Ako ste korisnik ionske kromatografije (IC), znate vježbu: kada pratite razine aniona ili kationa u tragovima u uzorcima, niska osjetljivost može pretvoriti rutinski test u frustrirajuću igru "gdje je vrh?" Godinama sam u igri kao dobavljač IC-a, razgovarajući s laboratorijskim tehničarima i ljudima iz istraživanja i razvoja koji se svaki dan suočavaju s točno ovom glavoboljom. Bez obzira testirate li vodu na kontaminante u tragovima, lijekove za protuione ili automobilske materijale (čekajte, da, također surađujemo s ljudima koji testiraju žice ili ljepila—više o tome kasnije), povećanje vaše IC osjetljivosti ne mora značiti izdvajanje za potpuno novi instrument. Razdvojimo prave, djelotvorne popravke koji zapravo pomiču iglu—bez prekompliciranog žargona, samo stvari koje sam vidio da rade u laboratorijima koji nam dolaze po pomoć sa svojimIonska kromatografijapostavke.
Za početak, počnimo s osnovama koje većina ljudi preskače: vašom pripremom uzorka. Ne mogu vam reći koliko puta tehničar preda uzorak koji je neuredan—prljav, ima čestice ili je previše razrijeđen—i pita se zašto su njihovi vrhovi maleni ili uopće ne postoje. Ako vaš uzorak nije dobro pripremljen, čak ni najmoderniji IC neće pokupiti male stvari. Neka ovo bude jednostavno: svaki put filtrirajte svoje uzorke pomoću filtra štrcaljke od 0,22 μm ili 0,45 μm, čak i ako izgleda čisto. Čestice začepljuju stupce i kvare očitanja detektora, pa njihovo uklanjanje na samom izvoru čini vaš sustav zadovoljnijim i osjetljivijim. Također, izbjegavajte nepotrebno prekomjerno razrjeđivanje uzoraka. Ako nešto pratite na razinama ppb, razrjeđivanje 1:100 moglo bi onemogućiti otkrivanje—upotrijebite dovoljno razrjeđivača da to dovedete u linearni raspon vašeg IC-a, a da ne pretjerate.
Dalje, izbor vaših stupaca je ogroman. Vidim da se mnogi korisnici drže onoga stupca koji su dobili s instrumentom, kao da je to jedina opcija. Ali ako imate posla s analitima u tragovima, kolona s manjom veličinom čestica (ispod 2 μm) ili specijalizirana stacionarna faza za rad na razini tragova mijenjaju pravila igre. Čekaj, i ne spavaj na kondicioniranju kolona! Potpuno nova kolona može sadržavati zaostale proizvodne kontaminante koji preplavljuju vaše vršne tragove, pa se to čisti pravilnim kondicioniranjem (ispiranje eluensom koji ćete zapravo koristiti za nekoliko volumena kolone pri malom protoku). Imali smo kupce koji su jedva vidjeli vrh nitrata od 10 ppb do čistog, oštrog skoka samo prelaskom na kolonu aniona u tragovima i pravilnim kondicioniranjem.
Sada, razgovarajmo o eluensu. Ovo je još jedno područje gdje mala podešavanja čine veliku razliku. Korištenje eluenta koji je previše koncentriran povećava pozadinsku vodljivost, što znači da se vaš omjer signala i šuma (SNR)—ključna metrika za osjetljivost—pogoršava. Većina modernih IC sustava najbolje radi s eluensima niže koncentracije za analizu tragova, tako da vraćanje tog broja može izoštriti vaše vrhove na tonu. Također, provjerite je li vaš eluent visoke čistoće, a ne jeftine stvari od velikih dobavljača kemikalija. Nečistoće u eluentu dodaju pozadinsku buku, što otežava odabir sićušnih vrhova analita. Imamo čak i neke kupce koji koriste sustav za pročišćavanje vode visoke čistoće samo za svoj IC eluent kako bi smanjili tu buku.
Postavke detektora su još jedno podcijenjeno mjesto za podešavanje. Ako je pojačanje vašeg detektora postavljeno prenisko, zapravo smanjujete glasnoću signala analita. Malo povećanje pojačanja (ali ne toliko da dođe do zasićenja detektora) može uzrokovati iskakanje tih malih vrhova. Također provjerite postavku propusnosti—uže propusnosti pomažu u smanjenju osnovnog šuma, što izravno povećava SNR. Nemojte samo ostaviti ove postavke na zadanim s kojima je instrument isporučen; malo se poigrajte s njima, pokrenite standard i vidite što vam daje najčišći, najoštriji vrh za vaš ciljni analit.
Pričekajte, i ne zaboravimo na održavanje sustava. Pumpa koja curi, prljava ćelija za vodljivost ili začepljena cijev brzo će ubiti vašu osjetljivost. Vidio sam kako laboratoriji mjesecima odgađaju rutinsko održavanje, a onda se pitaju zašto su njihovi vršci tako mali. Promijenite brtve pumpe prema rasporedu, redovito ispirite sustav (posebno ako ga niste koristili nekoliko dana) i čistite ćeliju vodljivosti svakih 6 mjeseci. Čak i sitna curenja mogu propuštati mjehuriće zraka, koji uzrokuju skokove osnovne linije i kvare oblik vrha — a oboje pogoršava osjetljivost. Na primjer, kupac testira automobilske kabelske snopove (oni koristeIspitivač zapaljivosti automobilskog kabelskog svežnjaza usklađenost, ali i pokrenuti IC za testiranje halogena u izolaciji) javio nam se govoreći da su njihovi vrhovi IC nedosljedni. Ispostavilo se da je brtva njihove pumpe propuštala tek toliko da propuštaju male mjehuriće zraka—popravite to, a njihova je osjetljivost preko noći porasla za 30%.
