Gázkromatográfiás fejtér-fiolák VOC-szorossága - 2014 - Wiley Analytical Science
A levegőben található illékony szerves anyagok (VOC) gyakran káros hatással vannak az emberi testre. A VOC-k elemzése igényes, de elkerülhetetlen a többnyire nagyon alacsony koncentrációk miatt. A modellvizsgálatok azt mutatták, hogy a gázkromatográfiában használt összes üveg és záróelem nem egyformán alkalmas erre az elemzésre. Ezután szisztematikusan megvizsgálták a különböző fiolákat és válaszfalakat.
VOC elemzés SPME és DHS alkalmazásával
Az illékony szerves anyagok (VOC) elemzésénél a gázkromatográfiai elválasztás előkészítésében két gyakran alkalmazott dúsítási és extrakciós módszer az automatizált szilárd fázisú mikroextrakció (SPME) és a dinamikus fejtér elemzés (DHS). Lehetséges kritikus pont itt az analit vesztesége a szivárgó injekciós üvegek révén, ami gyenge eredményekhez vezet. Emiatt a különböző szeptum anyagú, finomszálas és SPME injekciós üvegek tömítettségét VOC ellen teszteltük a metanol példájával.
végrehajtás
Két különböző kereskedőtől 20 ml-es SPME gyöngyös peremű fiolákat vagy finom szálas fiolákat és fedeleket kaptunk különböző septum anyaggal. Az első próbaüzemben az üvegeket először fedéllel, analitikai mérlegen (AT261 DeltaRange, Mettler-Toledo) lemértük. Ezután 100 μl metanolt pipettáztunk mindegyikbe, az injekciós üvegeket a hozzá tartozó fedéllel lezártuk és lemértük (idő = 0). 2, 4, 6, 24, 48 és 72 óra elteltével az injekciós üvegeket ismét lemérjük, és a tömegveszteséget a metanol t = 0 időpontban mért kezdeti értékének arányos veszteségeként határozzuk meg.
A nyomelemzés során széles körben alkalmazott módszer az injekciós üvegek kisütése a szennyeződés eltávolítása érdekében. Ezenkívül a már felhasznált fiolák újra használhatóvá tehetők, és az erőforrások így megtakaríthatók. Ennek az eljárásnak az injekciós üvegek tömörségére gyakorolt hatásának szimulálása érdekében a fenti próbaüzemet meggyújtott ampullákkal megismételtük (420 ° C hőmérsékleten 24 órán át).
Ezenkívül megvizsgálták, hogy a szepták milyen mértékben záródnak le egyetlen piercing után. Erre a célra egy olyan kísérletsorozatot hajtottak végre, amelynek során a septákat közvetlenül egy kanülön (23 ga) átszúrták, mielőtt a t = 0 időpontban lemértek volna. Ez a kísérleti összeállítás olyan módszerekre vonatkozik, amelyekben standard oldatot (belső standard vagy addíciós standard a mennyiségi meghatározáshoz vagy injekciós standard a rendszer vezérléséhez) adnak a mintához egy septumon keresztül.
Tízszeres meghatározást végeztünk minden tesztfutáshoz és a szeptum anyaghoz. Minden munkanapon elvégeztek egy ellenőrző mérést 10 g vizsgálati tömeggel. Ezenkívül a légnyomást, a hőmérsékletet és a relatív páratartalmat (precíziós higro-/termo-/barométer GFTB 100, GHM Messtechnik) minden egyes mérési idő megkezdése előtt meghatároztuk. A súlyértékeket nem korrigálták a légnyomáshoz.
Ellenőrző mérleg és meteorológia
A 10 g vizsgálati tömeggel végzett kontroll mérésben 0,1 mg (0,001%) szórást határozunk meg 15 mérési nap alatt. Ebben az időszakban 1006,5 hPa és 1023,0 hPa közötti minimális légnyomást határoztak meg. A hőmérséklet 21,9 ° C és 24,1 ° C között ingadozott. A mért relatív páratartalom 42,8% és 76,2% között volt.
SPME krimpelő fiolák
Négy különböző septum anyagot vizsgáltak. A vizsgált anyagok egyike sem mutat jelentős metanolveszteséget a teljes 72 órás vizsgálati időszak alatt. Éppen ellenkezőleg, egy átlagos névleges tömegnövekedés 0,7 és 1,5% között figyelhető meg. Ezt a hibát a légnyomás változásai okozhatják és jellemzi a mérési bizonytalanságot.
