Průvodce výběrem Linerů v plynové chromatografii (GC)

Shimadzu nabízí několik typů injektorů, jako jsou SPL, PTV nebo OCI, a tedy také odpovídající linery pro každý z nich.

Shimadzu: Různé typy nástřiku a inletů v plynové chromatografii

Při výběru vhodného lineru je zapotřebí vzít v úvahu různé aspekty:

• Geometrie lineru
• Pomocný odpařovací/vložený materiál lineru (vlna/frita)
• Deaktivace lineru
• Objem nástřiku

Výběr podle geometrie GC lineru

Geometrie lineru je obvykle navržena pro konkrétní aplikaci:

Shimadzu: Přehled geometrie GC linerů, technik nástřiku, typu vzorků a funkcí

Většina split a splitless linerů lze použít pro split i splitless aplikace. Pro specifikovanou aplikaci však fungují nejlépe.

Výběr podle pomocného odpařovacího/vloženého materiálu (vlna/frita)

Účel a výhody použití vlny

Vlna v lineru podporuje odpařování a přináší několik výhod:

• Zvětšuje plochu povrchu pro odpařování, což umožňuje rovnoměrné a rychlé odpařování vzorku a pomáhá předcházet diskriminaci dle bodu varu

• Chrání GC kolonu před netěkavými nečistotami

Vlna však není vhodná pro aktivní vzorky, protože může zvýšit počet aktivních míst, která mohou interagovat se vzorkem. To může vést ke zvýšené degradaci aktivních sloučenin, což by se mohlo promítnout do chvostování píku nebo přítomnosti tzv. ghost píků.

Pozice vlny

Poloha vlny v lineru může mít významný vliv na chromatografické výsledky a může se také lišit podle modelů injektorů:

Na začátku lineru – Nástřik "Do vlny"

Shimadzu: Vlna na začátku lineru – Nástřik tzv. Do vlny

Zvláště vhodné pro split nástřik pomocí autosampleru, kde je používají se vyšší průtoky a doba zdržení vzorku je krátká. Vzorek se nastřikuje do teplejší oblasti lineru což usnadňují odpařování.

Výhody:

• Jehla se během injekce o vlnu otírá
• Kompletní přenos vzorků a zvýšená reprodukovatelnost

Nevýhody:

• Když jehla pronikne do vlny, vytvoří se aktivní místa

Blízko středu lineru – Nástřik "Na vlnu"

Shimadzu: Vlna blízko středu GC lineru – Nástřik tzv. Na vlnu

Zvláště vhodné pro split nástřik pomocí autosampleru, kde je používají se vyšší průtoky a doba zdržení vzorku je krátká. Vzorek se nastřikuje do teplejší oblasti lineru což usnadňují odpařování.

Výhody:

• Vyšší inertnost

Nevýhody:

• Stříkačka se během injekce neotírá o vlnu

Blízko konce lineru

Shimadzu: Vlna blízko konce GC lineru

Zvláště vhodné pro splitless nástřik pomocí autosampleru, kde je doba zdržení vzorku je dlouhá. Umožňuje to odpařujícímu se vzorku využít většího objemu lineru (celkový průtok plynu je u splitless nástřiku je poměrně pomalý).

Při vývoji metody a zvláště pokud jsou kritické některé parametry, jako je reprodukovatelnost nebo LOD/LOQ, se doporučuje vyzkoušet vlnu v různých pozicích.

Druhy vlny

První typ vlny, který vás napadne, když slyšíte slovo „vlna“, je textilní vlákno, které se obvykle získává z ovcí. Nejedná se však o typ vlny používané k plnění linerů, místo toho se používá buď oxid křemičitý/křemen nebo skelná vata. Alternativně mohou být pro aktivní sloučeniny použity také frity nebo různé přepážky.

V případě potřeby lze vlnu zakoupit samostatně:

• 201-47616-01 : 2 g nedeaktivované křemičité/křemenné vlny
• 221-48600 : 2 g deaktivované skelné vaty

Při ručním plnění linerů vlnou je však téměř nemožné udělat to reprodukovatelným způsobem. od Od linerů k linerů se tak množství, hustota a poloha vlny proto může snadno lišit. Kromě toho se může během procesu poškodit deaktivace linerů. Proto se důrazně doporučuje kupovat již linery naplněné vlnou, jaké Shimadzu nabízí.

