蒸发光散射检测器的微型化及其与加压毛细管电色谱联用的研究

色谱技术正向着微型、高效、快速、环保的方向发展。加压毛细管电色谱(pCEC)是近年发展起来的一种新型电动微分离技术，具有高柱效、高分辨率、高选择性和快速分离等突出的优点。然而，至今为止还没有一种适合毛细管微分离技术的通用型检测器，这在很大程度上影响和制约了这些技术的发展和广泛应用。蒸发光散射检测器已经成为液相色谱中常用的通用型检测器，但目前的ELSD仪器并不能适用于毛细管微分离技术。本项目将基于ELSD检测原理，通过对雾化系统、蒸发系统、光散射系统等关键技术的微型化研究，实现ELSD的整体微型化，并通过接口部件的研制，将ELSD的通用性特征，与pCEC的高柱效、高选择性、高分辨率、快速分离的优势相结合，研究加压毛细管电色谱-微型蒸发光散射检测器的联用技术，填补国际空白。扩大加压毛细管电色谱、毛细管电泳以及毛细管液相色谱的应用领域，使其成为解决复杂样品、微量样品分离分析强有力工具。

加压毛细管电色谱（pCEC）结合了毛细管高效液相色谱（cHPLC）与毛细管电泳（CE）的双重分离机理，利用压力流和电渗流作为双重驱动，具有高柱效、高选择性、高分离度及快速分离的特点，且样品和试剂消耗少，可以与多种检测器实现在线联用。因此，pCEC在生命科学、药物分析、食品化工以及环境检测等领域都受到了广泛的关注。目前，适用于pCEC的检测手段有紫外检测器、激光诱导荧光检测器、电化学检测器和质谱等，尚缺乏一种经济的通用型检测器。这在一定程度上限制了毛细管微分离技术的应用和发展。蒸发光散射检测器（ELSD）是一种通用型质量检测器，能够检测挥发性低于流动相的任何样品，不受物质本身结构和光学性质的限制。但是，目前市售ELSD仅适用于常规液相色谱的每分钟毫升级流量，不适用于微升乃至纳升级流量的pCEC技术联用。因此，研制开发微型化ELSD，并实现其与电动微分离技术的联用，具有非常重要的研究意义，并有利于填补该项技术的国际空白。.本项目基于ELSD检测原理，设计了微型化雾化系统、全新的蒸发系统以及微弱光学信号检测装置，并对各系统参数进行了优化，实现了ELSD的整体微型化。通过对微流雾化部位流场进行计算流体动力学（CFD）模拟，验证了微流雾化系统结构设计的合理性，并为蒸发管的结构优化提供指导，成功研制了拥有自主知识产权的适用于纳升级到微升级流量的毛细管分离体系的微流蒸发光散射检测器（μELSD）。该检测器可在较低温度下完成样品检测，显著提高了雾化效率、检测信噪比和灵敏度，保证了仪器信号的可靠性和稳定性，并扩大了物质检测范围。同时，将ELSD的通用性特征与毛细管分离技术的环保、高效、快速等优势结合，利用微型化接口设计，首次搭建了pCEC-μELSD联用平台，并进行了性能考察及条件优化，并最终将其应用于川贝枇杷糖浆中六种活性成分的含量测定，获得了良好、稳定的定性定量结果，充分验证了pCEC-μELSD联用仪的实用性及通用性。.本项目圆满地完成了预期目标，成功构建了拥有自主知识产权的适用于毛细管分离体系的μELSD，搭建了pCEC-μELSD联用平台并将其应用于川贝枇杷糖浆活性物质的含量检测，进一步验证了该联用平台的实用性和稳定性。项目期间共发表学术论文38篇，其中SCI论文24篇；出版专著1部；获得专利4项，其中2项已获授权；共培养博士后1名，博士研究生3名，硕士研究生5名。