Killer-Variablen für die Gaschromatographie - Methoden, die Ihre Chromatographie zerstören

Ich möchte mich auf Variablen konzentrieren, die einen großen Einfluss auf unsere Chromatographie haben können, aber vielleicht auf versteckten, zusätzlichen oder erweiterten Seiten unserer Software zu finden sind oder in den Hauptmenüs der Software auftauchen, aber kaum verstanden oder selten geändert werden. Diese Variablen werden in den Dokumenten zu den Labormethoden oft nicht ausdrücklich erwähnt, oder sie werden, falls sie doch vorkommen, nur unzureichend verstanden. Während einige dieser Variablen esoterisch erscheinen, habe ich erlebt, dass alle diese Variablen entweder eine ansonsten einwandfreie Chromatographie ruinieren oder die Benutzer bei der Fehlersuche in der Methode verwirren.

Geschwindigkeit des Spritzenkolbens des Autosamplers und Nadeltiefe

Die meisten Autosampler bieten die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Kolbens im Spritzenzylinder zu verändern, sowohl während der Probenaufnahme als auch während der Injektion in den GC. Bei viskosen Proben wird die Kolbengeschwindigkeit in der Regel auf eine langsamere Geschwindigkeit eingestellt, um Kavitation der Probe in der Nadel und damit variable Probenmengen zu vermeiden. Die Nadeltiefe der Spritze muss unter Umständen auch angepasst werden, wenn es sich um sehr geringe Probenmengen, unterschiedlich geformte Fläschchen oder mehrphasige Proben handelt, beispielsweise wenn die oberste Schicht eines zweiphasigen Lösungsmittelgemischs beprobt werden muss. Die Geschwindigkeit des Probenauswurfs in den Einlass muss möglicherweise auch bei Einlasslinern mit enger Bohrung oder bei einigen Arten der Kühlung der Säuleninjektion geändert werden.

Injektionslösungsmittel (Probenlösungsmittel)

Auch hier handelt es sich nicht um ein besonders inspirierendes Thema, das jedoch bei der Bestimmung der Peakform sehr wichtig sein kann, insbesondere bei der Splitless-Injektion. Mir ist klar, dass in den meisten schriftlichen Methoden das zu verwendende Injektionslösungsmittel angegeben wird, und dieser Parameter kann von der Probenextraktion oder -manipulation in einem vorangegangenen Schritt des analytischen Arbeitsablaufs abhängig sein. Ich erwähne die Bedeutung des Injektionslösungsmittels hier, weil sich weniger erfahrene GC-Anwender möglicherweise nicht bewusst sind, wie wichtig die Auswahl des Injektionslösungsmittels ist. Das Expansionsvolumen des Injektionslösungsmittels spielt bei der Verschleppung sowohl bei der Split- als auch bei der Spitless-Injektion eine wichtige Rolle. Wenn das eingespritzte Flüssigkeitsvolumen zu einem Gasvolumen führt, das das Volumen des Liners unter den verwendeten Betriebsbedingungen übersteigt, kann dies den Einlass und die zugehörigen Schläuche verunreinigen, was zu einer Verschleppung in nachfolgende Injektionen führen kann. Interessierte Leser können das Phänomen des "Backflash" nachschlagen, um weitere Informationen zu erhalten. Bei der Splitless-Injektion spielt das Lösungsmittel eine wichtige Rolle bei der Fokussierung der Analyten am Kopf der analytischen Säule. Daher hängt die Peakform im Splitless-Modus, insbesondere bei weniger flüchtigen Analyten, von der Kompatibilität der Polarität des Injektionslösungsmittels mit der des Materials der stationären Phase der GC-Säule ab. Eine Inkompatibilität führt zu Schulter- und Splitting-Peaks der Analyten.

Septumspülstrom

Das Septumspülgas strömt direkt unter die Unterseite des Einlassseptums und dient dazu, ausgasende Produkte und Verunreinigungen aus dem Septummaterial abzutransportieren. Es spielt auch eine Rolle bei der Steuerung des Grades der Massendiskriminierung (relative Unterscheidung zwischen hoch- und niedrigsiedenden Analyten), abhängig von der Konfiguration des Liners. Obwohl die meisten modernen GC-Systeme den Septumspülstrom steuern, ist es sinnvoll, diese Einstellung zu kennen und den Durchfluss vor der Analyse manuell zu überprüfen. Es wäre nicht das erste Mal, dass ein elektronischer Durchfluss- (oder Druck-) Regler einen falschen Wert anzeigt, und dieses Problem kann sehr schwer zu beheben sein, wenn man nicht weiß, wonach man suchen muss! Die Angabe des erforderlichen Wertes (in der Regel nur einige Milliliter pro Minute) verbessert das Bewusstsein für weniger erfahrenes Personal.

