“老化”一詞在不同情況下有不同的含義,操作上也有極大的區(qū)別,是首先必須明確的問題。氣相色譜儀實(shí)驗(yàn)人員日常提到的老化操作,實(shí)際上都是凈化性質(zhì)的老化,目的是除去各種污染性的雜質(zhì)。然后要考慮的是根據(jù)雜質(zhì)的具體情況選擇最合適的老化溫度條件。正規(guī)廠家的色譜柱在出廠前都是按最佳工藝條件老化好并經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試的,不需要用戶自行老化。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)很多人對(duì)老化這一問題存在諸多的誤解,有時(shí)候老化不僅達(dá)不到效果,反而是情況更糟糕。下面譜析色譜小編收集了實(shí)踐中常見的九個(gè)誤區(qū),逐一進(jìn)行辨析。
誤區(qū)1、新買來的色譜柱一定要老化過后才能用
這句話屬于看書不仔細(xì)的以訛傳訛,早期的色譜書籍里面寫的都是:新制備的色譜柱必須老化后才能使用。以前商品柱不多,大部分都是使用人員自己裝填填充柱,裝填好之后必須自行老化,也就是前面提到的制備性質(zhì)的老化。而目前普遍使用商品化的毛細(xì)管柱,出廠前都是老化并且測(cè)試過的,并不需要自行老化。我們買來新柱子打開盒子都能看到測(cè)試報(bào)告和譜圖,想一想,要是沒有老化好,譜圖和測(cè)試結(jié)果哪來的?
那么是不是新買的柱子就能直接用呢?當(dāng)然不是運(yùn)輸儲(chǔ)存過程中,色譜柱會(huì)吸附空氣中的雜質(zhì),直接使用必然基線不平、存在鬼峰,需要進(jìn)行凈化性質(zhì)的老化操作,也就是把雜質(zhì)趕跑。但是這種凈化性質(zhì)的老化是比較簡(jiǎn)單,按通常的使用情況進(jìn)行連接和條件設(shè)置即可,柱溫按方法要求的最高溫度(或者略高10~20度),跑到基線平直就好了,通常一小時(shí)左右即可完成。
誤區(qū)2、老化色譜柱一定要斷開并關(guān)閉檢測(cè)器
這一說法并不完全正確,要看具體情況。雖然很多教材和專著上都有這種說法,但是要注意,其所說的老化也是特指制備色譜柱時(shí)候的第一次老化,這時(shí)候會(huì)有大量固定相的雜質(zhì)流出,如不斷開檢測(cè)器,必然造成嚴(yán)重的污染。而對(duì)于凈化性質(zhì)的老化,斷開檢測(cè)器不是必須的,特別是對(duì)于FID這種檢測(cè)器,完全沒有必要斷開檢測(cè)器老化。因?yàn)镕ID是破壞性檢測(cè)器,并且可以在很高的溫度下使用,只要檢測(cè)器溫度略高于柱溫,流出物就能完全燃燒掉,不存在冷凝、殘留等問題。
不過還是要注意,實(shí)際應(yīng)用中一定要具體問題具體分析,不能一概而論。當(dāng)色譜柱污染較為嚴(yán)重,并且使用TCD、MS這類檢測(cè)器時(shí),還是建議斷開檢測(cè)器進(jìn)行老化。因?yàn)檫@類檢測(cè)器屬于非破壞性檢測(cè)器,并且設(shè)置的溫度往往也不能太高,流出的雜質(zhì)比較容易產(chǎn)生冷凝和污染。另外,在斷開檢測(cè)器進(jìn)行老化時(shí),一定要將不用的進(jìn)樣口、檢測(cè)器等部件在柱箱內(nèi)的接頭堵死,否則流出的污染物會(huì)在柱箱四周冷凝,還是有污染檢測(cè)器、進(jìn)樣口的危險(xiǎn)。如果有條件,與檢測(cè)器斷開的柱子出口,最好通過適當(dāng)?shù)墓苈穼U氣引到柱箱外。
誤區(qū)3、老化色譜柱一定要升溫到標(biāo)稱的最高使用溫
