELSD的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)要概述。1儀器1.1儀器的首次出現(xiàn)1966年,Ford等第一次介紹了ELSD,當(dāng)時(shí)它的名字叫蒸發(fā)分析器(evaporativeanalyzer),后又在其發(fā)展過(guò)程中被稱(chēng)為散射測(cè)濁器(nephelometer)、質(zhì)量檢測(cè)器(massdetector)、光散射檢測(cè)器(lightscatteringdetector)等。首臺(tái)蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(evaporativelight-scatteringdetec-tor;ELSD)是由澳大利亞的UnionCarbide實(shí)驗(yàn)室研制開(kāi)發(fā)的,并在20世紀(jì)80年代初轉(zhuǎn)化為商品ADDINNE.Ref.{DFADA42C-6D82-40F6-B8C9-3BFDFC0E1681}[1]。1.2ELSD的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)當(dāng)前,國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的ELSD蒸發(fā)光散射檢測(cè)器主要有:SEDERE的SEDEX55/60/75/80、AlltechAssociates的Alltech800/LTA和Alltech/LTA、PolymerLaboratories的PL-ELS1000和PL-ELS2100、Waters的Waters2420ELSD、SofTA的SofTAModel100/200/300/400ELSD、ESA的ChromachemELSD、EUROSEP的DDL31等種類(lèi)ADDINNE.Ref.{781914BE-79B8-4766-8054-45EDD5BF1FD6}[2]。對(duì)于各種已經(jīng)商品化的ELSD主要由3部分組成:霧化器、加熱漂移管和光散射池。1.2.1霧化器霧化器直接和分析柱的出口相連接,從柱后出來(lái)的流出液進(jìn)入霧化器,在霧化器的末端與通入的氣體(一般是氮?dú)饣蚝?也有空氣)充分混合成均勻的小液滴,能夠經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)氣體的流速和洗脫液的流速來(lái)調(diào)節(jié)所產(chǎn)生液滴的大小。對(duì)于ELSD的穩(wěn)定性在很大程度上取決于霧化器氣體流速,氣體流速如果低于正常流速,會(huì)產(chǎn)生較大致積的液滴,大液滴會(huì)凝聚在加熱漂移管上使響應(yīng)值降低,大液滴中的流動(dòng)相如果不能完全蒸發(fā),則會(huì)形成尖峰;如果氣體流速過(guò)高,則大液滴的數(shù)量會(huì)減少,響應(yīng)值降低ADDINNE.Ref.{0E88D7E0-DE74-4540-BA13-21DB1AD88F8C}[3]。好的氣源對(duì)于檢測(cè)器的基線是一個(gè)很好的保證,如島津檢測(cè)器要求提供350kPa的氣壓,氣源可采用空壓機(jī)或鋼瓶氣ADDINNE.Ref.{C0586D08-3290-4C09-93C4-780937DEC972}[4]。1.2.2加熱漂移管加熱漂移管是ELSD的一個(gè)重要部件。柱流出物經(jīng)過(guò)霧化器后變成氣溶膠,然后經(jīng)過(guò)加熱漂移管。加熱漂移管的作用是使氣溶膠中的易揮發(fā)組分揮發(fā),流動(dòng)相中的不易揮發(fā)組分經(jīng)過(guò)加熱漂移管進(jìn)入散射池。加熱漂移管的溫度對(duì)基線水平和噪聲有明顯影響:溫度較低時(shí),流動(dòng)相不能完全蒸發(fā)掉,基線水平較高;溫度過(guò)高時(shí)可能會(huì)帶來(lái)更大的噪聲ADDINNE.Ref.{A1470B06-3009-47A5-A4AA-0BFB3A36B087}[5]。加熱漂移管溫度的設(shè)定值應(yīng)根據(jù)洗脫液的組成和性質(zhì)而定ADDINNE.Ref.