多角度激光光散射检测器(Multi-Angle Light Scattering Detector,简称MALS)是一种用于精确测定溶液中大分子或纳米颗粒绝对分子量、尺寸及构象的先进分析仪器,广泛应用于生物制药、高分子化学、纳米材料和生命科学研究等领域。
其工作原理基于光散射理论:当一束激光穿过含有溶质粒子的溶液时,粒子会向不同方向散射光线,散射光强度与粒子的分子量、浓度、尺寸(均方回转半径,Rg)以及形状密切相关。MALS通过在多个角度(通常涵盖15°至165°,配置3–18个独立探测器)同步采集散射信号,并结合浓度检测器(如示差折光检测器RI或紫外吸收检测器UV),无需依赖标准品校准,即可直接计算出样品的绝对重均分子量(Mw)和均方回转半径(Rg),实现对分子结构的真实表征。
1、安装环境选择与准备
选择平稳、干燥、温度适宜的场所,确保环境温度控制在23±2℃,相对湿度40%-60%,避免强光直射、气流扰动及振动。
将光学旋转平台固定在光学平台上,确保仪器底部与地面平稳接触,光路垂直地面,且仪器底部离地面至少50cm。
安装位置需远离强电磁干扰源(如大型电机、高频设备),并确保空气流动稳定,无遮挡物。
2、光学元件安装与调试
激光器安装:将激光器固定在旋转平台一侧,调整位置使激光束穿过转臂上的小孔。通过反复旋转转臂(0°和180°位置),确保激光束始终能穿过小孔,固定激光器位置。
转臂与小孔对齐:在转臂中线处安装小孔,保证其中心与铁制外壳切除部分的中间位置基本在同一高度。
分光镜与聚焦透镜安装:在激光器与水浴缸(或样品池)之间依次安装分光镜和聚焦透镜,调节位置使出射激光斑点中心与靶纸上记录的位置一致。
探测器安装:在转臂上安装小孔、棱镜、狭缝等光学元件,调整位置使出射激光光线通过,并确保光斑与靶纸标记位置重合。在光电倍增管(PMT)前端装入滤波片,固定PMT并调整位置,使其与出射激光在同一直线上(避免激光直射PMT)。
3、样品池与水浴缸安装
水浴缸定位:将水浴缸放入铁制外壳内,加入水或合适介质,调整位置使射出的激光斑点水平中心在靶纸中线上。
反射光线调节:若水浴缸前后壁不平行,需调节位置使两条反射光线与主光束在同一垂直平面上。
循环水管与加热电阻丝安装:将连接低温恒温槽的循环水管和装有加热电阻丝的金属管小心放入水浴缸中,检测位置防止遮挡光路。
4、电气连接与软件设置
电源与气源连接:依次开启氮气(或惰性气体)气源、设备主机电源及计算机,确保气源压力稳定在0.4-0.6MPa。
软件启动与自检:启动光散射仪配套操作软件(如Wyatt Astra、Malvern Zetasizer等),进入设备自检界面,观察激光强度、各角度检测器响应是否正常。
参数设置:在软件中设置激光功率(通常50%-80%)、积分时间(1-5s)、检测温度等参数,并根据样品特性选择测量波长和角度范围。
5、光路校准与测试
基线校准:将过滤后的空白溶剂注入样品池,放入仪器样品仓并密封。启动基线扫描,待18个角度检测器的信号值稳定(波动≤2%)后,保存空白溶剂检测数据。
样品检测:取出样品池,注入过滤后的样品溶液,放入样品仓密封。调用已设置的检测参数,启动检测并实时观察信号曲线,确保无异常波动。
数据采集与分析:检测完成后,软件自动生成检测报告,保存数据文件并按规范命名(如“样品名称-检测日期-操作员”)。
6、安装后检查与维护
光学元件检查:定期检查光学元件是否有划痕、指纹或其他缺陷,用无尘棉签蘸取无水乙醇轻轻擦拭检测器镜头。
激光源检查:定期检查激光源的功率和波长是否稳定,若激光功率衰减超过20%,需联系厂家更换激光管。
环境控制:确保仪器存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中,长时间不使用时断开电源并盖上防尘罩。
