Кайбер LC проблемаларын чишү темалары беркайчан да искерми, чөнки LC практикасында проблемалар бар, хәтта приборлар технологиясе вакыт узу белән яхшырса да. LC системасында проблемалар килеп чыгуның һәм начар пик формасында тәмамлануның күп ысуллары бар. Пик формасы белән бәйле проблемалар туганда, бу нәтиҗәләрнең мөмкин булган сәбәпләренең кыска исемлеге безнең проблемаларны чишү тәҗрибәбезне гадиләштерергә ярдәм итә.
Бу "LC проблемаларын чишү" рубрикасын язу һәм һәр ай темалар турында уйлану кызык булды, чөнки кайбер темалар беркайчан да модадан чыкмый. Хроматография тикшеренүләре өлкәсендә кайбер темалар яки идеялар искерә, чөнки алар яңа һәм яхшырак идеялар белән алыштырыла, проблемаларны чишү өлкәсендә, беренче проблемаларны чишү мәкаләсе бу журналда (ул вакыттагы LC журналы) 1983 елда чыкканнан бирле (1). Соңгы берничә ел эчендә мин берничә LC проблемаларын чишү бүлеген сыек хроматографиягә (LC) тәэсир итүче заманча тенденцияләргә юнәлттем (мәсәлән, басымның тоткарлыкка йогынтысын аңлавыбызны чагыштыру [2] Яңа алгарышлар), LC нәтиҗәләрен аңлавыбызга һәм заманча LC кораллары белән проблемаларны ничек чишүгә. Бу айдагы чыгарылышта мин 2021 елның декабрендә башланган сериямне (3) дәвам итәм, ул LC проблемаларын чишүнең кайбер "тормыш һәм үлем" темаларына юнәлтелгән - без кулланган системаның яшенә карамастан, теләсә нинди проблемаларны чишү өчен бик яхшы элементлар бик мөһим. Бу сериянең төп темасы бик актуаль. LCGC-ның күп лабораторияләрдә эленеп торган мәшһүр "LC проблемаларын чишү кулланмасы" дивар диаграммасы (4). Бу сериянең өченче өлешендә мин пик формасы яки пик үзенчәлекләре белән бәйле мәсьәләләргә игътибар итәргә булдым. Гаҗәп, дивар диаграммасында начар пик формасының 44 төрле потенциаль сәбәбе күрсәтелгән! Без бу мәсьәләләрнең барысын да бер мәкаләдә җентекләп карый алмыйбыз, шуңа күрә бу тема буенча беренче бүлектә мин еш күргәннәремә игътибар итәрмен. Яшь һәм өлкән LC кулланучылары бу мөһим тема буенча файдалы киңәшләр һәм искәрмәләр табарлар дип өметләнәм.
Мин үземнең проблемаларны чишү сорауларына "һәрнәрсә дә мөмкин" дип җавап бирүемне сизәм. Бу җавап аңлатырга авыр булган күзәтүләрне караганда җиңел булып күренергә мөмкин, ләкин мин аны еш кына урынлы дип саныйм. Начар түбә формасының күп төрле сәбәпләре булганда, проблеманың нәрсәдә булуын караганда ачык фикер йөртү һәм проблемаларны чишү эшләрен башлау өчен мөмкин булган сәбәпләргә өстенлек бирү мөһим, иң еш очрый торган мөмкинлекләргә игътибар итеп, бу пункт бик мөһим.
Теләсә нинди проблеманы чишү күнегүендә төп адым - ләкин минемчә, ул җитәрлек дәрәҗәдә бәяләнмәгән - хәл ителергә тиешле проблема барлыгын тану. Проблема барлыгын тану еш кына корал белән нәрсә булачагының безнең көткәннәрдән аерылып торуын тануны аңлата, алар теория, эмпирик белем һәм тәҗрибә белән формалаша (5). Монда искә алынган "пике формасы" чынлыкта пик формасына гына түгел (симметрик, асимметрик, шома, йомшак, алгы кырые, койрык һ.б.), ә киңлеккә дә кагыла. Чын пик формасына карата безнең көткәннәребез гади. Теория (6) күпчелек очракта хроматографик пиклар симметрик булырга һәм 1a рәсемдә күрсәтелгәнчә Гаусс бүленеше формасына туры килергә тиеш дигән дәреслек көтүен яхшы раслый. Пик киңлекләреннән без нәрсә көтәбез - катлаулырак мәсьәлә, һәм без бу теманы киләчәк мәкаләдә тикшерербез. 1 нче рәсемдәге башка пик формалары күзәтелергә мөмкин булган башка мөмкинлекләрнең кайберләрен күрсәтә - башкача әйткәндә, әйберләрнең ничек начар барырга мөмкинлегенең кайбер юллары. Бу өлешнең калган өлешендә без ... булырга мөмкин булган кайбер конкрет хәлләр мисалларын тикшерербез. бу форма төрләренә китерә.
