光散射檢測器是一類基于瑞利散射理論，通過測量溶液中溶質(zhì)顆粒散射光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)分子特性分析的高d分析儀器，廣泛應(yīng)用于高分子材料、生物大分子及納米材料表征領(lǐng)域。其核心技術(shù)原理是通過激光照射溶質(zhì)顆粒，捕捉散射光信號的強(qiáng)度與角度分布，進(jìn)而推算分子量、回轉(zhuǎn)半徑、支化度等關(guān)鍵參數(shù)。

　　根據(jù)檢測角度差異，光散射檢測器可分為多角度激光光散射檢測器（MALS）和小角度光散射檢測器（LALS）。MALS通過12-165度范圍內(nèi)多個(gè)檢測角度的協(xié)同分析，結(jié)合角度外推法計(jì)算零角度散射強(qiáng)度，顯著提升分子量測定精度，例如懷雅特HELEOSⅡ型檢測器可測定10³-5×10?道爾頓分子量，并支持旋轉(zhuǎn)半徑與第二維利系數(shù)計(jì)算。LALS則采用7°單一檢測角度設(shè)計(jì)，直接測量近零角度散射光強(qiáng)，避免角度外推誤差，更適用于蛋白質(zhì)等生物大分子分析。

　　光散射檢測器的組成部分：

　　一、光源系統(tǒng)

　　激光器：

　　作用：產(chǎn)生穩(wěn)定、單色、高強(qiáng)度的光束，作為光散射的入射光源。

　　類型：常用半導(dǎo)體激光器（如波長635nm、功率3mW的激光器）或氦-氖激光器，具有光參數(shù)穩(wěn)定、效率高、壽命長（可達(dá)25000小時(shí)以上）的優(yōu)點(diǎn)。

　　選擇依據(jù)：根據(jù)檢測需求選擇合適波長和功率的激光器，以確保光散射信號的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

　　光束整形與準(zhǔn)直：

　　作用：對激光器發(fā)出的光束進(jìn)行整形和準(zhǔn)直，使其成為平行光束，提高光散射信號的采集效率。

　　組件：包括透鏡組、光闌等光學(xué)元件，用于調(diào)整光束的直徑、發(fā)散角和方向。

　　二、樣品室與分散系統(tǒng)

　　樣品室：

　　作用：容納待測樣品，確保樣品與光束充分相互作用，產(chǎn)生光散射信號。

　　設(shè)計(jì)要求：樣品室應(yīng)具有良好的光學(xué)透明性、密封性和耐腐蝕性，以防止樣品污染和光散射信號的衰減。

　　類型：根據(jù)檢測需求，樣品室可分為濕法樣品室和干法樣品室。濕法樣品室適用于液體樣品，干法樣品室適用于固體粉末樣品。

　　分散系統(tǒng)：

　　作用：將樣品分散成單個(gè)顆粒或細(xì)胞，確保光散射信號的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

　　濕法分散：采用攪拌、超聲等方式使樣品均勻分散在液體中。例如，使用高功率離心泵和超聲振蕩器輔助分散，防止顆粒團(tuán)聚。

　　干法分散：采用壓縮空氣吹散、負(fù)壓吸入等方式使固體粉末樣品分散成單個(gè)顆粒。例如，通過螺旋分散器和振動(dòng)進(jìn)樣器實(shí)現(xiàn)樣品的均勻給樣。

　　三、光散射信號采集系統(tǒng)

　　探測器陣列：

　　作用：捕獲不同角度的光散射信號，將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行后續(xù)處理。

　　類型：常用光電二極管（PD）、光電倍增管（PMT）或電荷耦合器件（CCD）作為探測器。

　　排列方式：探測器陣列通常呈環(huán)形或線性排列，覆蓋廣泛的角度范圍（如0.011°-170.02°），以捕獲多角度光散射信號。部分儀器還配備斜向放置的測量池和大角度多方位檢測器，提高分辨率。

　　信號放大與處理：

　　作用：對探測器采集到的微弱電信號進(jìn)行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。

　　組件：包括前置放大器、主放大器、濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）等電子元件。

　　四、光路系統(tǒng)與輔助組件

　　光路系統(tǒng)：

　　作用：確保光束準(zhǔn)確照射在樣品上，并引導(dǎo)光散射信號到達(dá)探測器陣列。

　　組件：包括反射鏡、分光鏡、透鏡組等光學(xué)元件，用于調(diào)整光束的方向、聚焦和分光。

　　設(shè)計(jì)特點(diǎn)：采用反傅里葉光學(xué)變換設(shè)計(jì)或傅里葉透鏡組，優(yōu)化光路設(shè)計(jì)，使更多光束能夠通過測量池，確保小顆粒產(chǎn)生的散射光也能被完q捕捉。

　　輔助組件：

　　溫度控制單元：維持樣品室和光學(xué)元件的溫度穩(wěn)定，防止溫度變化對光散射信號的影響。

　　防震裝置：減少外界振動(dòng)對光路系統(tǒng)和探測器陣列的影響，提高測量穩(wěn)定性。

　　清潔系統(tǒng)：定期清潔光學(xué)元件和樣品室，防止灰塵和污染物對光散射信號的干擾。

　　五、數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)采集卡：

　　作用：將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號采集到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。

　　性能要求：具有高速、高精度的數(shù)據(jù)采集能力，以確保光散射信號的準(zhǔn)確記錄。

　　數(shù)據(jù)分析軟件：

　　作用：對采集到的光散射信號進(jìn)行反演計(jì)算，得到顆粒或細(xì)胞的粒徑分布、濃度等參數(shù)。

　　功能特點(diǎn)：采用先進(jìn)的反演算法（如H.Golub分布反演算法）和散射理論（如米氏散射理論或夫瑯禾費(fèi)衍射理論），結(jié)合獨(dú)特的儀器硬件設(shè)計(jì)，使測試數(shù)據(jù)更加精確、快捷。同時(shí)，軟件還支持粒度分布曲線、直方圖及典型粒徑值報(bào)告的生成，便于用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果展示。