激光光散射檢測器是一種基于光散射原理的精密分析儀器,主要用于測定溶液中大分子或納米顆粒的絕對分子量、分子尺寸(回轉半徑)及構象等關鍵參數。其核心優勢在于無需依賴標準品校準即可獲得“絕對”數據,因此在高分子科學、生物化學和納米材料研究中具有不可替代的地位。
該技術主要分為靜態光散射(SLS)和動態光散射(DLS)兩大類。靜態光散射通過測量散射光強隨角度的變化,結合濃度信息,可精確計算出重均分子量(Mw)和均方回轉半徑(Rg)。動態光散射則通過分析散射光強度的漲落速率,來測定粒子的擴散系數,進而推算出流體力學半徑(Rh),適用于粒徑分布分析。
1、光源系統
激光器:常用氦氖(He-Ne)激光器或半導體激光器,提供單色性好、方向性強、高亮度的穩定激光束。
光路組件:包括擴束鏡、準直透鏡、空間濾波器、傅里葉透鏡等,用于形成平行光束并優化光路。
2、樣品處理系統
測量池/流通池:樣品在此與激光相互作用。在液相色譜中為流通池,在粒度分析中可能為濕法循環池或干法分散裝置。
霧化與蒸發單元(適用于蒸發光散射檢測器ELSD):
霧化室:將洗脫液霧化成微小液滴;
漂移管(蒸發室):加熱去除流動相,僅保留不揮發組分顆粒。
3、散射光檢測系統
光電探測器陣列:如光電二極管(PD)、雪崩光電二極管(APD)或光電倍增管(PMT),用于接收不同角度的散射光信號。
多角度配置(如MALLS,多角度激光光散射):多個探測器分布在不同散射角,用于精確測定分子量和構型。
4、信號處理與控制系統
前置放大器與模數轉換器(ADC):將微弱的光電流信號放大并數字化。
微處理器或嵌入式控制器:協調儀器運行(如溫度控制、氣流調節、數據采集等)。
5、軟件與數據處理系統
反演算法:基于米氏理論(Mie Theory)或瑞利散射模型,將散射光強度分布轉化為粒徑分布、分子量等參數。
用戶界面與報告生成:提供操作界面、實時顯示結果、導出數據等功能。
