Багаж хэрэгслийн технологи цаг хугацааны явцад сайжирч байгаа ч гэсэн LC практикт асуудал гардаг тул LC-ийн зарим алдааг олж засварлах сэдвүүд хэзээ ч хуучирдаггүй. LC системд асуудал үүсч, оргил муу хэлбэртэй болох олон арга зам байдаг. Оргил хэлбэртэй холбоотой асуудлууд гарч ирэх үед эдгээр үр дүнгийн боломжит шалтгаануудын товч жагсаалт нь бидний алдааг олж засварлах туршлагыг хялбарчлахад тусалдаг.
Энэхүү “LC алдааг олж засварлах нь” буланг бичиж, сар бүр сэдвүүдийн талаар бодох нь хөгжилтэй байсан, учир нь зарим сэдэв хэзээ ч моодноос гардаггүй. Хроматографийн судалгааны салбарт зарим сэдэв эсвэл санаанууд шинэ, илүү сайн санаануудаар солигдож, хуучирдаг бол алдааг олж засварлах салбарт, учир нь алдааг олж засварлах чиглэлээр анхны алдааг олж засварлах нийтлэл энэ сэтгүүлд (тухайн үеийн LC сэтгүүл) 1983 онд гарч ирснээс хойш гарч ирсэн (1). Сүүлийн хэдэн жилийн хугацаанд би LC алдааг олж засварлах хэд хэдэн хэсгийг шингэн хроматографид (LC) нөлөөлж буй орчин үеийн чиг хандлагад (жишээлбэл, даралтын хадгалалтад үзүүлэх нөлөөллийн талаарх бидний ойлголтын харьцангуй харьцуулалт [2] Шинэ дэвшил) анхаарлаа хандуулсан. LC үр дүнгийн бидний тайлбар болон орчин үеийн LC багаж хэрэгслээр алдааг хэрхэн олж засварлах талаар. Энэ сарын дугаарт би 2021 оны 12-р сард эхэлсэн цувралаа (3) үргэлжлүүлж байгаа бөгөөд энэ нь LC алдааг олж засварлахын "амьдрал ба үхлийн" зарим сэдвүүдэд анхаарлаа хандуулсан - бидний ашиглаж буй системийн наснаас үл хамааран аливаа алдааг олж засварлагчид маш сайн элементүүд чухал юм. Энэ цувралын гол сэдэв нь ...-тэй маш их холбоотой юм. LCGC-ийн алдарт “LC Алдааг олж засварлах гарын авлага” ханын хүснэгт (4) олон лабораторид өлгөөтэй байна. Энэ цувралын гуравдугаар хэсэгт би оргил хэлбэр эсвэл оргилын шинж чанартай холбоотой асуудлуудад анхаарлаа хандуулахаар сонгосон. Гайхалтай нь ханын хүснэгтэд оргил хэлбэр муу байгаа 44 өөр шалтгааныг жагсаасан болно! Бид эдгээр бүх асуудлыг нэг нийтлэлд нарийвчлан авч үзэх боломжгүй тул энэ сэдвийн эхний хэсэгт би хамгийн их хардаг зарим асуудлуудад анхаарлаа хандуулах болно. Залуу болон хөгшин LC хэрэглэгчид энэ чухал сэдвээр хэрэгтэй зөвлөгөө, сануулга олно гэж найдаж байна.
Би алдааг олж засварлах асуултуудад "бүх зүйл боломжтой" гэж улам бүр хариулж байгаагаа анзаарч байна. Тайлбарлахад хэцүү ажиглалтыг авч үзэхэд энэ хариулт амархан мэт санагдаж болох ч би үүнийг ихэвчлэн тохиромжтой гэж үздэг. Оргилын хэлбэр муу байгаа олон шалтгаантай тул асуудал юу байж болохыг авч үзэхдээ нээлттэй сэтгэлгээтэй байх, алдааг олж засварлах ажлыг эхлүүлэхийн тулд хамгийн түгээмэл боломжит хувилбарууд дээр анхаарлаа төвлөрүүлэхийн тулд болзошгүй шалтгаануудыг эрэмбэлэх нь чухал юм. Энэ зүйл маш чухал юм.