{9186DA3E-F892-421B-A496-CD796172B5C6}[6],在保證流動(dòng)相完全蒸發(fā)的前提下設(shè)置盡量低的溫度,特別是對(duì)于一些不穩(wěn)定的化合物,更應(yīng)該在低溫下蒸發(fā)掉流動(dòng)相。當(dāng)霧化器中的氣體流速比較大時(shí),形成的氣溶膠液滴比較小,加熱漂移管的溫度也就應(yīng)該相應(yīng)的低一些;如果氣體流速比較小,形成的液滴比較大,加熱漂移管的溫度就應(yīng)該相應(yīng)的高一些。另外還要防止在加熱漂移管中發(fā)生液滴之間的合并作用,否則就會(huì)由于流動(dòng)相沒(méi)有完全蒸發(fā)而引起信號(hào)的尖刺。1.2.3光散射池在光散射池中,樣品顆粒散射光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)檢測(cè)器產(chǎn)生電信號(hào)。光被散射的程度取決于溶質(zhì)顆粒的大小和數(shù)量;當(dāng)流動(dòng)相和載氣流速恒定時(shí);散射光的強(qiáng)度僅取決于溶質(zhì)的濃度ADDINNE.Ref.{8791CF78-E064-46D4-934A-FBD57EE5B85B}[7]。ELSD光源有激光二極管和鹵素?zé)魞煞N。激光的長(zhǎng)壽命使得避免經(jīng)常更換燈源,也能有較好的重現(xiàn)性,如Alltech型ELSD為激光二極管,其強(qiáng)度在30000h工作壽命中是穩(wěn)定的;激光源雖然強(qiáng)度較大,但有本征的缺憾,即對(duì)于一些具有生色基團(tuán)的化合物,如果其吸收波長(zhǎng)正好與激光光源波長(zhǎng)相等,這種化合物就不會(huì)被檢測(cè)到。鹵素?zé)舻牟ㄩL(zhǎng)寬但壽命短,當(dāng)前,光源的發(fā)展趨勢(shì)是使用單色性和能量更佳的激光二極管。經(jīng)樣品顆粒散射的光被光電倍增管或硅晶體光電二極管接收,光電倍增管價(jià)格便宜但靈敏度較低,逐漸被硅晶體光電二極管所取代。1.3檢測(cè)步驟蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)是強(qiáng)有力的檢測(cè)工具,能檢測(cè)揮發(fā)性比流動(dòng)相低的任何樣品。ELSD的檢測(cè)依次分為3個(gè)步驟:霧化,從色譜柱中洗脫出來(lái)的組分和惰性氣體混合,產(chǎn)生出包含流動(dòng)相和樣品的氣溶膠;蒸發(fā),作為氣溶膠的流動(dòng)相在經(jīng)過(guò)加熱的漂移管時(shí)被蒸發(fā)掉;檢測(cè),留下來(lái)的不揮發(fā)性樣品顆粒和流動(dòng)相蒸氣經(jīng)過(guò)一個(gè)光散射池,暴露在光照之下,用光傳感器測(cè)定樣品的散射光產(chǎn)生電信號(hào),信號(hào)與樣品的質(zhì)量成比例關(guān)系。1.5ELSD檢測(cè)器特點(diǎn)及其局限性ELSD檢測(cè)器主要優(yōu)點(diǎn)有:通用性強(qiáng),ELSD的響應(yīng)與被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量成正比,而不依賴(lài)于被測(cè)物質(zhì)的光學(xué)特性及官能團(tuán),擴(kuò)大了ELSD的應(yīng)用范圍;響應(yīng)因子的一致性;靈敏度高于示差折光檢測(cè)器和紫外末端吸收檢測(cè)法;可進(jìn)行梯度洗脫和消除流動(dòng)相溶劑的干擾。ELSD檢測(cè)器不足之處有:所檢測(cè)的樣品組分必須是非揮發(fā)性或半揮發(fā)性的,而流動(dòng)相應(yīng)是易于揮發(fā)的;與紫外、熒光檢測(cè)器相比,靈敏度不夠理想,檢測(cè)限多在納克(ng)級(jí);對(duì)于某些樣品,檢測(cè)的線性范圍較窄,樣品量與峰面積有時(shí)不呈線性關(guān)系,定量分析較為復(fù)雜。2影響HPLC-ELSD檢測(cè)性能的色譜條件及檢測(cè)器參數(shù)2.1流動(dòng)相組成流動(dòng)相的揮發(fā)性越好,ELSD靈敏度越高。