Der ELSD (Verdampfungs-Lichtstreudetektor) ist einer der am häufigsten mit HPLC verwendeten Detektoren und wird anderen Detektionsmethoden für Analysen von beispielsweise Kohlenhydraten, natürlichem Zucker und Polymeren vorgezogen und auch für viele andere Anwendungen eingesetzt.
Als Massendetektor bietet ELSD Vorteile gegenüber einigen anderen Detektionsmethoden wie z. B. der UV-Detektion, bei der die Analyten Chromophore enthalten müssen, und er ist unempfindlich gegenüber Variationen der mobilen Phase und Verlagerungen des Grundliniengradienten¹.
Funktionsprinzip
Der Verdampfungs-Lichtstreudetektor (Evaporative Light Scattering Detector, ELSD), auch als „Evaporative Mass Detector“ bezeichnet, ist ein HPLC-Detektor auf Aerosolbasis, geeignet für die Detektion von nicht flüchtigen Probenbestandteilen in einem flüchtigen Elutionsmittel. Bei der Elution des Elutionsmittels (in einer Lösung mit mobiler Phase gelöste Probe) aus der HPLC-Säule wird es in einen Sprühnebel umgewandelt oder zerstäubt und erhitzt, um die mobile Phase der gebildeten Tröpfchen zu verdunsten.
Der Gasdruck und Durchfluss, die Probenkonzentration und das als Elution verwendete Lösungsmittel sind wesentliche Faktoren, welche die im Zuge der Zerstäubung und Verdunstung erzielte Partikelgröße beeinflussen. Durch Optimierung dieser Parameter sollte es möglich sein, Tröpfchen mit einer höchstmöglichen Gleichförmigkeit zu erzeugen und so die Ergebnisse zu verbessern. Die Reinheit des verwendeten Gases (normalerweise Stickstoff) ist ebenfalls maßgeblich, da es sauber (ölfrei), trocken und inert sein muss, um hohes Hintergrundrauschen/Grundlinienrauschen zu vermeiden und so die Detektion zu optimieren. Der Gasfluss muss zwischen 0,5 - 5,0 Liter pro Minute betragen.
Um die maximale Empfindlichkeit zu erreichen, sollte der Partikelradius normalerweise 4-10 µm betragen, je nach im Detektor verwendeter Wellenlänge. Dazu ist ein geringer Gasdruck erforderlich (etwa 2 bar), bei konstanter Reinheit und konstantem Druck während der Analyse. Im Allgemeinen besteht ein direkter Zusammenhang mit der Volatilität der Lösung: Für weniger flüchtige Lösungen sind geringere Durchflüsse erforderlich und für flüchtigere Lösungen höhere Durchflüsse, bei vollständig flüchtigem Elutionsmittel.
Grundlegende Analysen
Eine grundlegende Analyse, die sich die Stärken des ELSD zunutze macht, ist die Zuckeranalyse. Einer der Vorteile von ELSD für diese Analyse verglichen mit anderen Detektionstechniken wie beispielsweise IR ist die Möglichkeit der Gradientenelution von Zucker. Die Gradientenelution verwendet Lösungen mit unterschiedlichen Polaritäten, die sich in ihrer Komposition oder ihrem Verhältnis ändern, um die Elution von Bestandteilen zu optimieren. Monosaccharide einschließlich Fruktose, Glukose, Sukrose, Maltose, Laktose und Raffinose sind in verschiedenen Getränke- und Obstproben untersucht worden, normalerweise unter Verwendung einer mobilen Phasenkombination aus Wasser und Acetonnitril und ELSD-Detektion.
Wie bei der Zuckeranalyse wird die Gradientenelution mit ELSD-Detektion auch in Aminosäure- und Tensid-Analysen eingesetzt. Es gibt mehrere bewährte, in der Industrie routinemäßig eingesetzte Methoden, die auf ELSD und folglich auf Stickstoff als Zerstäubergas beruhen. Der Solaris Nitrogen-Generator produziert Gas mit einer Reinheit bis zu 99,5 % und Durchflüsse bis zu 10 l/min, sodass ein einzelner Generator mehrere ELSD mit ELSD-Gas versorgen kann. Mit einem optionalen Kompressor können Sie über einen eigenständigen Stickstoffgenerator für Ihre ELSD-Analysen verfügen.
Solaris Nitrogen-Generator mit stapelbarem Druckluftkompressor
- Success with Evaporative Light-Scattering Detection, Craig S. Young, Shimadzu Scientific Instruments Inc., Columbia, Maryland, USA and John W. Dolan, BASi Northwest Laboratory, McMinnville, Oregon, USA.
Ed Connor Dr.Sc. ist Spezialist für GC-MS-Anwendungen bei Peak Scientific, Inchinnan Business Park, Schottland, GB. Vor seinem Eintritt bei Peak promovierte Ed als Dr.Sc. an der ETH Zürich in der Schweiz, wo er mit GC-MS von Pflanzenfressern induzierte flüchtige pflanzliche Inhaltsstoffe und deren Wechselwirkung mit Nutzinsekten untersuchte. Er trat dann der Universität Zürich bei, wo sich seine Arbeit hauptsächlich auf flüchtige Sammelmethoden und Analysen unter Verwendung von GC-MS und GC-FID konzentrierte.