Le Détecteur Evaporatif à Diffusion de la Lumière avec évaporation à basse température (LT-ELSD)

En principe, tous les composés moins volatils que la phase mobile peuvent être détectés. La détection est basée sur une propriété universelle de tous les analytes et ne nécessite pas la présence d'un groupe chromophore, d'un groupe électroactif, etc.

La réponse du détecteur est directement liée à la masse du composé élué. Il fournit donc des facteurs de réponse similaires pour les molécules à structure proche, ce qui est très pratique pour simplifier les procédures de quantification ou les rendre possibles lorsque les étalons ne sont pas disponibles dans le commerce.

Des gradients de phase mobile peuvent être utilisées pour analyser les échantillons. Comme la phase mobile est séparée, par évaporation, du soluté avant la détection, un gradient peut être réalisé pour optimiser la séparation. Avec la détection DEDL, une large gamme de modificateurs de phase mobile tels que AcONH4, AcOH, HCOONH4, HCOOH, CO3NH4, TFA, HFBA, ou N(C2H5)3 peut être facilement utilisée pour séparer des échantillons complexes.

Étape 1 : Nébulisation

Nébuliser l'éluant et sélectionner les petites gouttelettes

Nébulisation : L'éluant de la colonne est mélangé à un gaz inerte et passe par l'orifice étroit d'un nébuliseur pour générer un brouillard homogène. Ce fin brouillard est composé de gouttelettes de phase mobile contenant le composé d'intérêt.

La technologie SEDEX LT-ELSD permet de sélectionner les gouttelettes en fonction de leur taille afin d'éviter que des gouttelettes plus grosses n'entrent dans le tube d'évaporation (dérive). Les grosses gouttelettes nécessiteraient des températures plus élevées pour être séchées et sont responsables d'un bruit de fond accru.

Étape 2 : Évaporation

Evaporer à basse température

Évaporation de la phase mobile : L'éluant nébulisé passe par un tube chauffé pour évaporer la phase mobile

Les particules de soluté sont obtenues à partir du brouillard à l'aide d'un tube d'évaporation chauffé, à basse température. Tous les détecteurs SEDEX sont conçus pour évaporer les phases mobiles à point d'ébullition élevé à très basse température. Cette caractéristique unique minimise le potentiel d'évaporation ou de décomposition thermique des composés d'intérêt, et fait de la technologie SEDEX LT un moyen plus fiable de détecter tout ce qui se trouve dans l'échantillon.

Étape 3 : Détection

Détecter la lumière diffusée

Détection : Le flux de particules solides entre dans une chambre de détection qui comprend une source de lumière et un photomultiplicateur ou une photodiode. L'intensité de la lumière diffusée par les particules est directement liée à la masse du composé élué.

Les molécules de soluté du brouillard, aidées par la focalisation assistée par gaz (GSF), passent à travers la tête optique conçue pour mesurer la lumière diffusée. La GSF implique l'ajout de gaz pour concentrer les particules de soluté dans la tête optique afin d'améliorer la détection et limiter tout risque de pollution des optiques.

Tous les détecteurs SEDERE fonctionnent à basse température pour garantir une sensibilité exceptionnelle, même pour les composés semi-volatils ou thermiquement labiles. Ces détecteurs peuvent être utilisés avec la chromatographie liquide analytique et préparative conventionnelle, ainsi qu'avec la chromatographie U-HPLC, HTLC, µ-HPLC, GPC, la chromatographie flash, CCC et SFC.

Pourquoi l'évaporation à basse température est-elle importante dans la détection DEDL ??

Dans un détecteur DEDL, l'éluant nébulisé est évaporé en passant par un tube chauffé. La température de ce tube est sans aucun doute le paramètre le plus critique pour optimiser la détection. Si la température est trop élevée, les composés semi-volatils ou thermiquement labiles de l'échantillon peuvent s'évaporer ou se décomposer et ne seront pas détectés.

Les détecteurs SEDEX peuvent évaporer des solvants à point d'ébullition élevé à basse température. À titre d'exemple, le SEDEX 90LT peut évaporer complètement une phase mobile composée de 100 % d'eau avec un débit de 1mL/min à 32°C!

De plus, notre conception innovante offre des performances supérieures à celles obtenues avec des systèmes qui nécessitent un dispositif spécial pour les basses températures !