中性物質(zhì)的分析,其流動(dòng)相一般都具有較好的揮發(fā)性,但絕大多數(shù)酸堿化合物的檢測(cè)都需要緩沖鹽,緩沖鹽揮發(fā)性差,會(huì)提高基線水平,增大基線漂移程度,從而降低信噪比。因此,緩沖鹽既要易揮發(fā),又要有較高純度。一般使用的緩沖鹽有醋酸、甲酸、三氟醋酸、硝酸銨、磷酸氫二銨等。2.2流動(dòng)相流速在一定范圍內(nèi),流動(dòng)相的流速越低,流動(dòng)相完全揮發(fā)所需的載氣流速越低,形成的溶質(zhì)顆粒越大,對(duì)激光散射能力越強(qiáng),相應(yīng)的檢出信號(hào)越強(qiáng)。當(dāng)前商品化的蒸發(fā)光檢測(cè)器所使用的流速范圍為0.1mL/min-5mL/min(標(biāo)準(zhǔn)HPLC),10L/min-150L/min(微徑HPLC)ADDINNE.Ref.{1A06F469-5C63-4AAE-A19F-4E1C89E3EE64}[2]。2.3漂移管溫度漂移管的溫度一般設(shè)置在30~100℃,具體溫度依流動(dòng)相組成而定。溫度升高,流動(dòng)相蒸發(fā)趨向完全,信噪比提高;但溫度太高會(huì)使流動(dòng)相沸騰,增加噪音,同時(shí)高溫可能使溶質(zhì)部分升華,信號(hào)變小,降低靈敏度。當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟?流動(dòng)相蒸發(fā)不完全,基線水平較高,特別含鹽流動(dòng)相需要提高溫度?？傮w來(lái)講,溫度低一些更好,這樣有助于得到較大的顆粒,提高散射光的強(qiáng)度。故選擇最佳溫度應(yīng)為在流動(dòng)相基本揮發(fā)的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生可接受噪音的最低溫度。不同的流動(dòng)相根據(jù)不同的蒸發(fā)器設(shè)定合適的溫度。2.4載氣流速一般載氣流速越小,形成的溶質(zhì)顆粒越大,散射光的強(qiáng)度越大,但當(dāng)載氣流速太小時(shí),流動(dòng)相揮發(fā)不完全,增加背景噪音,降低信噪比。最優(yōu)載氣流速應(yīng)是在可接受噪音的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生最大檢測(cè)響應(yīng)值時(shí)的最低流速。蒸發(fā)光檢測(cè)器載氣流量范圍一般為0-5L/minn(氮?dú)饣蚝?ADDINNE.Ref.{579FCE7B-48B1-4D02-8F08-708A741F2AD0}[2]。3ELSD的應(yīng)用ELSD在對(duì)類(lèi)酯、表面活性劑、糖、氨基、季銨鹽、高聚物、甾體化合物等物質(zhì)的檢測(cè),以及藥物分析方面發(fā)揮著重要的作用ADDINNE.Ref.{03639089-716C-475F-80A6-3B2557EB065D}[8]。ELSD主要應(yīng)用于ADDINNE.Ref.{A9A7A8C5-3A02-437F-A622-CE}[1]:(1)沒(méi)有紫外吸收或?yàn)樽贤饽┒巳跷盏臉悠?被廣泛的應(yīng)用于皂苷類(lèi)成分、糖類(lèi)成分、萜類(lèi)成分、部分生物堿類(lèi)成分以及其它一些成分的分析,取得了滿意的結(jié)果。ELSD的響應(yīng)與被測(cè)物的質(zhì)量成正比,而不依賴(lài)于被測(cè)物的光學(xué)特性及官能團(tuán)。理論上可用于揮發(fā)性低于流動(dòng)相的任何組分的檢測(cè)。(2)流動(dòng)相有紫外吸收干擾或梯度洗脫時(shí)基線漂移影響的測(cè)定;用ELSD檢測(cè),流動(dòng)相在漂移管便氣化蒸發(fā),不影響樣品檢測(cè)。3.1皂苷類(lèi)成分的分析皂苷類(lèi)成分大多沒(méi)有紫外吸收,或僅在紫外末端有吸收,容易受到試劑的干擾,使皂苷測(cè)定在應(yīng)用HPLC-UV法及選擇流動(dòng)相優(yōu)化分離時(shí)均存在一定的困難。