Аливаа алдааг олж засварлах дасгалын гол алхам - гэхдээ миний бодлоор дутуу үнэлэгдсэн алхам - шийдвэрлэх шаардлагатай асуудал байгааг хүлээн зөвшөөрөх явдал юм. Асуудал байгааг хүлээн зөвшөөрөх нь ихэвчлэн хэрэгсэлд юу тохиолдох нь онол, эмпирик мэдлэг, туршлагаар бүрддэг бидний хүлээлтээс өөр гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх гэсэн үг юм (5). Энд дурдсан "оргил хэлбэр" нь зөвхөн оргилын хэлбэрийг (тэгш хэмтэй, тэгш бус, гөлгөр, сэвсгэр, урд ирмэг, сүүл гэх мэт) төдийгүй өргөнийг хэлнэ. Бодит оргил хэлбэрийн талаарх бидний хүлээлт энгийн. Онол (6) нь ихэнх тохиолдолд хроматографийн оргилууд нь тэгш хэмтэй байх ёстой бөгөөд Зураг 1a-д үзүүлсэн шиг Гауссын тархалтын хэлбэртэй тохирч байх ёстой гэсэн сурах бичгийн хүлээлтийг сайн дэмжиж байна. Оргилын өргөнөөс бидний хүлээж буй зүйл бол илүү төвөгтэй асуудал бөгөөд бид энэ сэдвийг дараагийн нийтлэлдээ хэлэлцэх болно. Зураг 1-т байгаа бусад оргил хэлбэрүүд нь ажиглагдаж болох бусад боломжуудын заримыг харуулж байна - өөрөөр хэлбэл, зүйлс буруугаар эргэж болох зарим аргууд. Энэ хэсгийн үлдсэн хэсэгт бид нөхцөл байдлын зарим тодорхой жишээг хэлэлцэхэд цаг зарцуулах болно. эдгээр хэлбэрийн төрлүүдэд хүргэдэг.
Заримдаа оргилууд нь хроматограммд огт ажиглагддаггүй бөгөөд тэдгээрийг элюцид оруулна гэж үзэж байна. Дээрх ханын диаграммд оргил байхгүй байгаа нь (дээж нь детекторын хариу үйлдлийг шуугианаас дээш харахад хангалттай байх ёстой концентрацид бай аналит агуулсан гэж үзвэл) ихэвчлэн багажны зарим асуудал эсвэл хөдөлгөөнт фазын буруу нөхцөлтэй холбоотой байдаг (хэрэв огт ажиглагдаагүй бол). оргилууд, ихэвчлэн хэт "сул" байдаг. Энэ ангилалд хамаарах болзошгүй асуудлууд болон шийдлүүдийн богино жагсаалтыг Хүснэгт I-ээс харж болно.
Дээр дурдсанчлан, анхаарлаа хандуулж, засах гэж оролдохоосоо өмнө оргилын тэлэлтийг хэр их тэвчих ёстой вэ гэдэг асуулт бол би дараагийн нийтлэлдээ хэлэлцэх нарийн төвөгтэй сэдэв юм. Миний туршлагаас харахад оргилын мэдэгдэхүйц тэлэлт нь ихэвчлэн оргилын хэлбэрийн мэдэгдэхүйц өөрчлөлттэй хамт байдаг бөгөөд оргилын сүүл нь оргилын өмнөх эсвэл хуваагдлаас илүү түгээмэл байдаг. Гэсэн хэдий ч нэрлэсэн тэгш хэмтэй оргилууд нь мөн тэлдэг бөгөөд энэ нь хэд хэдэн өөр шалтгаанаас үүдэлтэй байж болно:
Эдгээр асуудлууд тус бүрийг Алдааг олж засварлах LC сэтгүүлийн өмнөх дугааруудад дэлгэрэнгүй авч үзсэн бөгөөд эдгээр сэдвээр сонирхож буй уншигчид эдгээр асуудлын үндсэн шалтгаан, боломжит шийдлүүдийн талаарх мэдээллийг өмнөх нийтлэлүүдээс авах боломжтой. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг авна уу.
Оргил сүүл, оргил фронт, хуваагдал нь бүгд химийн болон физик үзэгдлээс үүдэлтэй байж болох бөгөөд эдгээр асуудлыг шийдвэрлэх боломжит шийдлүүдийн жагсаалт нь бид химийн эсвэл физик асуудалтай тулгарч байгаа эсэхээс хамааран харилцан адилгүй байдаг. Ихэнхдээ хроматограмм дахь өөр өөр оргилуудыг харьцуулснаар хэн нь буруутан болохыг мэдэх чухал сэжүүрийг олж болно. Хэрэв хроматограмм дахь бүх оргилууд ижил төстэй хэлбэртэй байвал шалтгаан нь физик биш байх магадлалтай. Хэрэв зөвхөн нэг буюу хэд хэдэн оргил нөлөөлөлд өртсөн боловч бусад нь зүгээр харагдаж байвал шалтгаан нь химийн бодис байх магадлалтай.