Кайвакыт хроматограммада пиклар бөтенләй күзәтелми, анда аларны элюцияләү көтелә. Югарыдагы стена диаграммасы пикның булмавын күрсәтә (әгәр үрнәктә максатлы аналит чыннан да детекторның җавабын тавыш өстендә күрерлек дәрәҗәдә булырга тиеш концентрациядә булса) гадәттә ниндидер җайланма проблемасы яки дөрес булмаган мобиль фаза шартлары белән бәйле (әгәр бөтенләй күзәтелсә). Пиклар, гадәттә бик "көчсез"). Бу категориядәге мөмкин булган проблемаларның һәм чишелешләрнең кыска исемлеген I таблицада табарга мөмкин.
Югарыда әйтелгәнчә, игътибар биреп һәм аны төзәтергә тырышканчы, пик киңәюенә күпме түзәргә кирәк дигән сорау - мин киләсе мәкаләдә тикшерәчәк катлаулы тема. Минем тәҗрибәм шуны күрсәтә ки, пик киңәюе еш кына пик формасының сизелерлек үзгәрүе белән бергә бара, һәм пик койрыгы пик алдыннан яки бүленүгә караганда ешрак очрый. Ләкин, номиналь симметрик пиклар да киңәя, бу берничә төрле сәбәп аркасында килеп чыгарга мөмкин:
Бу мәсьәләләрнең һәрберсе "Троблемаларны чишү LC" журналының алдагы саннарында җентекләп каралды, һәм бу темалар белән кызыксынучы укучылар бу мәсьәләләрнең төп сәбәпләре һәм аларны чишү юллары турында мәгълүмат алу өчен алдагы мәкаләләргә мөрәҗәгать итә алалар. Тулырак мәгълүмат.
Пик койрыгы, пик фронтингы һәм бүленү барысы да химик яки физик күренешләр аркасында килеп чыгарга мөмкин, һәм бу проблемаларга мөмкин булган чишелешләр исемлеге, без химик яки физик проблема белән эш итүебезгә карап, бик төрлечә була. Еш кына, хроматограммадагы төрле пикларны чагыштырып, сез кем гаепле икәнлеге турында мөһим билгеләр таба аласыз. Әгәр хроматограммадагы барлык пиклар да охшаш формада булса, сәбәп, мөгаен, физик түгел. Әгәр бер яки берничә пик кына тәэсир итсә, ләкин калганнары яхшы күренсә, сәбәп, мөгаен, химик.
Пик койрыкларының химик сәбәпләре монда кыскача карап чыгу өчен бик катлаулы. Кызыксынган укучыга тирәнрәк фикер алышу өчен "LC проблемаларын чишү" журналының соңгы санына мөрәҗәгать итәбез (10). Ләкин, җиңел генә кулланып карарга мөмкин булган нәрсә - кертелгән аналит массасын киметү һәм пик формасының яхшыру-яхшырмавын карау. Әгәр шулай икән, бу проблеманың "масса артык йөкләнеше" булуын күрсәтә. Бу очракта, ысул кечкенә аналит массаларын кертү белән чикләнергә тиеш, яисә зуррак массалар кертелгәндә дә яхшы пик формалары алынырлык итеп хроматографик шартларны үзгәртергә кирәк.
Пик калдыкларының күп төрле физик сәбәпләре бар. Мөмкинлекләр турында җентекле фикер алышу белән кызыксынучы укучылар "LC проблемаларын чишү" (11) журналының яңа санына мөрәҗәгать итә ала. Пик калдыкларының иң еш очрый торган физик сәбәпләренең берсе - инжектор һәм детектор арасындагы ноктада начар тоташу (12). Экстремаль мисал берничә атна элек минем лабораториядә алынган 1d рәсемдә күрсәтелгән. Бу очракта без элек кулланмаган яңа инъекция клапаны белән система төзедек һәм дат басмас корыч капиллярга формалаштырылган феррула белән кечкенә күләмле инъекция элмәген урнаштырдык. Башлангыч проблемаларны чишү экспериментларыннан соң, без инъекция клапаны статорындагы порт тирәнлегенең без күнеккәннән күпкә тирәнрәк булуын аңладык, нәтиҗәдә порт төбендә зур үле күләм барлыкка килде. Бу проблема инъекция элмәген башка трубка белән алыштыру аша җиңел хәл ителә, без порт төбендәге үле күләмне бетерү өчен ферруланы тиешле урынга көйли алабыз.
