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减少HPLC分析中的纯水干扰

发布时间:2011/3/2 11:08:26    文章来源:

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无论是质谱分析、气相色谱还是高效液相色谱,几乎没有一种分析方法可以不用纯水能够进行的。本文讨论了以下几个问题:水的纯度如何影响HPLC,水中有机物的污染来自何处,为了消除这些影响可以采用哪些技术?
水是分析实验室用得最多的试剂,它每天被用来配制缓冲溶液、实验室试剂、校正标准溶液、培养基和样品溶液。特别是高纯水的应用对于任何科学部门无论是科研还是制药或者化妆品以及食品部门,都是不可或缺的。
纯水可以定义为一种不含有任何对实验室分析方法、试剂或者标准有潜在影响的物质。鉴于在无数的方法实验以及在进行包括液相、气相、质谱分析样品制备时均需大量用水,因此纯水的获取便具有决定性的意义。

1采用 Beckmann-HPLC 得到的色谱图,165检测器于210nm4.6x250nm C-18柱,流动相线性梯度从100%水至100%乙腈2mls/min20 min,水样预富集量60ml2mls/min
污染对HPLC的影响
现代分析实验室仪器,例如电感耦合等离子光谱/质谱(ICP/MS)、气相色谱/质谱(GC/MS)、高效液相色谱和荧光分析等的检测限位于ppb-范围或更低。正是由于这样的数值使得遭遇污染的风险更高。水中有机痕量化合物的分析检测日益成为实验室的一大问题,它可能影响色谱峰的分离度和积分、可能导致鬼峰、还可能改变固定相的选测性以及影响色谱基线。反相HPLC可以用来对有机物进行鉴定和定量。为保证研究者取得精确的实验结果,必须降低或消除这些有机污染物。
此外,非有机类的污染也可能对实验带来间接性的干扰,对此亦应加以关注。水中污染物,例如无机离子、颗粒物或者溶解气体,可能在样品制备过程中与试剂或溶质发生反应、污染柱子或检测器,降低使用寿命。在采集分析数据时为了取得准确和重现性的测试结果,使用纯水也是最基本的要求。超微量HPLC则对纯水的应用提出了更为苛刻的要求。

2 带空心过滤器的 Barnstead-Nanopure-UV 试剂级纯水机与某一类似纯水机所得基线的比较(未经预冲洗)
纯水供给的技术保障
减少有机污染首先需要从选择实验室制水系统开始。一种称为Typ-I-System的纯水系统,由能够防止其内部有机物透析到水中的物质所组成。它的外壳是由一种在理想条件下通过天然的均相聚合物(例如聚丙烯)构成的,不含任何填充剂、软化剂或者铸件脱模剂。其纯化手段和树脂必须达到半导体等级的质量。所装入的合适的吸附剂以及UV-氧化技术都已经集成于装置之中,由此能够提供不含有机物的纯水。
流动相干扰源的鉴定
本文对不同的水源进行了比较,采用HPLC分析对干扰物进行了鉴定。此外,通过对HPLC-瓶装水和由Thermo-Scientific公司Barnstead-Nanopure UV Easypure 制水系统提供的水进行比较,进一步对于流动相干扰以及对于消除可能影响色谱结果的鬼峰问题进行了讨论。

3 带空心过滤器的 Barnstead-Nanopure-UV 试剂级纯水机与某一类似纯水机所得基线的比较(经用8L水预冲洗)
 
流动相基线干扰问题通常并不出现在254nm和更高的波段,在这样的波段大多数在水中发现的干扰性有机物并不会被检测器检出。而在较低的波长例如210nm则会出现干扰或者鬼峰。鉴定了数种制水装置,对于包括瓶装水在内的不同水源进行了直接的HPLC比较。
2是对Barnstead-Nanopure纯水的UV-反相梯度所得结果与市售HPLC-水以及市售双蒸馏水的比较。不论是 Barnstead-Nanopure-UV 制水或是Easypure-UV系统的水,其基线均未出现可能影响色谱结果的鬼峰。
塑料滤器在一定情况下也可能成为有机污染源,因此这里也对0.2μm滤器进行了鉴定。该实验的挑战性在于,实现最终过滤而不受到滤器颗粒物和滤器交联剂的污染,并且不会引入滤器初始冒泡剂。为洗涤滤器所用的水量也需加以评价和比较。图3和图4显示采用装配空心纤维过滤器的Barnstead-Nanopure-UV 试剂级纯水机,同另一种具有类似过滤器的试剂级纯水机的实验基线的比较。图3显示在未经预冲洗(仅有初始化冲洗)条件下第一个样品结果的比较,图4显示经过8L水预冲洗后的基线比较,这种空心纤维过滤器可以使基线冲洗地更为平滑,而另一种过滤器的基线则始终出现明显的尖峰值,而且即使经过16L水冲洗仍不消失。

4 在甲苯旁边放置时间不到1min的一水样的色谱图
这种色谱图上的尖峰并不都是来自纯水机系统或者其他流动相物质的污染,还有实验室环境中有机溶剂也可能通过空气引发污染。图5显示在所用色谱仪旁边放置敞开盖子的甲苯不到1min时的一个水样的分析结果。这种来自实验室环境的污染风险是可以降低的,纯水机要直接放置于取水处并且要现制现取。
如何避免HPLC分析中的干扰?
为了消除HPLC分析中的干扰,应该遵守以下一些规则:
高纯水应该在用水地点制取而不要放置;
所用的纯水机应该具备塑料组成、作为吸附和离子交换的纯化装置应该为半导体级的质量、应该具备UV-氧化装置和专门设计的过滤器;
水路系统、样品前处理和脱气装置都应在使用前冲洗干净。新装的过滤器应该预先用8~10L水进行冲洗。
每次取水时其前面的50~100ml水应弃之不用。进行样品前处理和脱气过滤时均应按照厂家说明书进行冲洗。玻璃容器应该用薄膜盖住。在400灼烧1h然后用薄膜盖好备用。
除此之外本规则还适用于其他有机分析,包括总有机碳分析(TOC)、近红外分析和GC/MS

 

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