這一說法同樣是針對(duì)制備性質(zhì)的老化操作而言的。聚合物固定相中往往含有一定量的低聚物,熱穩(wěn)定性低于高分子量的聚合物,如果不除去,使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的流失。因此對(duì)于新制備的色譜柱,必須要加熱到足夠高的溫度并且保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間,從而保證低聚物完全恢復(fù)除去。而對(duì)于常規(guī)使用過程中進(jìn)行凈化性質(zhì)的老化操作,只要在方法要求的最高溫度(或者略高10~20度)下跑到基線平直,就說明干擾測(cè)定的雜質(zhì)已經(jīng)完全除去了,沒必要使用更高的老化溫度。經(jīng)常在極限溫度下進(jìn)行老化是有損色譜柱壽命的,并且有些廠家存在虛標(biāo)最高使用溫度的問題,切勿盲目的用標(biāo)稱的最高溫度老化柱子。
誤區(qū)4、老化色譜柱一定要程序升溫,并且要多次循環(huán)、老化過夜
對(duì)于新制備的色譜柱,是必須逐漸升溫老化的,因此往往設(shè)置多階程序升溫。因?yàn)樾律V柱老化涉及到溶劑揮發(fā)、交聯(lián)反應(yīng)、排出殘余低聚物等多個(gè)步驟,每個(gè)步驟適宜的溫度都不一樣,如果一開始就升溫到最高溫度,產(chǎn)生的結(jié)果往往是破壞涂層,色譜柱就損壞了。而對(duì)于常規(guī)使用,色譜柱的污染只要不是很嚴(yán)重,通??梢灾苯由郎氐皆O(shè)定溫度,溫度穩(wěn)定后一般只需20~30分鐘基線就開始表現(xiàn)為下降的趨勢(shì),多數(shù)情況下一兩個(gè)小時(shí)后就能老化到基線平直了。如果長(zhǎng)時(shí)間基線都不降低或者波動(dòng)仍然很大,就應(yīng)該考慮是否存在其他問題了,例如載氣是否純凈、是否泄漏、除色譜柱外是否還有其他地方污染、檢測(cè)器是否正常、等等。
至于多次循化的操作,其實(shí)是完全沒有必要的,因?yàn)榛€降低且達(dá)到平直已經(jīng)說明色譜柱中的雜質(zhì)已經(jīng)完全排出了。此時(shí)可以降溫后空走一次升溫程序,應(yīng)該得到比較平直的基線,除了柱流失導(dǎo)致的基線少許抬升外,應(yīng)沒有其他雜峰。如果仍然存在明顯雜峰或漂移,一般就不是色譜柱的問題了,往往更可能是進(jìn)樣口有污染或者隔墊有流失,應(yīng)排查其他的問題,而不是繼續(xù)盲目老化柱子。
但是同樣要注意特殊情況,例如,當(dāng)柱子污染很嚴(yán)重,吸附的雜質(zhì)非常多的時(shí)候,老化時(shí)最好要逐漸升溫。因?yàn)榇罅侩s質(zhì)在高溫作用下快速溢出有可能破壞固定相的液膜;而且有些物質(zhì)熱穩(wěn)定性比較差,快速升溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)還沒來得及揮發(fā)就分解碳化的現(xiàn)象,一旦碳化就無法排出色譜柱了。對(duì)于分子篩、氧化鋁、多孔聚合物等吸附型的色譜柱,高溫排出雜質(zhì)的速度比較慢,老化需要的時(shí)間是比較長(zhǎng)的,例如分子篩柱往往要250~280度老化10小時(shí)以上才能完全除去吸附的水分。
誤區(qū)5、老化時(shí)要降低載氣流速
這一說法也是真的新制備的色譜柱進(jìn)行第一次老化而言的。因?yàn)閯倓偼扛埠玫纳V柱,其液膜還未均勻鋪展,并且還沒有交聯(lián)固定,此時(shí)若使用很高的載氣流速可能導(dǎo)致液膜移動(dòng),變得厚薄不均。并且較大的載氣流速還容易導(dǎo)致未交聯(lián)的組分揮發(fā)損失。而對(duì)于常規(guī)使用中的色譜柱,進(jìn)行凈化性質(zhì)的老化時(shí),按正常條件設(shè)置載氣流速即可,通常無需進(jìn)行特別的改動(dòng)。
誤區(qū)6、老化柱子一定要用氮?dú)庾鲚d氣
氮?dú)馐亲畛S玫妮d氣,但不等于只能用氮?dú)庾鲚d氣。老化的時(shí)候也是同樣的,多數(shù)情況都是可以用氫氣或者其他載氣的,而且往往用氫氣效果會(huì)更好。因?yàn)闅錃獾膫髻|(zhì)阻力小、線速度較高,有利于低沸點(diǎn)雜質(zhì)排出色譜柱。但是對(duì)于色譜柱尾端與檢測(cè)器斷開的情況,顯然不能用氫氣最為載氣進(jìn)行老化,因?yàn)闅錃馀湃胫鋬?nèi)部是十分危險(xiǎn)的。對(duì)于一些特殊的柱子,載氣的選擇是有特定要求的,例如分子篩柱要用來測(cè)微量氧氣,就一定不能用氫氣作為載氣進(jìn)行老化,否則對(duì)氧氣會(huì)產(chǎn)生不可逆吸附;又例如氧化鋁柱表面需要吸附適當(dāng)?shù)乃植拍苡羞m中的分離選擇性,因此在老化氧化鋁柱時(shí)要用含有一定水分的載氣才行。