Оргил хаягдлын химийн шалтгаанууд нь энд товчхон авч үзэхэд хэтэрхий төвөгтэй байдаг. Сонирхсон уншигчдад илүү гүнзгий хэлэлцүүлэг авахын тулд "LC алдааг олж засварлах нь" сэтгүүлийн саяхны дугаарыг санал болгож байна (10). Гэсэн хэдий ч туршиж үзэхэд хялбар зүйл бол тарьсан аналитийн массыг багасгаж, оргил хэлбэр сайжирч байгаа эсэхийг харах явдал юм. Хэрэв тийм бол энэ нь асуудал нь "массын хэт ачаалал" гэсэн сайн сэжүүр юм. Энэ тохиолдолд аргыг жижиг аналитийн массыг тарьж хязгаарлах ёстой, эсвэл том массыг тарьсан ч гэсэн сайн оргил хэлбэрийг олж авахын тулд хроматографийн нөхцлийг өөрчлөх ёстой.
Оргил утааны ховилын олон боломжит физик шалтгаанууд байдаг. Боломжит байдлын талаар дэлгэрэнгүй хэлэлцүүлэг хийхийг сонирхож буй уншигчдыг "LC алдааг олж засварлах" (11) сэтгүүлийн саяхны дугаараас лавлана уу. Оргил утааны ховилын хамгийн түгээмэл физик шалтгаануудын нэг бол форсунк болон детекторын хоорондох цэг дээрх холболт муу байгаа явдал юм (12). Хэтэрхий тод жишээг хэдэн долоо хоногийн өмнө миний лабораторид авсан Зураг 1d-д үзүүлэв. Энэ тохиолдолд бид өмнө нь ашиглаж байгаагүй шинэ форсунк хавхлагатай систем бүтээж, зэвэрдэггүй ган капилляр дээр цутгасан феррул бүхий жижиг эзэлхүүнтэй форсунк гогцоо суурилуулсан. Анхны алдааг олж засварлах туршилтуудын дараа бид форсунк хавхлагын статор дахь портын гүн нь бидний дассан хэмжээнээс хамаагүй гүн байсан тул портын ёроолд их хэмжээний үхсэн эзэлхүүн үүссэнийг ойлгосон. Энэ асуудлыг форсунк гогцоог өөр хоолойгоор солих замаар амархан шийддэг бөгөөд бид портын ёроолд байгаа үхсэн эзэлхүүнийг арилгахын тулд феррулыг зөв байрлалд тохируулж болно.
Зураг 1e-д үзүүлсэн шиг оргил фронтууд нь физик эсвэл химийн асуудлаас үүдэлтэй байж болно. Урд ирмэгийн нийтлэг физик шалтгаан нь баганын бөөмийн ор сайн савлагдаагүй эсвэл бөөмс цаг хугацааны явцад дахин зохион байгуулагдсан явдал юм. Энэхүү физик үзэгдлээс үүдэлтэй оргил сүүлний нэгэн адил үүнийг засах хамгийн сайн арга бол баганыг сольж, үргэлжлүүлэх явдал юм. Үндсэндээ химийн гаралтай урд ирмэгийн оргил хэлбэрүүд нь бидний "шугаман бус" хадгалах нөхцлөөс үүсдэг. Хамгийн тохиромжтой (шугаман) нөхцөлд хөдөлгөөнгүй фазаар хадгалагдсан аналитын хэмжээ (тиймээс хадгалах хүчин зүйл) нь багана дахь аналитын концентрацитай шугаман хамааралтай байдаг. Хроматографийн хувьд энэ нь баганад тарьсан аналитын масс нэмэгдэхийн хэрээр оргил нь өндөр болдог боловч өргөн биш гэсэн үг юм. Хадгалах зан үйл нь шугаман бус байх үед энэ хамаарал эвдэрч, оргилууд нь зөвхөн өндөр төдийгүй илүү их масс тарьснаар өргөн болдог. Нэмж дурдахад, шугаман бус хэлбэрүүд нь хроматографийн оргилуудын хэлбэрийг тодорхойлж, урд эсвэл хойд ирмэг үүсгэдэг. Оргил сүүлийг үүсгэдэг массын хэт ачааллын нэгэн адил (10) оргил Шугаман бус хадгалалтаас үүдэлтэй хар тугалганы оношилгоог тарьсан аналитийн массыг багасгах замаар хийж болно. Хэрэв оргил хэлбэр сайжирвал аргыг урд ирмэгийг үүсгэдэг тарилгын чанараас хэтрэхгүй байхаар өөрчлөх эсвэл энэ зан үйлийг багасгахын тулд хроматографийн нөхцлийг өөрчлөх шаардлагатай.