Krenimo sada s nekim naprednijim trikovima koji funkcioniraju ako ste već shvatili osnove. Jedan je korištenje stupaca za obogaćivanje tragova. Ovo su male predkolone koje hvataju vaše analite iz velikih volumena uzorka, tako da možete učitati više uzoraka bez preopterećenja analitičke kolone. Na primjer, ako testirate vodu na perklorat na razini ppb, ubacivanje litre uzorka kroz kolonu za obogaćivanje prije eluiranja u vaš analitički IC čini taj mali vršni rezultat mnogo većim nego da ste izravno ubrizgali mali volumen. To je kao da stavite povećalo na svoj analit prije nego što uopće dospije u glavni stupac.
Još jedan napredni savjet je optimiziranje brzine protoka. Većina korisnika koristi zadanu brzinu protoka koju su dobili s njihovim stupcem, ali njezina prilagodba može pomoći. Niže brzine protoka znače više vremena koje analiti provode u interakciji sa stacionarnom fazom, što dovodi do oštrijih vrhova i boljeg odvajanja—oboje je dobro za osjetljivost. Samo nemojte ići prenisko, jer će to znatno produžiti vrijeme izvođenja i može povećati vršno širenje zbog difuzije. Testirajte 0,5 mL/min, 0,4 mL/min, čak i 0,3 mL/min (ako vaš instrument to može podnijeti) za vaš stupac i pogledajte što vam daje najbolji SNR.
Hej, vratimo se na dio našeg poslovanja koji je povezan s ovim—surađujemo s mnogim industrijama koje koriste i IC i ispitivanje materijala, poput ljudi koji rade testove zapaljivosti. Imali smo kupca koji je testirao ljepljive trake (oni koristeVertikalni ispitivač zapaljivosti ljepljive trakeza industrijske standarde, a također koriste IC za testiranje zaostalih monomera u ljepilu trake) koji se borio da dobije dobru osjetljivost na tragove vinil acetata. Predložili smo im da prijeđu na stupac s manjim česticama, prilagode koncentraciju eluenta i koriste korak obogaćivanja za velike količine uzoraka. Prešli su put od jedva detektiranih 50 ppb do čistog vrha od 10 ppb, što je upravo ono što je njihovom timu za istraživanje i razvoj trebalo za razvoj novog ljepila s niskom migracijom. Super je vidjeti kako se IC spaja s tim alatima za ispitivanje materijala—isto je i sIspitivač izgaranja materijala lokomotivekorisnici, koji pokreću IC za testiranje nusproizvoda izgaranja u materijalima koje testiraju.
Čekaj, još jedna stvar: korekcija osnovne linije. Mnogi ljudi ostavljaju ovo na automatskom načinu rada, ali ručno prilagođavanje osnovnih postavki korekcije tako da odgovaraju vašem eluentu i redovito pokretanje praznih injekcija pomaže vam oduzeti taj pozadinski šum. Ako izvodite slijepu probu svakih 10 uzoraka, možete biti sigurni da je svaki signal koji vidite zapravo vaš analit, a ne ostaci iz prethodnih ispitivanja ili nečistoće eluenta. Taj mali korak čini veliku razliku kada gledate vrhove koji su gotovo iste veličine kao osnovni šum.
Sada, razgovarajmo o tome što NE učiniti. Nemojte previše kondicionirati svoj stup (čekaj, ne, rekli smo ga kondicionirati, ali prekomjerno kondicioniranje može brže istrošiti stacionarnu fazu). Ne koristite kemikalije kojima je istekao rok trajanja za eluent—one se s vremenom razgrađuju i stvaraju buku. I nemojte zanemariti druge dijelove sustava, poput ventila za ubrizgavanje. Prljavi ventil za ubrizgavanje može dati nedosljedne količine ubrizgavanja, što znači da će vaše vršne visine varirati od serije do serije, što otežava postizanje pouzdane osjetljivosti.
Na kraju dana, poboljšanje osjetljivosti IC-a sastoji se od malih, namjernih podešavanja u svakom koraku procesa - od pripreme uzorka pa sve do analize podataka. Ne radi se o kupnji potpuno novog instrumenta od 50.000 USD (iako vam je potrebna nadogradnja, možemo vam pomoći s timIonska kromatografijaoprema) radi se o optimizaciji onoga što već imate.
Ako imate problema sa svojom IC osjetljivošću ili ako je trebate upariti s alatima za ispitivanje materijala (kao što su taljivi materijali s kojima radimo, pogledajte našeStroj za ispitivanje kapanja materijala za topljenjeza ispitivanje zapaljivosti termoplasta, na primjer), javite nam se za razgovor. Možemo vas provesti kroz prilagodbu pripreme uzorka, izbora kolone, postavki detektora, svega što vam je potrebno da bi ti vršci u tragovima bili oštri i pouzdani. Nema reklamiranja, samo iskreni savjeti ljudi koji svakodnevno rade s IC-om.
Reference
- Small, H. (2004). Ionska kromatografija: osnove i primjena. John Wiley & sinovi.
- Weiss, J. (2011). Ionska kromatografija, 5. izdanje. Weinheim: Wiley-VCH.
- “Optimiziranje osjetljivosti ionske kromatografije za analizu tragova.” Napomena o prijavi, Thermo Fisher Scientific, 2020.
- Jones, WJ “Ključne prakse održavanja za pouzdane performanse ionske kromatografije.” Journal of Chromatography A, sv. 1218, br. 32, 2011, str. 5321–5327.
- “Tehnike obogaćivanja tragova za ionsku kromatografiju.” Analitička kemija, sv. 85, br. 12, 2013, str. 5860–5867.