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    【寶典】流動相如何充分脫氣?

     

    • 流動相是影響液相色譜的關鍵因素。流動相脫氣不充分就是常見的事故之一,那如何解決流動相脫氣不充分的問題呢?

    只要空氣在流動相里保持溶解,氣泡問題就很少會出現。原則上講,人工配備的等度洗脫流動相一般不需要脫氣就可以在實驗中使用,但是被氣體飽和的溶液也只需要非常小的壓力下降就能脫氣,比如當流動相通過溶劑入口的在線過濾器,或者當流動相進入壓力相對低的檢測器溶液池時。因為這個原因和為了能使一般的HPLC操作具有可靠性,我們強烈建議用于反相色譜的所有溶劑都必須經過脫氣。


    脫氣對于正相HPLC來說不會產生很多問題,所以使用正相色譜時脫氣是可選的。需要除去的溶解在流動相里的氣體量根據HPLC泵的設計不同而不同,一些泵能夠承受大量溶解在流動相里的氣體,而另外一些泵則需要徹底脫氣才能達到可靠的操作效果。


    乙醇中氧氣的溶解度 

    (---)空氣飽和的水和乙醇混合后氧氣的濃度(釋放多余氧氣之前);

    (一)混合溶液中氧氣的飽和濃度

     

    氣體在流動相里形成對于反相色譜法(RPC)來說會造成特別的問題,如圖上圖所示的數據那樣。舉例來說,假設純水和純乙醇分別被氧氣飽和,這種情況會在溶劑暴露在空氣中出現。


    當溶劑被混合之后,混合溶液里含有的氧氣和溶劑的量是和每種溶劑的相對濃度成正比的(由上圖中的虛線表示),然而,氧氣在混合溶劑里的溶解度偏低(上圖中的實線),因此現在混合溶液被氧氣過度飽和。在這種情況下,氧氣或者迅速以氣泡形式溢出,或者當氣體接觸到成核位置的時候溢出,比如溶劑入口在線過濾器的粗糙表面。雖然上圖展示的數據是關于氧氣、水和乙醇的,但是同樣的原理也適用于空氣(主要由氮氣和氧氣組成),緩沖液和其他的有機溶劑,比如乙晴或者甲醇。這此數據也表明了我們不需要除去所有溶解在溶液中的氣體,只要溶解在混合液中的氣體量小于上圖中的飽和曲線(實線)即可。



    常用的脫氣方法有

     

    加熱煮沸、抽真空、超聲、吹氦等。對混合溶劑,若采用抽氣或煮沸法,則需要考慮低沸點溶劑揮發造成的組成變化。




    1、氦氣脫氣

     

    氦氣脫氣是很有效的脫氣方法。氦氣緩緩的通過流動相趕去溶入的空氣,如果使用得當,在10min內可除去80%~90%的溶入氣體。由于氦氣在流動相中的溶解度極低,所以用氦氣脫氣保護的流動相可以認為是一個無氣體溶解體系。其缺點是氦氣價格比較昂貴,會增加檢驗成本。一般說來有機溶劑中的氣體易脫除,而水溶液中的氣體較頑固。在溶液中吹氦是相當有效的脫氣方法,這種連續脫氣法在電化學檢測時經常使用。但氦氣昂貴,難于普及。




    2、真空脫氣:

     

    也是比較常用的脫氣方法,F在多數企業都最常用這種辦法,貯液器被抽成部分真空,溶入的氣體蒸發形成氣泡溢出,其效果僅次于氦氣脫氣。象Agileng1200液相色譜使用的是在線脫氣機。在線脫氣只適合脫完氣之后的流動相,在使用過程中的微量脫氣。




    3、超聲波脫氣

     

    將配制好的流動相連容器放入超聲水槽中脫氣10~20min。這種方法比較簡便,又基本上能滿足日常分析操作的要求,所以,目前仍廣泛采用。這種方法只能除去30%的溶解氣體,有時還會引起氣體溶解度的增加。對氧敏感的檢測器不宜用此法。


    超聲脫氣比較好,10~20分鐘的超聲處理對許多有機溶劑或有機溶劑/水混合液的脫氣是足夠了(一般500ml溶液需超聲20~30min方可),關于超聲時間問題眾說紛紜,各實驗室內5~30分鐘不等,一般來說流動相組成為無機(緩沖鹽溶液)時,5~15分鐘即可,流動相為是水和有機容積混合時,超聲時間要相對長一些,這個方法只能除去30%的溶解氣體,時間的延長不和效果成正比,且其中氣泡對色譜峰基線穩定性與信噪比有一定影響,一般來說影響不大,15min超聲即可足夠。此法不影響溶劑組成。超聲時應注意避免溶劑瓶與超聲槽底部或壁接觸,以免玻璃瓶破裂,容器內液面不要高出水面太多。




    4、加熱回流脫氣:

     

    該方法雖然效果很好,但是適用范圍較窄。對于有機溶劑或混合流動相不適合用此法,因為揮發性組分會損失掉,改變流動相的組成。

    綜合來說,用真空抽濾后,再用超聲脫氣還是最常用的辦法,用氦氣的方法是效果最好的辦法,而在線脫氣本身也是真空脫氣,但它可以放到儀器上使用,是一種保證性的辦法。
    (1)離線(系統外)脫氣法不能維持溶劑的脫氣狀態,在你停止脫氣后,氣體立即開始回到溶劑中。在1~4小時內,溶劑又將被環境氣體所飽和。


    (2)在線(系統內)脫氣法無此缺點。最常用的在線脫氣法為鼓泡,即在色譜操作前和進行時,將惰性氣體噴入溶劑中。嚴格來說,此方法不能將溶劑脫氣,它只是用一種低溶解度的惰性氣體(通常是氦)將空氣替換出來。此外還有在線脫氣機。

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