Заримдаа бид Зураг 1f-д үзүүлсэн шиг "хуваагдсан" оргил мэт харагдаж байгааг ажигладаг. Энэ асуудлыг шийдэх эхний алхам бол оргил хэлбэр нь хэсэгчилсэн хам элюцийн улмаас үүссэн эсэхийг тодорхойлох явдал юм (өөрөөр хэлбэл хоёр өөр боловч нягт элюцийн нэгдлүүд байгаа эсэх). Хэрэв үнэндээ хоорондоо ойрхон элюцийн хоёр өөр аналит байгаа бол тэдгээрийн нягтралыг сайжруулах асуудал юм (жишээлбэл, сонгомол чанар, хадгалалт эсвэл хавтангийн тоог нэмэгдүүлэх замаар) бөгөөд илэрхий "хуваагдсан" оргилууд нь физиктэй холбоотой байдаг. Гүйцэтгэл нь баганатай ямар ч холбоогүй. Энэ шийдвэрийн хамгийн чухал түлхүүр нь хроматограмм дахь бүх оргилууд хуваагдсан хэлбэрийг харуулдаг уу, эсвэл зөвхөн нэг эсвэл хоёр уу гэдэг асуудал юм. Хэрэв энэ нь зөвхөн нэг эсвэл хоёр бол энэ нь хам элюцийн асуудал байх магадлалтай; хэрэв бүх оргилууд хуваагдсан бол энэ нь физик асуудал байх магадлалтай, ихэнхдээ баганатай холбоотой байх магадлалтай.
Баганын өөрийнх нь физик шинж чанартай холбоотой хуваагдмал оргилууд нь ихэвчлэн оролт эсвэл гаралтын фрит хэсэгчлэн бөглөрсөн, эсвэл багана дахь бөөмсийн дахин зохион байгуулалтаас үүдэлтэй бөгөөд энэ нь баганын сувгийн үүсэлтийн зарим хэсэгт хөдөлгөөнт фаз нь хөдөлгөөнт фазаас илүү хурдан урсах боломжийг олгодог (бусад бүс нутагт) (11). Хэсэгчилсэн бөглөрсөн фритийг заримдаа баганагаар дамжин урсах урсгалыг эргүүлснээр арилгаж болно; гэсэн хэдий ч миний туршлагаас харахад энэ нь ихэвчлэн урт хугацааны шийдэл биш харин богино хугацааны шийдэл юм. Хэрэв бөөмсүүд багана дотор дахин нэгдвэл энэ нь ихэвчлэн үхлийн аюултай байдаг. Энэ үед баганыг сольж, үргэлжлүүлэх нь хамгийн сайн арга юм.
Зураг 1g дээрх оргил нь миний өөрийн лабораторид саяхан хийгдсэн жишээ бөгөөд дохио нь хариу үйлдлийн хүрээний дээд хязгаарт хүрсэн маш өндөр байгааг илтгэдэг. Оптик шингээлтийн мэдрэгчийн хувьд (энэ тохиолдолд хэт ягаан туяаны харагдац) аналитийн концентраци маш өндөр байх үед аналит нь детекторын урсгалын нүдээр дамжин өнгөрөх гэрлийн ихэнх хэсгийг шингээж, илрүүлэх гэрэл маш бага үлддэг. Ийм нөхцөлд фотодетектороос гарч буй цахилгаан дохио нь тэнэмэл гэрэл болон "харанхуй гүйдэл" зэрэг янз бүрийн дуу чимээний эх үүсвэрээс ихээхэн хамаардаг тул дохио нь гадаад төрхөөрөө маш "бүдэг" бөгөөд аналитийн концентрацаас хамааралгүй болдог. Ийм зүйл тохиолдвол аналитийн тарилгын хэмжээг багасгах замаар асуудлыг ихэвчлэн амархан шийдэж болно - тарилгын хэмжээг бууруулах, дээжийг шингэлэх эсвэл хоёуланг нь.
Хроматографийн сургуульд бид дээж дэх аналитын концентрацийн индикатор болгон детекторын дохиог (өөрөөр хэлбэл хроматограмм дахь y тэнхлэг) ашигладаг. Тиймээс хроматограмм тэгээс доош дохиотой байхыг харах нь хачин санагдаж байна, учир нь энгийн тайлбар нь энэ нь аналитын сөрөг концентрацийг илтгэнэ гэсэн үг бөгөөд мэдээж энэ нь физикийн хувьд боломжгүй юм. Миний туршлагаас харахад оптик шингээлтийн детектор (жишээлбэл, хэт ягаан туяаны үзэгдэл) ашиглах үед сөрөг оргилууд ихэвчлэн ажиглагддаг.
