Eğer bir iyon kromatografi (IC) kullanıcısıysanız, işin püf noktasını bilirsiniz: numunelerdeki eser miktardaki anyon veya katyon seviyelerini izlerken, düşük hassasiyet, rutin bir testi sinir bozucu bir "zirve nerede?" oyununa dönüştürebilir. Yıllardır IC tedarikçisi olarak bu işin içindeyim ve her gün bu baş ağrısıyla uğraşan laboratuvar teknisyenleri ve Ar-Ge çalışanlarıyla konuşuyorum. İster eser miktardaki kirleticiler için suyu, ister karşı iyonlar için ilaçları veya otomotiv malzemelerini test ediyor olun (bekleyin, evet, aynı zamanda kabloları veya yapıştırıcıları test eden kişilerle de çalışıyoruz - buna daha sonra değineceğiz), IC hassasiyetinizi artırmak, tamamen yeni bir cihaza para harcamak anlamına gelmez. İğneyi gerçekten hareket ettiren gerçek, eyleme dönüştürülebilir düzeltmeleri parçalara ayıralım; aşırı karmaşık bir jargon yok, sadece laboratuvarlarda işe yaradığını gördüğüm ve sorunlarıyla ilgili yardım için bize gelen şeyler.İyon Kromatografisikurulumlar.
Öncelikle çoğu insanın atladığı temel bilgilerle başlayalım: numune hazırlama süreciniz. Bir teknisyenin dağınık (kirli, partiküllü veya çok seyreltik) bir numuneyi kaç kez teslim ettiğini ve zirvelerinin neden küçük olduğunu veya hiç olmadığını merak ettiğini size anlatamam. Örneğiniz doğru şekilde hazırlanmadıysa en havalı IC bile küçük şeyleri algılamayacaktır. Bunu basit tutalım: temiz görünse bile numunelerinizi her seferinde 0,22μm veya 0,45μm şırınga filtresiyle filtreleyin. Partiküller sütunları tıkar ve dedektör okumalarını bozar, böylece bunları doğrudan kaynağından çıkarmak sisteminizi mutlu ve daha hassas tutar. Ayrıca örnekleri gereksiz yere aşırı seyreltmekten kaçının. Bir şeyi ppb seviyelerinde izliyorsanız, 1:100 oranında seyreltmek tespit edilmesini imkansız hale getirebilir; aşırıya kaçmadan onu IC'nizin doğrusal aralığına sokmak için yeterli miktarda seyreltici kullanın.
Sonra, sütun seçiminiz çok büyük. Pek çok kullanıcının, sanki tek seçenekmiş gibi, enstrümanlarıyla birlikte gelen sütuna sadık kaldıklarını görüyorum. Ancak eser miktardaki analitler ile uğraşıyorsanız, daha küçük parçacık boyutuna (2μm'nin altında) sahip bir sütun veya eser düzeydeki çalışmalar için özel bir sabit faz, oyunun kurallarını değiştirir. Bekle ve sütun şartlandırmasıyla uyumayın! Yepyeni bir kolon, iz piklerinizi bastıran artık üretim kirleticilerine sahip olabilir, bu nedenle onu uygun şekilde koşullandırmak (aslında düşük akış hızında birkaç sütun hacmi için kullanacağınız eluent ile durulamak) bunu temizler. Sadece eser dereceli anyon kolonuna geçip onu doğru şekilde koşullandırarak 10 ppb'lik nitrat zirvesini zorlukla görmekten net, keskin bir yükselişe geçen müşterilerimiz oldu.
Şimdi eluent hakkında konuşalım. Bu, küçük ayarlamaların büyük fark yarattığı başka bir alandır. Çok konsantre bir eluent kullanmak arka plan iletkenliğini arttırır, bu da hassasiyetin temel ölçüsü olan sinyal-gürültü oranınızın (SNR) kötüleşmesi anlamına gelir. Çoğu modern IC sistemi, iz analizi için daha düşük konsantrasyonlu eluentlerle en iyi şekilde çalışır, bu nedenle bunu geri çevirmek, zirvelerinizi bir ton keskinleştirebilir. Ayrıca eluentinizin büyük kutu kimyasal tedarikçisinden alınan ucuz malzemeler değil, yüksek saflıkta olduğundan emin olun. Eluentteki safsızlıklar arka plan gürültüsünü artırarak küçük analit piklerinizi ayırt etmenizi zorlaştırır. Bu gürültüyü azaltmak için sadece IC eluent'leri için yüksek saflıkta su arıtma sistemi kullanan bazı müşterilerimiz bile var.
