多角度激光光散射检测器是一种用于测定生物大分子、合成聚合物等物质绝对分子量、回转半径及分子形状的高d分析仪器。其核心原理基于多角度激光散射技术,通过激光束照射样品溶液,利用多个角度同时检测散射光强变化,结合浓度数据计算绝对分子量、分子尺寸及分布。
该仪器具有显著的技术优势。检测角度范围通常覆盖10度至170度,部分型号配备18个检测模块,可实现高精度测量;分子量检测范围宽泛,可达10³至10⁹道尔顿,适用于从低分子量到高分子量的广泛范围;光源波长多为658nm,部分型号采用505nm绿色激光,散射强度提升约3倍,显著改善灵敏度和信噪比。
多角度激光光散射检测器其组成部分主要包括以下几个方面:
1、光源
激光器:是检测器的核心部件之一,为系统提供单色、相干且准直性良好的激光束。常见的有He-Ne激光器(波长632.8纳米)、Nd:YAG激光器(波长532纳米)以及Ga-As激光器等,不同波长的激光器适用于不同分子量范围的物质探测。
光学元件:用于对激光束进行整形、扩束、聚焦等操作,以确保激光束能够准确地照射到样品上,并满足不同测量角度和测量范围的要求。例如,透镜可以将激光束聚焦到样品池的特定位置,提高测量的精度和灵敏度。
2、样品池
池体:通常采用透明的材料制成,如石英或玻璃,以便激光能够顺利通过,并且不会对散射光产生干扰。样品池的形状和尺寸设计要考虑到样品的特性和测量需求,一般具有较小的体积,以减少样品用量和避免信号衰减。
流动系统:对于需要连续测量或与色谱等分离技术联用的检测器,样品池会配备流动系统,确保样品能够稳定地流经检测区域,实现在线监测。流动系统通常包括进样口、出样口、连接管道和阀门等部件,能够精确控制样品的流量和流速。
3、光散射器
样品:作为光散射的主体,当激光束照射到样品上时,样品中的分子或颗粒会发生光散射现象。样品的性质、浓度、粒径等因素都会影响散射光的强度和角度分布,因此需要根据具体的测量目的选择合适的样品,并对其进行适当的处理和制备。
散射介质:在某些情况下,为了增强散射效果或模拟特定的环境条件,可能会在样品中添加散射介质。这些散射介质可以是微小的颗粒、气泡或其他具有散射特性的物质,它们能够与样品分子相互作用,改变散射光的传播路径和强度分布。
4、光探测器
光电二极管阵列:是常用的光探测器之一,由多个光电二极管组成,能够同时检测多个角度的散射光。每个光电二极管对应一个特定的散射角度,将接收到的散射光信号转化为电信号。光电二极管具有较高的灵敏度、快速的时间响应和较宽的光谱响应范围,能够满足多角度激光光散射检测的要求。
信号处理电路:对光电二极管输出的电信号进行放大、滤波、采集和处理。信号处理电路能够去除噪声信号,提高信号的信噪比,并将电信号转换为数字信号,以便后续的数据分析和处理。同时,信号处理电路还可以对探测器进行校准和调试,确保测量结果的准确性和可靠性。
5、数据处理系统
计算机软件:是数据处理系统的核心,负责接收、存储和管理光探测器传来的数字信号,并根据预设的算法和模型对数据进行分析和处理。计算机软件能够计算样品的分子量、粒径、分子构象等参数,并生成相应的报告和图表。此外,软件还具有数据查询、回放、对比分析等功能,方便用户对测量结果进行深入研究和分析。
数据存储设备:用于存储测量过程中产生的大量数据,包括原始的散射光信号、处理后的数据结果、测量参数等。数据存储设备可以是硬盘、固态硬盘、内存卡等,具有较大的存储容量和较快的读写速度,以满足长时间、连续测量的需求。