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
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
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
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.
Evaporation à basse température
La conception unique de la chambre de nébulisation SEDEX LT-ELSD permet de sélectionner les gouttelettes en fonction de leur taille. Les grosses gouttelettes, qui sont plus difficiles à évaporer, sont responsables d'un niveau de bruit accru. Dans la cellule de nébulisation en verre, les plus grosses gouttelettes sont simplement rejetées, de sorte que la température peut être abaissée, sans compromettre la sensibilité (rapport signal/bruit):
Ce diagramme illustre la sélection des gouttelettes en fonction de leur taille. Le brouillard de gouttelettes est créé par le nébuliseur, et est composé de gouttelettes de différentes tailles. La cellule de nébulisation agit comme un véritable sélecteur d'exclusion de taille, de sorte que les gouttelettes de plus grande dimension (en bleu sur la figure) sont évacuées vers le drain. Seules les gouttelettes dont la taille est inférieure à une limite sont autorisées à circuler dans le tube chauffant.
La plupart des DEDL concurrents ne sélectionnent pas les gouttelettes et exigent des températures plus élevées pour atteindre des niveaux de bruit acceptables pendant l'analyse, ce qui se traduit par des sensibilités beaucoup plus faibles pour les composés semi-volatils et thermolabiles. Ils sont simplement moins universels que les détecteurs SEDEX LT-ELSD.
La sélection des gouttelettes est une caractéristique unique du SEDEX LT-ELSD et permet une véritable évaporation à basse température, ainsi que la meilleure sensibilité pour tous les composés.
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
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.
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 optimisé 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.
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 par 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.
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.
On peut aussi considérer les techniques d'étalonnage interne avec un DEDL.
La plupart des DEDL du marché ont une linéarité directe limitée à 1 ou 2 décades (facteur entre la concentration minimale 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.
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.
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.
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.