1e рәсемдә күрсәтелгән кебек пик фронтлары физик яки химик проблемалар аркасында да килеп чыгарга мөмкин. Алгы кырның еш очрый торган физик сәбәбе - багананың кисәкчәләр катламы яхшы тутырылмаган яки кисәкчәләр вакыт узу белән яңадан оештырылган. Бу физик күренеш аркасында килеп чыккан пик койрыклары кебек үк, моны төзәтүнең иң яхшы ысулы - багананы алыштыру һәм дәвам итү. Нигездә, химик чыгышлы алгы кыр пик формалары еш кына без "сызыклы булмаган" тоту шартлары дип атаган шартлардан барлыкка килә. Идеаль (сызыклы) шартларда, стационар фаза тарафыннан тоткарланган аналит күләме (шуңа күрә тоту коэффициенты) баганадагы аналит концентрациясенә сызыклы рәвештә бәйле. Хроматографик яктан, бу баганага кертелгән аналит массасы арткан саен, пик биегрәк була, ләкин киңрәк түгел дигәнне аңлата. Бу мөнәсәбәт тоту характеры сызыклы булмаганда бозыла, һәм пиклар биегрәк кенә түгел, ә күбрәк масса кертелгән саен киңрәк була. Моннан тыш, сызыклы булмаган формалар хроматографик пикларның формасын билгели, нәтиҗәдә алгы яки арткы кырлар барлыкка килә. Пик койрыгына китерә торган масса артык йөкләнеше кебек (10), пик Сызыклы булмаган тоткарлану аркасында килеп чыккан алдынгылыкны шулай ук ​​кертелгән аналит массасын киметү юлы белән дә ачыкларга мөмкин. Әгәр пик формасы яхшырса, ысулны алдынгы кырыйга китерә торган кертелгән сыйфаттан артмаслык итеп үзгәртергә, яисә бу үзенчәлекне минимальләштерү өчен хроматографик шартларны үзгәртергә кирәк.
Кайвакыт без 1f рәсемендә күрсәтелгәнчә, "бүленгән" пикны күзәтәбез. Бу мәсьәләне чишүнең беренче адымы - пик формасының өлешчә бергә элюцияләнү сәбәплеме (ягъни, ике аерым, ләкин тыгыз элюцияләнүче кушылма булу) икәнен билгеләү. Әгәр чыннан да бер-берсенә якын элюцияләнүче ике төрле аналит булса, бу аларның чишелешен яхшырту мәсьәләсе (мәсәлән, сайлап алучанлыкны, тотуны яки пластиналар санын арттыру юлы белән), һәм күренгән "бүленгән" пиклар физик яктан бәйле. Эшчәнлекнең колоннаның үзенә бернинди дә катнашы юк. Еш кына бу карарның иң мөһим ачкычы - хроматограммадагы барлык пиклар да бүленгән формалар күрсәтәме, әллә бер яки ике генәме. Әгәр ул бер яки ике генә булса, бу, мөгаен, бергә элюцияләнү проблемасы; әгәр барлык пиклар да бүленгән булса, бу, мөгаен, физик проблема, күбесенчә колоннаның үзенә бәйле.
Колоннаның физик үзлекләренә бәйле бүленгән пиклар гадәттә өлешчә тыгылган керү яки чыгу фритлары яки колоннадагы кисәкчәләрнең яңадан оештырылуы аркасында барлыкка килә, бу исә колонна каналы формалашуының кайбер өлкәләрендә хәрәкәтчән фазаның хәрәкәтчән фазага караганда тизрәк агуына мөмкинлек бирә (башка өлкәләрдә) (11). Өлешчә тыгылган фритны кайвакыт колонна аша агымны кирегә борып бетерергә мөмкин; ләкин, минем тәҗрибәм буенча, бу гадәттә озак вакытлы түгел, ә кыска вакытлы чишелеш. Хәзерге колонналар белән бу еш кына фаҗигале, әгәр кисәкчәләр колонна эчендә яңадан кушылса. Бу ноктада колоннаны алыштыру һәм дәвам итү иң яхшысы.
1g рәсемендәге пик, шулай ук ​​минем үз лабораториямдә күптән түгел булган очрактан, гадәттә сигналның шулкадәр югары булуын күрсәтә ки, ул җавап диапазонының югары чигенә җиткән. Оптик абсорбция детекторлары өчен (бу очракта UV-vis), аналит концентрациясе бик югары булганда, аналит детектор агым күзәнәге аша үтүче яктылыкның күпчелек өлешен йота, шуңа күрә бик аз яктылык табыла. Бу шартларда фотодетектордан килгән электр сигналына төрле тавыш чыганаклары, мәсәлән, чит яктылык һәм "караңгы ток" йогынты ясый, бу сигналны тышкы кыяфәте буенча бик "томанлы" итә һәм аналит концентрациясеннән бәйсез итә. Бу очракта, проблеманы еш кына аналитның инъекция күләмен киметү - инъекция күләмен киметү, үрнәкне сыекландыру яки икесе дә ярдәмендә җиңел хәл итәргә мөмкин.
