多角度激光光散射檢測器(Multi-Angle Light Scattering Detector,簡稱MALS)是一種用于精確測定溶液中大分子或納米顆粒絕對分子量、尺寸及構象的先進分析儀器,廣泛應用于生物制藥、高分子化學、納米材料和生命科學研究等領域。
其工作原理基于光散射理論:當一束激光穿過含有溶質粒子的溶液時,粒子會向不同方向散射光線,散射光強度與粒子的分子量、濃度、尺寸(均方回轉半徑,Rg)以及形狀密切相關。MALS通過在多個角度(通常涵蓋15°至165°,配置3–18個獨立探測器)同步采集散射信號,并結合濃度檢測器(如示差折光檢測器RI或紫外吸收檢測器UV),無需依賴標準品校準,即可直接計算出樣品的絕對重均分子量(Mw)和均方回轉半徑(Rg),實現(xiàn)對分子結構的真實表征。
1、安裝環(huán)境選擇與準備
選擇平穩(wěn)、干燥、溫度適宜的場所,確保環(huán)境溫度控制在23±2℃,相對濕度40%-60%,避免強光直射、氣流擾動及振動。
將光學旋轉平臺固定在光學平臺上,確保儀器底部與地面平穩(wěn)接觸,光路垂直地面,且儀器底部離地面至少50cm。
安裝位置需遠離強電磁干擾源(如大型電機、高頻設備),并確保空氣流動穩(wěn)定,無遮擋物。
2、光學元件安裝與調試
激光器安裝:將激光器固定在旋轉平臺一側,調整位置使激光束穿過轉臂上的小孔。通過反復旋轉轉臂(0°和180°位置),確保激光束始終能穿過小孔,固定激光器位置。
轉臂與小孔對齊:在轉臂中線處安裝小孔,保證其中心與鐵制外殼切除部分的中間位置基本在同一高度。
分光鏡與聚焦透鏡安裝:在激光器與水浴缸(或樣品池)之間依次安裝分光鏡和聚焦透鏡,調節(jié)位置使出射激光斑點中心與靶紙上記錄的位置一致。
探測器安裝:在轉臂上安裝小孔、棱鏡、狹縫等光學元件,調整位置使出射激光光線通過,并確保光斑與靶紙標記位置重合。在光電倍增管(PMT)前端裝入濾波片,固定PMT并調整位置,使其與出射激光在同一直線上(避免激光直射PMT)。
3、樣品池與水浴缸安裝
水浴缸定位:將水浴缸放入鐵制外殼內,加入水或合適介質,調整位置使射出的激光斑點水平中心在靶紙中線上。
反射光線調節(jié):若水浴缸前后壁不平行,需調節(jié)位置使兩條反射光線與主光束在同一垂直平面上。
循環(huán)水管與加熱電阻絲安裝:將連接低溫恒溫槽的循環(huán)水管和裝有加熱電阻絲的金屬管小心放入水浴缸中,檢測位置防止遮擋光路。
4、電氣連接與軟件設置
電源與氣源連接:依次開啟氮氣(或惰性氣體)氣源、設備主機電源及計算機,確保氣源壓力穩(wěn)定在0.4-0.6MPa。
軟件啟動與自檢:啟動光散射儀配套操作軟件(如Wyatt Astra、Malvern Zetasizer等),進入設備自檢界面,觀察激光強度、各角度檢測器響應是否正常。
參數設置:在軟件中設置激光功率(通常50%-80%)、積分時間(1-5s)、檢測溫度等參數,并根據樣品特性選擇測量波長和角度范圍。
5、光路校準與測試
基線校準:將過濾后的空白溶劑注入樣品池,放入儀器樣品倉并密封。啟動基線掃描,待18個角度檢測器的信號值穩(wěn)定(波動≤2%)后,保存空白溶劑檢測數據。
樣品檢測:取出樣品池,注入過濾后的樣品溶液,放入樣品倉密封。調用已設置的檢測參數,啟動檢測并實時觀察信號曲線,確保無異常波動。
數據采集與分析:檢測完成后,軟件自動生成檢測報告,保存數據文件并按規(guī)范命名(如“樣品名稱-檢測日期-操作員”)。
6、安裝后檢查與維護
光學元件檢查:定期檢查光學元件是否有劃痕、指紋或其他缺陷,用無塵棉簽蘸取無水乙醇輕輕擦拭檢測器鏡頭。
激光源檢查:定期檢查激光源的功率和波長是否穩(wěn)定,若激光功率衰減超過20%,需聯(lián)系廠家更換激光管。
環(huán)境控制:確保儀器存放在干燥、通風、無腐蝕性氣體的環(huán)境中,長時間不使用時斷開電源并蓋上防塵罩。