Pour plus de détails sur notre étude comparative

Questions fréquentes

1. Qu'est qu'un LT-ELSD ?
"LT-ELSD" est l'acronyme de "Low-Temperature Evaporative Light-Scattering Detection". Ce type de DEDL est un mode de détection quasi universel pour la chromatographie liquide ou supercritique. Les détecteurs LT-ELSD sont de très bonnes alternatives aux détecteurs réfractométriques "RID" (qui sont limités aux séparations isocratiques) ou à l'UV/Vis (limité à la détection de produits possédant des chromophores). C'est aussi une technique de détection très complémentaire à la spectrométrie de masse.
2. Quand peut-on utiliser un détecteur LT-ELSD ?
Les détecteurs LT-ELSD fonctionnent quelles que soient les conditions : isocratique ou gradient. Leur réponse est indépendante des propriétés chromophoriques, de fluorescence ou d'ionisabilité des produit analysés. Plus généralement les détecteurs LT-ELSD vont permettre de détecter tout produit moins volatil que la phase mobile dans laquelle il est élué. Même les produits semi-volatils ou thermolabiles seront détectés avec les détecteurs SEDEX grâce à leur conception brevetée.
3. Quelles sont les applications typiques des détecteurs SEDEX ?

Les détecteurs SEDEX peuvent être utilisés dans une multitude de configurations différentes : HPLC, U-HPLC, HTLC, µ-HPLC, GPC, HPLC préparative, Chromatography Flash, Chromatographie à contre-courant et SFC. De même les détecteurs SEDEX peuvent être connectés à tous les systèmes chromatographiques, soit analogiqument via un module A/D, soit grâce à un driver dédié à votre logiciel de pilotage HPLC.

Pour passer d'une application à une autre (par exemple de HPLC à U-HPLC) il suffit simplement de remplacer le nébuliseur. Ce changement de nébuliseur est très simple et ne nécessite que 2 minutes.

4. Comment fonctionne un détecteur LT-ELSD ?
La phase mobile entrant dans le détecteur LT-ELSD est tout d'abord nébulisée en fines gouttelettes à l'aide d'un gaz inerte (Azote), ces gouttes sont dirigées vers un tube chauffé afin de les évaporer. Les particules restantes à l'issue de cette évaporation sont détectées par diffusion de la lumière : frappées par un faisceau lumineux, les particules provoque une diffusion de la lumière dans toutes les directions. Cette lumière diffusée est détectée par un photodétecteur: la quantité de lumière mesurée dépend de la quantité et de la taille des particules, ces deux grandeurs étant directement liées à la taille des gouttelettes produites lors de la nébulisation, et la concentration initiale de soluté dans les gouttelettes. La taille des gouttelettes dépendant de plusieurs facteurs, dont les vitesses relatives de l'afflux de liquide et du gaz de nébulisation. On comprend alors pourquoi il est si important d'avoir un système optimisé comme le sont nos détecteurs SEDEX.
5. Quels sont les 3 étapes de détection d'un SEDEX ?

La détection par un détecteur LT-ELSD se définie en 3 étapes importantes et simples: Nébulisation, évaporation et détection.

1. Nébulisation

Cette première étape a pour rôle de transformer le flux de liquide sortant de la colonne en un nuage de fines gouttelettes . Plus petites sont les gouttelettes, plus faible est la température nécessaire pour les évaporer. Avec les détecteurs SEDEX, le nébuliseur, en interaction avec la chambre de nébulisation, permet d'éliminer les plus grosses gouttelettes.

2. Evaporation

LA seconde étape débute dès la sortie de la chambre de nébulisation : les gouttelettes, transportées dans un flux régulier de gaz, sont dirigées vers le tube évaporatif. Dans le détecteur SEDEX, ce tube est optimiser pour permettre une évaporation complète de la phase mobile à une température la plus basse possible, tout en maintenant une largeur de pic optimale. En pratique, des températures de tube évaporatif comprises entre 30° et 60°C suffisent pour évaporer la plupart des solvants utilisés en HPLC.