就當(dāng)前情況看,ELSD應(yīng)用于皂苷類(lèi)成分的分析的例子比較多ADDINNE.Ref.{1A4142A1-917A-4F1F-89A8-AD9CBB7311A2}[9],主要集中于黃芪甲苷,人參、三七皂苷,柴胡皂苷等的研究。HPLC-ELSD法在測(cè)定黃芪藥材及其復(fù)方中黃芪甲苷含量時(shí)應(yīng)用得最早最多。《中國(guó)藥典》中黃芪甲苷含量的測(cè)定便是采用該法,其靈敏度、穩(wěn)定性及重現(xiàn)性均較理想。高建等ADDINNE.Ref.{41206AED-BC02-4820-B718-628F048F20BE}[10]人采用HPLC-ELSD同時(shí)測(cè)定當(dāng)歸補(bǔ)血總苷中黃芪甲苷和黃芪皂苷Ⅱ,選用色譜柱KromailC18(4.6mm×250mm,5μm);流動(dòng)相為乙腈-水(37.5:62.5);體積流量0.8mL/min;ELSD參數(shù):漂移管溫度100℃;N2氣流體積流量2.60L/min。黃芪甲苷在0.85-6.76μg之間呈良好的線性關(guān)系(r=0.9992),平均回收率為98.8%,RSD為1.50%;黃芪皂苷Ⅱ在1.05-8.4μg之間呈良好的線性關(guān)系(r=0.9994),平均回收率為95.7%,RSD為2.70%黃海欣ADDINNE.Ref.{D2586702-FA1D-4FF5-B8D4-203EC739EF48}[11]建立該法測(cè)定復(fù)方丹參片中三七皂苷R_1、人參皂苷Rg-1、人參皂苷Rb-1的含量。3.2糖類(lèi)成分的分析糖類(lèi)成分多不存在紫外吸收,定量分析主要采用分光光度法,其缺點(diǎn)是只能測(cè)定總糖含量,靈敏度和準(zhǔn)確度較差。近來(lái)有采用HPLC-ELSD方法對(duì)糖類(lèi)成分進(jìn)行分析的報(bào)道。羅進(jìn)ADDINNE.Ref.{88AD739B-A90A-4A30-BF39-46CB9A98CFC0}[12]等人建立同時(shí)測(cè)定食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖和乳糖的高效液相色譜-蒸發(fā)光散射法(HPLC-ELSD)方法,以Waters-NH2(4.6mm×250mm,5μm)色譜柱;乙腈:水=75:25(V/V)為流動(dòng)相,流速為1.0mL/min,ELSD為檢測(cè)器,漂移管溫度45℃,N2流量25psi,在20min內(nèi)完成了5種糖的分離,結(jié)果比較理想,可作為糖類(lèi)食品的質(zhì)量控制和安全評(píng)價(jià)的測(cè)定方法。3.3生物堿類(lèi)成分的分析皮慧芳ADDINNE.Ref.{6C3A7A4C-6FB7-4AD6-8FD4-6E35F10975B6}[13]等人以HypersilODS(250mm×4.6mm,5μm)為色譜柱,流動(dòng)相甲醇(含0.05%三乙胺)-水梯度洗脫,流速為1.0mL?min-1,記錄時(shí)間60min;以ELSD檢測(cè),檢測(cè)條件漂移管溫度75℃,氮?dú)饬魉?.9L?min-1條件下對(duì)湖北貝母花中的生物堿成分得到很好的分離。王懷玉ADDINNE.Ref.{8F4EAAC8-8E0C-4E1C-8CCE-B76133DABF19}[14]等利用HPLC-ELSD很好地測(cè)定不同生長(zhǎng)年限太白貝母鱗莖中總生物堿的含量,為建立和完善中藥材太白貝母的質(zhì)量控制體系和適宜采收時(shí)間提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。3.4萜類(lèi)成分的分析銀杏萜類(lèi)內(nèi)酯具有擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈血管,增大腦血流量等作用,是銀杏的重要活性成分,而倍受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。