Dedektör ayarları, ayarlanması gereken diğer bir küçümsenen noktadır. Dedektörünüzün kazancı çok düşük ayarlanmışsa, temel olarak analit sinyalinizin sesini kısıyorsunuz demektir. Kazanımı biraz artırmak (ancak dedektör doygunluğunu elde edecek kadar değil) bu küçük tepe noktalarını ortaya çıkarabilir. Ayrıca bant genişliği ayarını da kontrol edin; daha dar bant genişlikleri temel gürültüyü azaltmaya yardımcı olur ve bu da doğrudan SNR'yi artırır. Bu ayarları enstrümanla birlikte gelen varsayılan ayarlarda bırakmayın; onlarla biraz oynayın, bir standart çalıştırın ve hedef analitiniz için size en temiz, en keskin zirveyi neyin verdiğini görün.
Bekleyin ve sistem bakımını unutmayalım. Sızdıran bir pompa, kirli bir iletkenlik hücresi veya tıkanmış bir boru, hassasiyetinizi hızla yok edecektir. Laboratuvarların rutin bakımı aylarca ertelediğini, sonra da zirve noktalarının neden bu kadar küçük olduğunu merak ettiğini gördüm. Pompa contalarınızı zamanında değiştirin, sistemi düzenli olarak yıkayın (özellikle birkaç gün içinde kullanmadıysanız) ve iletkenlik hücresini yaklaşık 6 ayda bir temizleyin. Küçük sızıntılar bile hava kabarcıklarının içeri girmesine neden olabilir, bu da temel çizgide ani yükselişlere neden olur ve tepe noktasının şeklini bozar; her ikisi de hassasiyeti daha da kötüleştirir. Örneğin, otomotiv kablo demetlerini test eden bir müşteri (kullanıyorlar)Otomotiv Kablo Demeti Yanıcılık Test Cihazıuyumluluk için, ancak aynı zamanda yalıtımdaki halojenleri test etmek için IC'yi çalıştırın) IC zirvelerinin tutarsız olduğunu söyleyerek bize geldi. Pompa contalarının küçük hava kabarcıklarının içeri girmesine yetecek kadar sızıntı yaptığı ortaya çıktı; bu sorunu çözdüler ve hassasiyetleri bir gecede %30 arttı.
Şimdi, temelleri zaten anladıysanız işe yarayacak daha gelişmiş hilelere geçelim. Bunlardan biri iz zenginleştirme sütunları kullanmaktır. Bunlar, analitlerinizi büyük örnek hacimlerinden yakalayan küçük ön sütunlardır, böylece analitik sütunu aşırı yüklemeden daha fazla örnek yükleyebilirsiniz. Örneğin, suyu ppb düzeyindeki perklorat için test ediyorsanız, analitik IC'nize aktarmadan önce bir zenginleştirme kolonundan bir litre numune yüklemek, bu küçük tepe noktasını doğrudan küçük bir hacim enjekte ettiğinizden çok daha büyük hale getirir. Bu, analit daha ana sütuna çarpmadan önce üzerine bir büyüteç koymak gibidir.
Bir diğer gelişmiş ipucu ise akış hızınızı optimize etmektir. Çoğu kullanıcı, sütunlarıyla birlikte gelen varsayılan akış hızını kullanır, ancak bunu ayarlamak yardımcı olabilir. Daha düşük akış hızları, analitlerin sabit fazla etkileşime girmesi için daha fazla zaman harcaması anlamına gelir; bu da daha keskin tepe noktalarına ve daha iyi ayrılmaya yol açar; her ikisi de hassasiyet açısından iyidir. Sadece çok aşağıya inmeyin, çünkü bu, çalışma sürelerini çok daha uzun hale getirecek ve difüzyondan dolayı tepe noktasının genişlemesini artırabilecektir. Kolonunuz için 0,5 mL/dak, 0,4 mL/dak, hatta 0,3 mL/dak (cihazınız bunu kaldırabiliyorsa) test edin ve size en iyi SNR'yi neyin verdiğini görün.