Splitless-Zeit (Spüldauer)

Dies ist die Zeit, zu der die Split-Entlüftung nach der Probeninjektion im Splitless-Injektionsmodus geöffnet wird. Ich sehe nur sporadisch, dass die mit dieser Variable verbundene Zeit in die Analysemethoden aufgenommen wird, was überraschend ist, da sie die Qualität der Basislinie, die Peakform des Lösungsmittels und die früh freigesetzten Analytpeaks sowie die quantitative Reproduzierbarkeit der früh freigesetzten Analyten entscheidend beeinflussen kann. Im Idealfall wird die Splitless-Zeit empirisch so optimiert, dass die überwiegende Mehrheit aller Analyten in die Säule gelangt ist und nur das verbleibende überschüssige Probenlösungsmittel durch Öffnen des Splitventils ausgestoßen wird. Bei der Optimierung wird die Peakhöhe (oder -fläche) der früh eluierenden Analyten gemessen, während die Splitless-Zeit verlängert wird. Bei einer zu kurzen Splitless-Zeit wachsen die Peaks der Analyten mit zunehmender Splitless-Zeit weiter an, die Peakfläche erreicht schließlich einen konstanten Wert, und die ideale Splitless-Zeit (in der Regel 0,25 bis 1,25 Minuten nach der Injektion) ist diejenige, die mit der zweiten konstanten Messung der Peakhöhe oder -fläche verbunden ist. Bei der Angabe einer Splitless-Zeit muss auch die Split-Flussrate oder das Split-Verhältnis angegeben werden. Ein hohes Splitverhältnis wird bevorzugt, um sicherzustellen, dass die überschüssigen Lösungsmitteldämpfe der Probe schnell aus dem Einlass ausgestoßen werden, um einen übergroßen und überhängenden Lösungsmittelpeak zu vermeiden.

Gepulste Injektionsdrücke und -zeiten

Bei der Split- und Splitless-Injektion ist es manchmal ratsam, während der Probeneinführungsphase einen höheren Einlassdruck anzuwenden, um den Backflash (Verunreinigung des Einlasses durch übergelaufenen Probendampf) zu verringern oder das Injektionsvolumen für eine höhere Empfindlichkeit zu erhöhen. Die Einlassdrücke und Durchflüsse sowie die Zeit für die Phase des erhöhten Drucks sind sehr wichtig für die quantitative Genauigkeit der Methode, und diese Parameter werden in der Regel empirisch auf der Grundlage der empfohlenen Herstellereinstellungen optimiert. Die Einteilung der Druckreduzierung in Phasen mit einer Splitless-Zeit ist ebenfalls entscheidend. Es hat sich bewährt, all diese Variablen in der Methode in einer Tabelle darzustellen und sorgfältig zu optimieren, um schlechte Peakformen und eine sehr schlechte quantitative Reproduzierbarkeit zu vermeiden, insbesondere bei früh eluierenden Analyten.

Ofen-Equilibrierungszeit

Dies ist die Zeit zwischen dem Erreichen des GC-Ofensollwerts, der vom Thermoelement des Ofens erfasst wird, und dem Zeitpunkt, zu dem das Gerät den Zustand "bereit" für den Beginn der nächsten Injektion in der Sequenz registriert. Dieser scheinbar harmlose Parameter wird oft ignoriert, kann aber die Selektivität und Auflösung von früh freisetzenden Verbindungen beeinflussen, und ich habe auch festgestellt, dass er die quantitative Reproduzierbarkeit beeinträchtigt. Nur weil die Luft im GC-Ofen die Solltemperatur für den Beginn der nächsten Analyse erreicht hat, gilt dies nicht unbedingt auch für das Trägergas, das durch die Säule strömt, da die Kapillarsäulenwände und die stationäre Phase eine thermische Verzögerung verursachen. Dies gilt insbesondere für Säulen mit größerem Innendurchmesser und für Säulen mit dickeren Filmen der stationären Phase. Wenn der Träger, der durch die Säule fließt, kein thermisches Gleichgewicht mit der Luft im Ofen erreicht hat, beginnt der Temperaturgradient effektiv bei der falschen Temperatur. Dies kann sich auf kritische Prozesse bei der Fokussierung und Trennung des Analyten auswirken und zu irreproduzierbaren Ergebnissen führen. Achten Sie immer auf diesen Parameter und verlängern Sie die Äquilibrierungszeit, falls erforderlich, um Probleme mit der Peakform (typischerweise Peakverbreiterung bei später eluierenden Analyten) oder der Retentionszeit und Auflösung bei früher eluierenden Analyten zu korrigieren.