3. Détection

Les particules issues de l'évaporation complète de la phase mobile entrent dans une chambre de détection. Un rayon lumineux est dirigé vers les particules qui diffusent alors cette lumière reçue dans toutes les directions. Cette lumière diffusée est mesurée par un photodétecteur. Dans nos détecteurs SEDEX, nous avons développé un système de protection de ces optiques : le "GSF", les particules qui entrent dans la chambre de détection sont littéralement gainées et concentrées au centre de celle-ci pour améliorer la détection et limiter tout risque de pollution des composants optiques de la chambre.

6. Quels sont les composants détectables par un détecteur LT-ELSD ?
Tout composé moins volatil que la phase mobile dans laquelle il est analysé peut être détecté avec un LT-ELSD. La température d'ébullition est souvent prise comme référence de la volatilité d'une espèce, mais est quelques fois trompeur. Les valeurs de la chaleur latente d'évaporation ou la tension de vapeur (quand disponibles) seraient plus proches de l'évaporabilité constatées avec un DEDL.
7. Quelle phase mobile puis-je employer avec mon LT-ELSD ?
La plupart des solvants "HPLC grade" ou "gradient grade" sont adaptés à la détection DEDL. Afin d'obtenir le bruit de fond le plus faible possible avec votre détecteur LT-ELSD, nous vous conseillons de focaliser votre attention sur la caractéristique "Residu après évaporation" de votre solvant : minimiser cette valeur vous permettra d'obtenir un bruit de fond plus faible. Les meilleurs solvants ont un résidu après évaporation inférieur à 1ppm. En général, les solvants "LC-MS" ont de faibles résidus après évaporation et sont d'excellents solvants à utiliser avec votre DEDL.

Comme la phase mobile est évaporée avant la détection, les gradients d'élution ne posent aucun problème avec un détecteur LT-ELSD quand les solvants utilisés ont des résidus après évaporation équivalents.

Un choix assez large d'additifs peut être utilisé avec un LT-ELSD, comme des acides (formique, acétique, TFA…), des bases (ammoniaque, triéthylamine…), des tampons (formate d'ammonium, acétate d'ammonium, carbonate d'ammonium …), et même des agents d'appariement d'ions (acide pentafluoropropionique, acide heptafluororobutyrique…), Vous pouvez utiliser ces additifs pour modifier la phase mobile afin de séparer des mélanges complexes.

Les additifs non volatils sont pas contre proscrits (sels de phosphate, sulfates, borates...) car ils ne sont pas compatibles avec la détection DEDL. Il contamineraient le détecteur et les endommageraient. Tous ces sels sont facilement remplaçables par des tampons volatils.
8. De quel gaz a besoin mon LT-ELSD pour fonctionner ?
Un détecteur LT-ELSD peut travailler avec de l'azote ou de l'air, néanmoins, pour des raisons de sécurité , SEDERE recommande fortement d'azote. En effet, mélanger de l'air contenant de l'oxygène avec les vapeurs de solvants générées lors de l'évaporation peut créer un mélange inflammable ou explosif.

Le gaz peut être généré sur place, ou dispensé par des bouteilles. La consommation d'un DEDL est inférieure à 3L/min. La pureté du gaz importe peu, mais il faut absolument qu'il soit exempt de poussières ou d'huile. La pression requise est de 3.5 bars (51psi), à l'exception du SEDEX FP qui ne nécessite que 2.0 bars (29 psi).

Pour de meilleures performances, SEDERE vous recommande l'emploi d'un combiné régulateur/manomètre/filtre 0.1µm.
9. Quel est le niveau de sensibilité d'un détecteur SEDEX ?
Pour la majorités des composés, la limite de détection est de l'odre du nanogramme sur colonne pour les derniers modèles de détecteurs SEDEX (inférieure au nanogramme pour les SEDEX 90LT et 100LT). Ces sensibilités sont comparables à celles obtenues avec d'autres détecteurs évaporatifs (detecteur à charge d'aérosol) Pour des sensibilités encore plus élevées, nous vous conseillons l'emploi de colonnes de diamètres internes faibles ) avec des débits de phase mobile faibles.
10. Le détecteur SEDEX est-il reproductible ?
Si les conditions environnementales et opératoires sont stables pendant l'analyse avec un DEDL a reproductibilité obtenue sera satisfaisante. Les RSD sur les aires de pics chromatographiques sont typiquement inférieures à 2%.