Хроматография мәктәбендә без детектор сигналын (ягъни, хроматограммадагы y күчәрен) үрнәктәге аналит концентрациясенең күрсәткече буларак кулланабыз. Шуңа күрә сигналы нульдән түбән булган хроматограмманы күрү сәер тоела, чөнки гади аңлатма буенча, бу аналит концентрациясенең тискәре булуын күрсәтә - әлбәттә, бу физик яктан мөмкин түгел. Минем тәҗрибәмдә, оптик абсорбция детекторларын кулланганда (мәсәлән, UV-vis) тискәре пиклар еш күзәтелә.
Бу очракта, тискәре пик гади генә колонкадан чыгып торган молекулаларның пик алдыннан һәм аннан соң хәрәкәтчән фазаның үзенә караганда азрак яктылык йотуын аңлата. Бу, мәсәлән, чагыштырмача түбән детектив дулкын озынлыкларын (<230 нм) һәм бу дулкын озынлыкларында яктылыкның күпчелек өлешен йота торган хәрәкәтчән фаза өстәмәләрен кулланганда булырга мөмкин. Мондый өстәмәләр метанол кебек хәрәкәтчән фаза эреткеч компонентлары яки ацетат яки формат кебек буфер компонентлары булырга мөмкин. Чынлыкта, калибрлау кәкресен әзерләү һәм төгәл санлы мәгълүмат алу өчен тискәре пикларны кулланырга мөмкин, шуңа күрә алардан качуның төп сәбәбе юк (бу ысул кайвакыт "туры булмаган ультрафиолет детекциясе" дип атала) (13). Ләкин, әгәр без чыннан да тискәре пиклардан бөтенләй качарга телибез икән, абсорбция детекциясе очрагында, иң яхшы чишелеш - аналит хәрәкәтчән фазага караганда күбрәк йоту өчен башка детектив дулкын озынлыгын куллану, яки хәрәкәтчән фазаның составын үзгәртү, шуңа күрә алар аналитларга караганда азрак яктылык йотулары өчен.
Шулай ук, үрнәктәге аналиттан тыш башка компонентларның, мәсәлән, эреткеч матрицасы, сыну күрсәткече хәрәкәтчән фазаның сыну күрсәткеченнән аерылып торганда, сыну күрсәткечен (RI) ачыклаганда тискәре пиклар да күренергә мөмкин. Бу шулай ук ​​UV-vision ачыклау белән дә була, ләкин бу эффект RI ачыклауга караганда кими бара. Ике очракта да, тискәре пикларны үрнәк матрицасы составын хәрәкәтчән фаза составына туры китереп киметергә мөмкин.
Өченче өлештә мин күзәтелгән пик формасы көтелгән яки гадәти пик формасыннан аерылып торган хәлләрне тикшердем. Мондый проблемаларны нәтиҗәле чишү көтелгән пик формаларын белүдән башлана (теориягә яки булган ысуллар белән элеккеге тәҗрибәгә нигезләнеп), шуңа күрә бу көтүләрдән тайпылышлар ачык күренә. Пик формасы проблемаларының күп төрле потенциаль сәбәпләре бар (артык киң, койрык, алгы кырый һ.б.). Бу өлештә мин еш күрә торган сәбәпләрнең кайберләрен җентекләп тикшерәм. Бу мәгълүматларны белү проблемаларны чишүне башлау өчен яхшы урын бирә, ләкин барлык мөмкинлекләрне дә үз эченә алмый. Сәбәпләр һәм чишелешләрнең тулырак исемлеге белән кызыксынучы укучылар LCGC “LC проблемаларын чишү кулланмасы” дивар таблицасын карый ала.
(4) LCGC “LC проблемаларын чишү кулланмасы” дивар таблицасы. https://www.chromatographyonline.com/view/troubleshooting-wallchart (2021).
(6) А. Фелингер, Хроматографиядә мәгълүматларны анализлау һәм сигналларны эшкәртү (Elsevier, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1998), 43-96 битләр.
(8) Вахаб М.Ф., Дасгупта П.К., Каджо А.Ф. һәм Армстронг Д.В., Anal.Chim.Journal.Rev. 907, 31–44 (2016).https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.11.043.