銀杏葉所含的內(nèi)酯有效成分二萜內(nèi)酯和倍半萜內(nèi)酯,需用紫外低波長(zhǎng)檢測(cè);且含有少量酚性物質(zhì),紫外吸收強(qiáng),會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生很大影響,即使經(jīng)過(guò)復(fù)雜的前處理,效果亦不理想。RI法是當(dāng)前銀杏萜類(lèi)內(nèi)酯常見(jiàn)的測(cè)定方法,但靈敏度低及基線穩(wěn)定性差,ELSD有逐步將其取代的趨勢(shì)。肖飛ADDINNE.Ref.{A510700D-B272-49E7-B2C3-4DB4E435AF58}[15]采用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測(cè)法測(cè)定出銀杏葉片銀杏萜類(lèi)內(nèi)酯A、B、C及白果內(nèi)酯含量,方法簡(jiǎn)便,快速,準(zhǔn)確,穩(wěn)定性和重復(fù)性較好。3.5氨基酸的分析氨基酸成分的分析多采用氨基酸分析儀或采用衍生化法ADDINNE.Ref.{48473737-A83C-4AF3-9C38-9CB5EF93A539}[16],用氨基酸分析儀測(cè)定,樣品處理較復(fù)雜;柱前,柱后衍生又易產(chǎn)生誤差。采用PrevailTMC18色譜柱(250mm×416mm.id.,5μm),以乙腈-017%三氟醋酸溶液(含5.0mmol/L七氟丁酸)為流動(dòng)相進(jìn)行線性梯度洗脫,流速為0.8mL/min,在漂移管溫度115℃、氮?dú)饬髁?.5L/min條件下,在25min內(nèi)即可完成對(duì)阿膠中17種氨基酸的分離測(cè)定ADDINNE.Ref.{7FF46AB3-3E59-4D41-9566-50D5DE8862D7}[17]。王玉紅等ADDINNE.Ref.{6280DDAE-60C1-4FC6-A582-B162F2DAA8E8}[18]也建立了HPLC-ELSD直接測(cè)定分析20種未衍生基本氨基酸。3.6磷脂檢測(cè)磷脂是一種含磷的類(lèi)脂物質(zhì),廣泛存在于動(dòng)、植物體內(nèi),具有重要的生理功能和獨(dú)特的乳化性能,在食品、保健品、醫(yī)藥等行業(yè)中應(yīng)用廣泛,一般所講的磷脂是多組分的混合物。UV檢測(cè)器最先用于磷脂檢測(cè),因其在在200～214nm處有較強(qiáng)末端吸收;后因磷脂種類(lèi)繁多,脂肪酸組成也有很大差異,故嘗試RI檢測(cè)器,但靈敏度較低,易受溫度影響,因而基線不穩(wěn)定、過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng),穩(wěn)定時(shí)間至少需4～5h;當(dāng)前,ELSD能克服UV和RI檢測(cè)器的缺點(diǎn),故倍受矚目。磷脂測(cè)定時(shí)選用的流動(dòng)相主要是正己烷-異丙醇-水和氯仿(乙腈)-甲醇-水為主ADDINNE.Ref.{2C136F30-DB5F-45B1-B2F1-2B2DCC0E9A24}[19]。4結(jié)語(yǔ)當(dāng)前ELSD在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于糖類(lèi)、高分子化合物、高級(jí)脂肪酸、磷酯、維生素、氨基酸、甘油三酯及甾體類(lèi)等幾十類(lèi)化合物的檢測(cè)。對(duì)于雜質(zhì)檢查或純度分析、多組分藥物分析及未知基準(zhǔn)品的含量測(cè)定等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,ELSD并非適合所有的化合物。ELSD作為一種通用型質(zhì)量檢測(cè)器,同時(shí)也是一種破壞性檢測(cè)器,樣品無(wú)法回收,對(duì)于比較珍貴的樣品存在利用弊端。另外,ELSD雖然是通用型質(zhì)量檢測(cè)器,可是對(duì)于一些揮發(fā)性比較強(qiáng)的成分,可能在較高的溫度下會(huì)隨著流動(dòng)相揮發(fā)成氣體狀態(tài),不適于用ELSD檢測(cè)。ADDINNE.Bib參考文獻(xiàn)[1] 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