Hey, işimizin bununla bağlantılı bir kısmına geri dönelim; yanıcılık testleri yapanlar gibi hem IC hem de malzeme testini kullanan birçok endüstriyle çalışıyoruz. Yapışkan bantları test eden bir müşterimiz oldu (kullanıyorlar)Yapışkan Bant Dikey Yanıcılık Test Cihazıendüstri standartları için ve aynı zamanda bant yapıştırıcısındaki kalıntı monomerleri test etmek için IC kullanıyorlar) iz vinil asetat üzerinde iyi bir hassasiyet elde etmekte zorlanıyorlardı. Daha küçük parçacık sütununa geçmelerini, eluent konsantrasyonlarını ayarlamalarını ve büyük numune hacimleri için bir zenginleştirme adımı kullanmalarını önerdik. 50 ppb'yi zar zor tespit etmekten 10 ppb'de temiz bir zirve elde etmeye geçtiler; bu, Ar-Ge ekibinin yeni bir düşük migrasyonlu yapıştırıcı geliştirmek için tam olarak ihtiyaç duyduğu şeydi. IC'nin bu malzeme test araçlarıyla nasıl eşleştiğini görmek harika;Lokomotif Malzemesi Yanma Test CihazıTest ettikleri malzemelerdeki yanma yan ürünlerini test etmek için IC'yi çalıştıran kullanıcılar.
Durun, bir şey daha var: temel düzeltme. Pek çok kişi bunu otomatik olarak bırakır, ancak temel düzeltme ayarlarınızı eluentinizle eşleşecek şekilde manuel olarak ayarlamak ve boş enjeksiyonları düzenli olarak çalıştırmak, arka plandaki gürültüyü azaltmanıza yardımcı olur. Her 10 örnekte bir boş çalıştırıyorsanız, gördüğünüz herhangi bir sinyalin önceki çalışmalardan kalan artıklar veya eluent safsızlıkları değil, aslında analitiniz olduğundan emin olabilirsiniz. Bu küçük adım, temel gürültüyle hemen hemen aynı boyuttaki zirvelere baktığınızda büyük bir fark yaratıyor.
Şimdi ne yapılmaması gerektiği hakkında konuşalım. Kolonunuzu aşırı koşullandırmayın (bekleyin, hayır, koşullandırın dedik, ancak aşırı koşullandırma sabit fazı daha hızlı yıpratabilir). Eluentiniz için son kullanma tarihi geçmiş kimyasallar kullanmayın; bunlar zamanla bozulur ve gürültüye neden olur. Enjeksiyon valfi gibi sistemin diğer parçalarını da göz ardı etmeyin. Kirli bir enjeksiyon valfi tutarsız enjeksiyon hacimleri verebilir; bu da tepe yüksekliklerinizin her çalışma için değişeceği ve güvenilir hassasiyet elde etmenin zor olacağı anlamına gelir.
Günün sonunda IC hassasiyetini artırmak, numune hazırlığından veri analizine kadar sürecin her adımında küçük, kasıtlı ayarlamalar yapılmasıyla ilgilidir. Bu, 50.000 dolarlık yepyeni bir enstrüman satın almakla ilgili değil (yine de yükseltmeniz gerekiyorsa bu konuda yardımcı olabiliriz)İyon Kromatografisidişli) zaten sahip olduğunuz şeyleri optimize etmekle ilgilidir.
IC duyarlılığınızla mücadele ediyorsanız veya bunu malzeme test araçlarıyla (birlikte çalıştığımız eritme malzemeleri gibi) eşleştirmeniz gerekiyorsa, bölümümüze bakın.Eritme Malzemeleri Damlama Test Cihazıörneğin termoplastiklerin yanıcılık testleri için) bizimle sohbet etmek için iletişime geçin. Bu iz piklerini keskin ve güvenilir bir şekilde elde etmek için örnek hazırlığınızı, kolon seçiminizi, dedektör ayarlarınızı ve ihtiyacınız olan her şeyi ayarlama konusunda size yol gösterebiliriz. Satış konuşması yok, sadece IC ile her gün çalışan insanlardan dürüst tavsiyeler.
Referanslar
- Küçük, H. (2004). İyon Kromatografisi: Temeller ve Uygulamalar. John Wiley ve Oğulları.
- Weiss, J. (2011). İyon Kromatografisi, 5. Baskı. Weinheim: Wiley-VCH.
- “İz Analizi için İyon Kromatografi Hassasiyetinin Optimize Edilmesi.” Uygulama Notu, Thermo Fisher Scientific, 2020.
- Jones, WJ "Güvenilir İyon Kromatografi Performansı için Temel Bakım Uygulamaları." Kromatografi Dergisi A, cilt. 1218, hayır. 32, 2011, s. 5321–5327.
- “İyon Kromatografisi için İz Zenginleştirme Teknikleri.” Analitik Kimya, cilt. 85, hayır. 12, 2013, s. 5860–5867.