誤區(qū)7、老化色譜柱的時(shí)候把進(jìn)樣口溫度也設(shè)高一點(diǎn),這樣就可以一起老化
從原理上來說,這種做法沒有問題,有時(shí)候不失為一種偷懶的竅門。當(dāng)隔墊有少量流失,或者襯管有少量污染的時(shí)候,通過提高進(jìn)樣口溫度來烘烤是可以除去的。但實(shí)際做的時(shí)候常常會(huì)引起很多問題,因?yàn)檫@樣進(jìn)行烘烤,雜質(zhì)首先進(jìn)入了色譜柱,如果保留較強(qiáng),有污染色譜柱的風(fēng)險(xiǎn)。即使不會(huì)永久性污染,雜質(zhì)排出的速度肯定也要比直接烘烤慢得多。所以在老化色譜柱的時(shí)候,進(jìn)樣口溫度不應(yīng)該設(shè)置太高。如果進(jìn)樣口存在污染,最好的辦法是拆開后用溶劑清洗,然后在烘箱中烘烤干。只有在污染輕微、并且短時(shí)間內(nèi)無法進(jìn)行清洗的時(shí)候,才用直接提高進(jìn)樣口溫度烘烤的辦法,這實(shí)屬不得已而為的下策,不宜經(jīng)常使用。
誤區(qū)8、老化的時(shí)候打幾針溶劑進(jìn)去,這樣可以把臟東西洗出來
注射溶劑有時(shí)候?qū)τ谌コM(jìn)樣口的污染是有效的,但一般是拆除色譜柱進(jìn)行操作,因?yàn)檫@樣會(huì)把污染物從進(jìn)樣口沖洗到色譜柱里面去,而且大量溶劑進(jìn)入色譜柱也是不利的。弱極性溶劑,例如甲苯、氯仿等,對(duì)于固定相有一定溶解作用;強(qiáng)極性溶劑,例如甲醇、乙醇等,會(huì)促進(jìn)固定相的分解。即使是目前比較先進(jìn)的交聯(lián)鍵合固定相,在大量溶劑的作用下,穩(wěn)定性也會(huì)有所降低,特別是在老化色譜柱時(shí)柱溫很高,固定相更容易與注入的大量溶劑產(chǎn)生反應(yīng)。曾經(jīng)試驗(yàn)過,wax柱在柱溫100度時(shí)注入0.5uL甲醇,檢測(cè)到的柱流失會(huì)顯著大于空白水平??梢韵胂?,在更高的柱溫下注入大量溶劑,對(duì)色譜柱的損害肯定是更大的。
誤區(qū)9、老化可以恢復(fù)色譜柱的性能,效果不好的時(shí)候先老化再說
這一觀點(diǎn)是很多實(shí)驗(yàn)員的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),因?yàn)楹芏鄦栴}都是沒有老化色譜柱造成的,大量問題在老化色譜柱后都能獲得改善。但是切勿陷入經(jīng)驗(yàn)主義、教條主義的誤區(qū)。再次強(qiáng)調(diào),日常使用中老化的作用是除去殘留在色譜柱中的雜質(zhì),因此大部分由雜質(zhì)殘留引起的問題是可以通過老化解決的。而其他原因產(chǎn)生的問題卻不行。例如基線漂移大、噪聲大的問題有可能是載氣不純或漏氣引起的,此時(shí)如果盲目進(jìn)行老化,色譜柱反而會(huì)進(jìn)一步損壞。色譜柱高溫?fù)p壞后也會(huì)表現(xiàn)為噪聲大,這是固定相分解造成的,此時(shí)如果還盲目高溫老化,無異于雪上加霜,只會(huì)讓損壞更加嚴(yán)重。即使是有雜質(zhì)殘留引起的問題,也不是所有殘留物都能通過高溫除去。對(duì)于無機(jī)酸、堿、鹽、大分子有機(jī)物等沸點(diǎn)極高的殘留物,一般只能通過截去柱頭來解決,如果盲目高溫老化,只會(huì)導(dǎo)致固定相進(jìn)一步分解、殘留物碳化等更嚴(yán)重的問題??傊龅絾栴}一定要找到關(guān)鍵,認(rèn)真分析原因,做到對(duì)癥下藥。切不可盲目聽信萬能偏方。