On peut aussi considérer les techniques d'étalonnage interne avec un DEDL.
11. Les détecteurs SEDEX sont-ils compatbiles avec l'UHPLC ?
Les détecteurs SEDEX 85LT, 90LT et 100LT sont totalement compatibles avec la chromatographie type UHPLC utilisant des colonnes de diamètres de particules inférieures à 2µm (ou alternativement des colonnes superficiellement poreuses). Ces détecteurs ont été optimisés pour préserver la finesse des pics chromatographiques, et sont capables de produire des données jusqu'à 100Hz.
12. Peut-on utiliser un détecteur LT-ELSD pour faire des analyses quantitatives ?
Oui, le détecteur LT-ELSD est un détecteur répondant en masse. En répétant les mêmes injections, dans les mêmes conditions, un LT-ELSD produira le même signal.

La plupart des DEDL du marché ont une linéarité directe limitée à 1 ou 2 décades (facteur entre la concentration mminimale et la concentration maximale entre 10 et 100). Si cela suffit pour une bonne partie des analyses en contrôle qualité ou en R&D, il est possible d'étendre cette gamme linéaire en utilisant les logarithmes. En reportant le logarithme de l'aire du pic en fonction du logarithme de la concentration du produit, on arrive à obtenir une réponse linéaire sur plus de 4 décades. Alternativement les logiciels de pilotage de votre chaine HPLC possède probablement aussi des capacités d'exploitation mathématique des réponses non linéaires de détecteur. Dans ce cas, il suffira de choisir une modélisation de la réponse en mode "Quadratique" ou "polynomial" pour exploiter les données provenant du DEDL automatiquement.

13. Quels sont les points importants à retenir pour tirer le maximum de mon détecteur SEDEX ?
Le nébuliseur est une pièce sensible, responsable de la première étape de détection, il doit rester performant. Nous recommandons des maintenances périodiques de ce nébuliseur afin de garantir des performances optimales sur le long terme. des protocoles d'entretien sont fournis systématiquement avec nos appareils.

Il convient aussi de s'assurer que le siphon de le verrerie est convenablement rempli et que les niveaux de liquides de part et d'autre du siphon sont stables.

Les évacuations du DEDL doivent aussi être soignées: le drain provenant du siphon et le tube noir d'évacuation doivent être installés convenablement, Le tube de sortie ne doit pas être soumis à un vide ou une aspiration trop importante.

Pour finir, la qualité de la phase mobile (bas résidu après évaporation), le gaz (sans poussière et sans huile), la colonne ("bleeding") doivent être de bonne qualité. Le système HPLC amont doivent être en bon état de marche.
14. Quel est le paramètre le plus important avec un détecteur SEDEX ?
La température d'évaporation est le paramètre principal d'un LT-ELSD.

Pour les produits non volatils, ne pas hésiter à utiliser une température d'évaporation élevée (i.e. 50°-60°C) afin de s'assurer de l'évaporation complète de la phase mobile, permettant d'optimiser la sensibilité par diminution du bruit de fond.

Pour les produits semi-volatils, ou en cas de doute, il vaut mieux tirer parti de l'avantage offert par le design unique des détecteurs SEDEX, en travaillant à plus basse température d'évaporation: 30°-40°C. LA sensibilité pour vos produits volatils s'optimise alors en augmentant la hauteur du signal (plus la température est basse, plus intense sera le signal), tout en contenant la valeur du bruit de fond.
15. Puis-je piloter mon Détecteur SEDEX à distance ?
Tous les détecteurs SEDEX Disposent au moins d'un port RS-232, les derniers modèles proposent aussi une connectivité de type USB. Nous disposons d'un portfolio de drivers quasi complets pour connecter le détecteur à votre logiciel de chromatographie :O penLAB (ChemStation, EZChrom editions ou CDS), ChemStation, EZChrom Elite, Chromeleon, Xcalibur et Clarity.
16. Un détecteur SEDEX peut-il être utilisé avec d'autres détecteurs simultanément ??
Le détecteur SEDEX doit impérativement être placé en bout de chaine de détection quand il est associé à un détecteur UV/vis ou RID.

Il peut être aussi placé en parallèle, en plaçant un split entre la colonne et le second détecteur (par exemple un spectrométre de masse).

Dans tous les cas, il faut rester vigilant aux connections qui, si elles sont mal réalisées, seront une source d'élargissement de pic.
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