Důležité informace k injektorům

Nástřikový systém plynového chromatografu je místo, kde dochází k odpařování kapaliny a jejímu přenesení nosným plynem na chromatografickou kolonu. V injektorech se používá jednorázová skleněná vložka („liner“), která zlepšuje odpařování a snižuje degradaci vzorku. Skleněný liner je v nejjednodušším případě jednoduchá skleněná trubička, ale pro složitější nástřikové techniky či aplikace se může jednat i o složitou konstrukci. Design skleněného lineru se vždy volí tak, aby docházelo k optimálnímu vypařování vzorku. Nevhodně zvolený liner je zpravidla příčinou chyb při analýze. Nástřik vzorku a jeho transport na kolonu je rozhodující částí celého chromatografického procesu a vyžaduje dokonalé pochopení analytikem.

Faktory, které je zapotřebí vzít v úvahou, jsou teplota injektoru, průtok nosného plynu, nástřiková technika, množství vzorku, dělící poměr („split ratio“) a design použitého lineru. Nesprávná volba lineru může mít za následek chyby v kvantifikaci, „flashback“ vzorku, chvostování píků, diskriminaci hmoty a celou řadu dalších nepříznivých vlivů. Proto je volba správného lineru pro analýzu velice důležitá.

5 vlastností efektivního lineru

• design lineru by měl minimalizovat diskriminaci hmoty díky kompletnímu odpaření vzorku dříve, než se dostane na chromatografickou kolonu
• objem nástřikového lineru musí být větší než objem par vzorku a rozpouštědla
• liner nesmí reagovat se vzorkem. Toto je důležité především u polárních sloučenin, kde musí být liner deaktivován
• přidání křemenné vaty zvyšuje odpařovací plochu a zvyšuje efektivitu promíchání vzorku s nosným plynem
• pozice křemenné vaty by měla být optimalizována podle hloubky jehly v lineru

Různý design linerů

Křemenná vata - ano nebo ne?

Použití křemenné vaty v lineru je hodně diskutováno a existuje mnoho výhod při jejím použití. Křemenná vata funguje jako hrubý filtr pro analytickou kolonu a minimalizuje možnost proniknutí částic nebo netěkavých sloučenin dovnitř kolony. Je-li křemenná vata umístěna tak, že hrot jehly končí v jejím středu, velká plocha vaty pomáhá k efektivnímu vypařování vzorku. Křemenná vata také podporuje míchání a vzorek tak nesetrvává dlouhou dobu v lineru. Hrot jehly je při jejím vytažení otírán vatou a tím dochází k vypaření veškerého vzorku v injektoru. Aby nedocházelo k rozkladu vzorku, musí být vata i liner deaktivovány. Křemenná vata využívaná v lineárech SGE je deaktivována in situ. Přesto se však nedoporučuje ji používat při analýzách nízkých koncentrací pesticidů jako např. DDT nebo Endrin.

Zúžení na spodním okraji

V místě zúženého spodního okraje lineru je připojena chromatografická kolona. Tím se zabraňuje proniknutí kapalné fáze vzorku (v průběhu nástřiku) na dno nástřikového systému. Je-li křemenná vata nezajištěná, potom zúžení lineru zabraňuje jejímu posunutí mimo liner, k čemuž může dojít při použití nástřikových technik s vysokým tlakem (např. pulzní nástřik „splitless“).

Linery bez křemenné vaty - restrikce, víčka, komplexní tvary apod.

Různé komplexní tvary linerů podporují vypařování vzorku a míchání jeho par a tím minimalizují diskriminaci hmoty. Jednou z klíčových funkcí nástřikového lineru je reprezentativní přenos vzorku ze stříkačky do kapilární kolony. Jestliže dochází k sníženému přenosu vysokomolekulárních látek, jedná se o známou diskriminaci sloučenin s vyšší molekulovou hmotností. Design lineru a křemenná vata podporují míchání a snižují diskriminaci tuto hmoty.

Diskriminace a typ lineru

Zúžení na horním okraji

Zúžení horního okraje lineru snižuje riziko vzniku efektu nazývaného jako „Flashback“. K tomuto jevu dochází v případě nadávkování nadměrného množství kapaliny do lineru a objem par je větší než objem lineru. Plynná fáze uniká mimo liner do plynových tras a způsobuje kontaminaci. Zúžení na horním konci lineru minimalizuje tento efekt tím, že vytváří částečné víčko lineru.

Vnitřní průměr

Vnitřní průměr určuje objemovou kapacitu lineru. Proto při nástřiku kapalného vzorku překračujícím 2 µl by měl být vnitřní průměr lineru (ID) co největší. Při výpočtech je potřeba si uvědomit, že snížíme-li vnitřní průměr lineru na polovinu, jeho objem je čtvrtinový. Při volbě vhodného vnitřního průměru musíme brát v úvahu i rychlost nosného plynu v lineru. Menší vnitřní průměr má za následek vyšší rychlost plynu a rychlejší přenos analysu, což má za následek ostřejší píky, především pro sloučeniny eluující jako první. Rychlost přenosu je kritičtější u „splitless“ techniky, protože průtoková rychlost linerem je totožná s průtokovou rychlostí kolonou, která je nízká. Efekt úzkého lineru je znázorněný na obrázku níže.

Níže uvedená tabulka vám pomůže při optimalizaci nástřiku. Uvádí objem par běžných rozpouštěděl používaných v plynové chromatografii. Objem par nesmí v žádném případě překročit vnitřní objem použitého lineru.

Objemy par rozpouštědel jsou uvedeny pro teplotu injektoru 250°C a tlak 10 psi.

Deaktivace

Deaktivace je více kritická u „splitless“ než u „split“ techniky. U dávkování „splitless“ je dělící ventil obvykle uzavřen na dobu kolem 1 minuty, což má za následek nízký průtok linerem. Nízký průtok způsobuje i pomolý přenos vzorku a zvyšuje dobu setrvání analytů uvnitř lineru. Interakce mezi analytem a vnitřní plochou lineru je zvýšená a u teplotně nestálých sloučenin dochází k zvýšenému rozkladu. Tento efekt se téměř nevyskytuje u nástřiku technikou „split“, protože analysy setrvají v lineru jen velmi krátkou dobu.

Řešení díky efektivním linerům SGE

FocusLiner^TM (SGE) má všechny požadované vlastnosti na účinný liner. Využívá jednoduchý a efektivní design, kdy je křemenná vata udržována ve správné pozici pomocí dvou zúžených sekcí uvnitř lineru. Zúžené sekce jsou umístěné tak, aby jehla stříkačky pronikla do křemenné vaty v optimální pozici a byla vždy rovnoměrně otírána. Jak znázorňuje obrázek níže, byly stanoveny hodnoty %RSD aktivních sloučenin do lineárů s křemennou vatou v různé pozici. Z obrázku je patrné, že FocusLiner^TM vykazuje nejpřesnější a nejreprodukovatelnější výsledky při porovnání s linerem se skleněnou fritou a linerem s křemennou vatou uprostřed.