在液相色谱（HPLC/UPLC）分析中，当目标化合物缺乏紫外吸收或荧光响应时，蒸发光散射检测器（ELSD）和电喷雾检测器（CAD, Charged Aerosol Detector）便成为最常见的通用检测选择。虽然两者同属“通用检测器”，但在检测原理、响应一致性、灵敏度以及应用覆盖面上均存在显著差异。

本文将从工作原理、性能特点、使用要求、优势对比及典型应用场景进行系统分析，帮助科研人员、制药质量分析人员选择更适合的检测方案。

一、两种检测器的工作原理

1. ELSD（蒸发光散射检测器）原理

ELSD 的检测过程通常包括三个步骤：
1）雾化：将流出色谱柱的流动相雾化成气溶胶粒子；
2）蒸发：蒸发掉流动相，仅留下非挥发性溶质颗粒；
3）光散射检测：激光照射颗粒，通过检测散射光强度得到信号。

🧪 本质：检测“颗粒散射光”。

特点：

• 响应依赖颗粒形态、光学特性

• 受雾化气流、温度、蒸发效率影响较大

• 响应不严格与质量成正比，需要构建非线性校准曲线

2. CAD（电喷雾检测器）原理

CAD 同样使用雾化与蒸发步骤，但在蒸发之后，残余的溶质颗粒会经过一个独特的电荷捕获过程：

1）雾化 → 蒸发（去除流动相）
2）电荷捕获或电晕电荷传递：CAD 通过带电离子流（电晕放电）给颗粒统一赋电
3）颗粒带电后被检测器收集，产生电流信号

🧪 本质：检测“带电颗粒的电流”。

特点：

• 响应更接近“质量响应一致性”

• 灵敏度高于 ELSD

• 校准曲线更接近线性

特别是国产 CAD（如 SparkFlux 2000 使用的 DCCM 直接电晕充电模式），在响应稳定性与维护便捷性上已大幅提升。

二、CAD vs. ELSD 性能对比

三、流动相适用性对比

CAD 流动相限制

• 必须使用挥发性流动相（甲醇、乙腈、水、挥发性盐酸缓冲液等）

• 强抑制剂：TFA 会显著压低 CAD 响应，不推荐

• 对挥发性添加剂（甲酸、乙酸铵等）兼容性良好

ELSD 更宽松但也有要求

• 只要流动相“能完全蒸发”，理论上可用

• 但带来蒸发困难的高浓度缓冲盐可能造成噪音上升

四、CAD 的核心优势（相对 ELSD）

1. 更高的灵敏度

CAD 的最小检测量可达到低 ng 级别，比多数 ELSD 更灵敏。

2. 更好的响应一致性（接近质量响应）

CAD 对不同结构化合物的响应差异更小，有利于复杂组分定量
👉 特别适合未知杂质分析（制药领域大需求）

3. 定量更方便

• 曲线接近线性

• 校正方式更简单

• 方法迁移更容易

4. 重现性更好

CAD 的电荷捕获机制比 ELSD 的光散射方式受外界影响更小。

五、ELSD 的独特优势

尽管 CAD 在多数情况下优于 ELSD，但 ELSD 仍有自身价值：

1. 流动相容忍度更高

TFA、高含量缓冲盐体系对 CAD 不友好，但 ELSD 可使用。

2. 相对成本更低

ELSD 主机价格通常低于 CAD，更适合对灵敏度要求不高的应用。

3. 在一些脂类检测中有历史应用积累

例如食品、油脂行业中 ELSD 曾被广泛使用。

六、典型应用场景

CAD 更适用的场景

• 制药行业杂质分析

• 多糖、寡核苷酸、脂质类

• 表面活性剂、离子对试剂

• 难检测小分子（无紫外）

• 缺乏紫外吸收的通用定量分析

ELSD 适用场景

• TFA 体系

• 对灵敏度要求不极高的原料检测

• 食品油脂行业（因历史原因广泛使用）

七、结论：CAD vs ELSD，如何选择？

如果你的目标是：

✔ 更高灵敏度
✔ 更稳定重现性
✔ 更接近“通用检测”的定量能力
✔ 更适合药物杂质方法开发（ICH Q2）

👉 优先选择 CAD

如果你的场景是：

✔ 使用含 TFA
✔ 成本敏感
✔ 行业中已有 ELSD 的成熟方法

👉 选择 ELSD

附：关于国产 CAD（如 SparkFlux 2000）的发展

近年国产品牌在 CAD 技术上取得明显突破，例如国产 SparkFlux 2000 采用创新的直接电晕充电模式（DCCM），相比国际品牌 CAD 具备：

• 更低气路要求

• 更高灵敏度

• 维护成本更低

• 更适应国产氮气发生器的使用习惯

国产 CAD 已在多个省级药检所、药厂 QA/QC 实验室落地使用，性能逐步逼近甚至部分场景超过进口品牌。

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