Liner s vlnou

• Používá se hlavně pro nástřik kapalných vzorků

Shimadzu: GC Liner s vlnou

Liner bez vlny

• Používá se hlavně pro headspace nástřik

Shimadzu: GC Liner bez vlny

Liner s fritou nebo přepážkou

• Používá se hlavně pro extrémně aktivní sloučeniny

Shimadzu: GC Liner s fritou nebo přepážkou

Všechny linery s vlnou jsou nejprve vlnou naplněny a poté deaktivovány (viz další část), aby se v lineru zabránilo vytváření aktivních míst.

Výběr lineru dle typu deaktivace

Některé analyty mohou reagovat s povrchem lineru nebo se na něj adsorbovat, což vede ke snížení intenzity píku a špatnému tvaru píku (chvostování). Aby se tomu zabránilo, je většina linerů ošetřena procesem zvaným deaktivace, který vytváří inertní povrch pokrytím aktivních míst, jako jsou silanoly.

Existují různé typy deaktivací pro různé typy analytů:

Standardní deaktivace

• Vhodné pro širokou škálu polárních a nepolárních sloučenin
• Testováno EPA 8081B metodou
• Teplotně stabilní do 400 °C
• Pokud není uvedeno jinak, všechny linery jsou "standardně deaktivovány"

Základní deaktivace

• Lepší výtěžnost bazických sloučenin
• Příklady použití: aminy, základní léčiva
• Teplotně stabilní do 350 °C

Siltek deaktivace

• Vynikající inertnost pro vysoce aktivní sloučeniny
• Nevhodné pro bazické látky
• Ideální pro chlorované pesticidy
• Teplotně stabilní do 380 °C

Silanizace

• Ideální pro pesticidy a polární sloučeniny
• Vhodné pro kyselé a zásadité sloučeniny
• Nevhodné pro vodné vzorky
• Teplotně stabilní do 320 °C

Výběr podle objemu lineru

Při nástřiku vzorku do GC je důležité si uvědomit jaký objem je ve vztahu k objemu použité lineru nastřikován. Pokud je nastřikovaný objem příliš velký, může dojít k tzv. „backflash“, což vede k několika problémům:

• Znečištění injektoru
• Asymetrické píky
• Výskyt tzv. "ghost" píků
• Nereprodukovatelné chromatografické výsledky

Abyste se vyhnuli těmto problémům, je důležité nastřikovat menší objem, než je objem lineru. Typické objemy nástřiku jsou:

• Kapalné vzorky: Přibližně 1 - 2 ul
• Vzorky plynu: Přibližně 0,2 - 1 ml

Typický objem linerů

Shimadzu: Typický objem linerů v plynové chromatografii (GC)

Zejména u kapalných vzorků je však rozhodující rozpouštědlo, ve kterém jsou analyty rozpuštěny. Při odpařování vzorků a v závislosti na teplotě a tlaku injektoru může 1 – 2 µl nastříknutého vzorku expandovat na několik stovek až tisíců mikrolitrů!

Použité rozpouštědlo (1 µl) / Objem expanze/ po odpaření (µl)

• Isooktan: 110 (µl)
• N-hexan: 140 (µl)
• Toluen: 170 (µl)
• Ethylacetát: 185 (µl)
• Aceton: 245 (µl)
• Dichlormethan: 285 (µl)
• Sirouhlík: 300 (µl)
• Acetonitril: 350 (µl)
• Methanol: 450 (µl)
• Voda: 1010 (µl)

V tabulce níže je vidět expanzní objem některých rozpouštědel vypočítaný pro typické podmínky injektoru (Objemy odpaření 1 µl různých rozpouštědel při teplotě injektoru 250 °C a tlaku 140 kPa.

V dalších dílech se podíváme, jak vybrat Linery pro konkrétní inlety:

• SPL Injector: Split/Splitless
• SPL Injector: Headspace/P&T/SPME
• PTV: Programmed Temperature Vaporization
• OCI: On-Column Injection
• Optic: Multimode Injection
• Packed Column Injector