Энэ тохиолдолд сөрөг оргил гэдэг нь зүгээр л баганаас гарч буй молекулууд оргилын өмнө болон дараа шууд хөдөлгөөнт фазаас бага гэрэл шингээдэг гэсэн үг юм. Жишээлбэл, харьцангуй бага илрүүлэх долгионы урт (<230 нм) болон эдгээр долгионы уртад гэрлийн ихэнх хэсгийг шингээдэг хөдөлгөөнт фазын нэмэлтүүдийг ашиглах үед ийм зүйл тохиолдож болно. Ийм нэмэлтүүд нь метанол эсвэл ацетат эсвэл формат зэрэг буфер бүрэлдэхүүн хэсгүүд зэрэг хөдөлгөөнт фазын уусгагч бүрэлдэхүүн хэсгүүд байж болно. Тохируулгын муруйг бэлтгэж, үнэн зөв тоон мэдээлэл авахын тулд сөрөг оргилуудыг ашиглаж болох тул тэдгээрээс зайлсхийх үндсэн шалтгаан байхгүй (энэ аргыг заримдаа "шууд бус хэт ягаан туяаны илрүүлэлт" гэж нэрлэдэг) (13). Гэсэн хэдий ч хэрэв бид сөрөг оргилуудаас бүрмөсөн зайлсхийхийг хүсч байвал шингээлтийн илрүүлэлтийн хувьд хамгийн сайн шийдэл бол аналит нь хөдөлгөөнт фазаас илүү ихийг шингээхийн тулд өөр илрүүлэх долгионы уртыг ашиглах эсвэл хөдөлгөөнт фазын найрлагыг өөрчлөх явдал юм. Ингэснээр тэд аналитаас бага гэрэл шингээдэг.
Дээж дэх аналитикаас бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн, тухайлбал уусгагчийн матрицын хугарлын индекс нь хөдөлгөөнт фазын хугарлын индексээс өөр байх үед хугарлын индекс (RI) илрүүлэлтийг ашиглах үед сөрөг оргилууд гарч ирж болно. Энэ нь хэт ягаан туяаны илрүүлэлтэд бас тохиолддог боловч энэ нөлөө нь RI илрүүлэлттэй харьцуулахад сулардаг хандлагатай байдаг. Хоёр тохиолдолд хоёулаа дээжийн матрицын найрлагыг хөдөлгөөнт фазын найрлагатай илүү нягт тохируулснаар сөрөг оргилуудыг багасгаж болно.
LC алдааг олж засварлах үндсэн сэдвийн гуравдугаар хэсэгт би ажиглагдсан оргил хэлбэр нь хүлээгдэж буй эсвэл хэвийн оргил хэлбэрээс ялгаатай нөхцөл байдлын талаар хэлэлцсэн. Ийм асуудлыг үр дүнтэй шийдвэрлэх нь хүлээгдэж буй оргил хэлбэрүүдийн талаарх мэдлэгээс эхэлдэг (онол эсвэл одоо байгаа аргуудын өмнөх туршлага дээр үндэслэсэн) тул эдгээр хүлээлтээс хазайх нь илэрхий юм. Оргил хэлбэрийн асуудлууд нь олон янзын боломжит шалтгаантай байдаг (хэт өргөн, сүүл, урд ирмэг гэх мэт). Энэ хэсэгт би хамгийн их хардаг зарим шалтгааныг нарийвчлан авч үзэх болно. Эдгээр дэлгэрэнгүй мэдээллийг мэдэх нь алдааг олж засварлах ажлыг эхлүүлэх сайн газар боловч бүх боломжийг хамардаггүй. Шалтгаан, шийдлийн илүү дэлгэрэнгүй жагсаалтыг сонирхож буй уншигчид LCGC-ийн "LC алдааг олж засварлах гарын авлага" ханын хүснэгтийг үзэж болно.
(4) LCGC “LC Алдааг олж засварлах гарын авлага” ханын хүснэгт. https://www.chromatographyonline.com/view/troubleshooting-wallchart (2021).
(6) А. Фелингер, Хроматографийн өгөгдлийн шинжилгээ ба дохионы боловсруулалт (Elsevier, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1998), хх. 43-96.
(8) Вахаб МФ, Дасгупта ПК, Каджо АФ болон Армстронг ДВ, Anal.Chim.Journal.Rev. 907, 31–44 (2016).https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.11.043.