氣相色譜儀色譜柱為什么要進行老化?該如何老化?
首先,我們要定義一下,在氣相色譜儀使用中什么叫做老化,老化基本有兩種情況:
第一種情況,新的柱子使用之前一般會先做老化,主要目的是去除鍵合不夠穩(wěn)定的固定相,讓新柱子性能更穩(wěn)定。
另一種情況,氣相色譜儀色譜柱做了一天樣品,怕柱子里有殘留,也會說今晚要老化一下柱子,或說烘烤一下柱子
為什么要老化色譜柱?
氣相色譜儀色譜柱使用一段時間后柱子里面會有高沸點雜質(zhì)殘留,這些殘留的污染物和樣品作用,容易導(dǎo)致色譜峰拖尾,雜質(zhì)峰等問題。另外,目前常用的氣相色譜柱是毛細管柱中的涂壁開管柱,它的固定相是液體以涂覆的形式分布在柱管管壁的內(nèi)側(cè)。色譜柱長期在高溫下使用,固定相會緩慢流失,這就造成了毛細管柱內(nèi)壁活性基團硅基暴露,暴露的硅基吸附樣品也會造成色譜峰拖尾,以及基線起伏、噪聲升高等問題。
為了避免發(fā)生這些情況,我們就需要對使用時間較長的氣相色譜儀色譜柱進行老化操作,老化可以除去色譜柱中殘留的污染物。也可以讓色譜柱內(nèi)壁上的固定相熱脹冷縮后重新覆蓋住部分活性點,這樣就延長了色譜柱的使用壽命。
氣相色譜儀色譜柱老化的重點是什么呢?
關(guān)于氣相色譜柱的老化,有各種各樣的說法,比如有設(shè)個緩慢的升溫程序走一整晚的,也有忽高忽低走好幾次循環(huán)的,也有些實驗室就簡單粗暴的直接升到高溫下烘烤。
到底怎樣老化氣相色譜儀色譜柱才能有好的效果呢?
1 、氣相色譜儀色譜柱老化溫度
老化的第一個重點是溫度。
老化的最高溫度通常推薦設(shè)為方法最高設(shè)定溫度和色譜柱耐受溫度的中間值。比如,方法的最高溫度是300度,色譜柱的耐受溫度是325,就可以老化到310度。但要注意的是,不同的柱子耐受溫度有很大差別,極性強、膜厚大的柱子通常耐受溫度比較低。比如一根DB-wax 柱的恒溫耐受溫度只有250攝氏度。如果膜厚增加到0.5um,耐受溫度還會進一步下降到240攝氏度。
建議老化之前要仔細看一下色譜柱的包裝盒或者說明書,因為超過溫度上限使用色譜柱對性能和壽命都影響很大。
值得注意的是色譜柱老化時溫度越高伴隨著固定相的流失也會越嚴(yán)重,所以老化溫度以及老化時間需要精確把握。
色譜柱老化的溫度并不建議越高越好,而是在保證能趕走污染物的前提下溫度越低越好。
舉個栗子,平時做樣品時的最高溫度會做到220度,而已知的樣品中雜質(zhì)的汽化溫度不超過260度,那么只需要將老化溫度最高設(shè)置到260度就可以了。
如果我們不知道樣品中雜質(zhì)的汽化溫度,大多數(shù)情況下可以在做樣品運行最高溫度往上加20-50度就可以了。
2、氣相色譜儀色譜柱老化時間
具體的老化程序,通常會緩慢升溫至老化溫度,比如2~5攝氏度/min,然后再繼續(xù)老化2個小時 。程序升溫的速率可以根據(jù)自己的經(jīng)驗或者實驗要求來設(shè)置。
3、避免氧氣
比糾結(jié)具體的升溫速率更重要的事情是絕對避免氧氣的存在,這也是老化失敗最常見原因。
因為高溫下的氧氣是破壞化學(xué)鍵的好手,而色譜柱里的固定相一旦氧化,彼此間的鍵鍵鏈接會被破壞,固定相就不再能穩(wěn)定“固定”在色譜柱里,造成大量柱流失,柱效也會大幅下降。
從避免氧氣的角度,嚴(yán)格的老化需要注意以下幾點:
第一,把色譜柱末端伸入溶劑中,觀察是否有連續(xù)氣泡,如果沒有,要檢查是否漏氣,色譜柱斷裂或者堵塞。
第二,升溫前,先通15min載氣,置換掉色譜柱中可能存在的氧氣。
第三,確保其它接頭,正確安裝。
4、避免污染
另外,從避免污染的角度來說,新柱子老化的時候,最好不要連接檢測器。
如果是FID檢測器,可以不用點火,也不用開氫氣和空氣。
去殘留,該注意哪些呢?
如果是已經(jīng)使用的柱子,怕有殘留,希望通過高溫老化去除污染物,有些實驗室甚至每天都會在關(guān)機之前運行一針老化方法,但這種做法,其實是有一定風(fēng)險的。
因為這種污染,往往是沸點高的化合物,一般聚集在柱頭,比如樣品中的色素、蛋白質(zhì)、膠狀物等等,盲目的老化可能會促使污染物更快的向后轉(zhuǎn)移,卻不能完全排出色譜柱,反而會污染整根柱子。
正確的做法應(yīng)該是先分析樣品的成分和污染情況。
如果是存在老化溫度也不能完全氣化的成分,比如色素、蛋白質(zhì)、膠狀物等,那在老化之前,應(yīng)當(dāng)先進行色譜柱的維護,包括換襯管、色譜柱柱頭切割,去除污染源再做老化,才是有意義的。
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