Lágyított injekciós üvegek használata esetén enyhe, 1,4 és 2,0% közötti átlagos súlyvesztés figyelhető meg a négy anyag közül három esetében 72 óra elteltével. Figyelembe véve az első próbaüzemben talált hibát, ez a tömegcsökkenés a mérési folyamat bizonytalanságának tudható be. Ezzel szemben a Viton septa-val lezárt injekciós üvegek 48 óra elteltével 2,3% -os tömegveszteséget mutatnak, amely 72 óra álló idő után 8,5% -ra nő.
Ha a kísérlet elején átlyukasztják a septumokat, a veszteségek a várakozásoknak megfelelően növekednek. A természetes gumiból/teflonból készült septum esetében 72% -os állóidő után 3% -os fogyás figyelhető meg. A butil/PTFE szeptum esetében átlagosan 4% metanolveszteség regisztrálható mindössze 24 óra elteltével, amely 72 óra elteltével 5,6% -ra nőtt. A szilikon/PTFE válaszfalak hasonló viselkedést mutatnak. A Viton szeptum 24 óra elteltével nem mutat szignifikáns 1,0% -os veszteséget. 48 óra elteltével azonban meghatározható a tömeg 4,5% -os csökkenése, amely 72 óra álló idő esetén 12,3% -ra nő.
Finomszálas injekciós üvegek
A finomszálas injekciós üvegeket három különböző septum anyaggal kombinálva teszteltük a metanollal szembeni tömörségük szempontjából. A szilikon/PTFE válaszfalak (1,5 mm) esetében 72 órás állóidő után nem tapasztaltak szignifikáns, 1,7% -os veszteséget. A butil/PTFE válaszfalak enyhe tömegcsökkenést mutattak, 2,1% és 2,6% 72 óra elteltével. A szilikon/PTFE válaszfalak (1,3 mm) esetében mindössze 24 óra elteltével 2,6% vagy 3,4% -os tömegcsökkenés volt megfigyelhető, amely 72 óra álló idő után 6,6% -ra vagy 12% -ra nőtt. 0% -os növekedés.
Ha szilikon/PTFE válaszfalakhoz (1,5 mm) hevített fiolákat használunk, 72 órán belül nem lehet meghatározni a tömeg jelentős csökkenését. A butil/PTFE válaszfalak 24 óra elteltével 1,7% és 4,7% -os csökkenést mutatnak, ami 3,2% és 7,3% 72 óra elteltével. A szilikon/PTFE válaszfalak (1,3 mm) kisebb veszteségeket mutattak, mint az első próbaüzemben. Ezek 72 órás állás után 5,2%, illetve 9,4%.
A próbaüzem elején a válaszfalak átlyukasztásával néha nagyobb veszteségek jelentkeznek. A szilikon/PTFE válaszfalak (1,5 mm) esetében ezúttal már 24 óra elteltével jelentős 2,6% -os vagy 3,1% -os metanolveszteséget állapítottak meg, amely 6,7% -ra és 72% után 7,1% -ra nőtt növekszik. A butil/PTFE szepták visszazárása jobbnak tűnik, mert itt a tömegcsökkenés 72 óra után csak 2,8%, illetve 3,7%. A szilikon/PTFE válaszfalak (1,3 mm) viszont mindössze 6 óra elteltével 2,5 vagy 3,2% -os súlycsökkenést mutatnak, ami 14,6% -ra, 72 óra után pedig 17,2% -ra nő.
Összegzés
Rövid, akár 6 órás üresjárati idő esetén a gyártó által szállított összes tesztelt anyag szorosan szemben áll a metanollal. Hosszabb, akár 72 órás állási idő esetén a hengerelt peremzárókkal ellátott SPME injekciós üvegek megfelelőbbek.
A Viton szeptummal ellátott krimpelő kupakok gyorsabban szivárognak, ha sült injekciós üvegekkel együtt használják vagy átlyukasztják őket. A 70 ° parti A-val a Viton válaszfalak a legnehezebben vizsgált septumanyagok. Az injekciós üvegek kisütése az SPME hengerelt peremének enyhe deformációját okozhatja, amelyet a merev Viton septum nem képes teljes mértékben kompenzálni. A nagy keménység a septák rossz visszazáródását is eredményezheti.
A finomszálas injekciós üvegeknél a vékony szilikon/PTFE válaszfalak (1,3 mm) a legkiválóbbak a metanollal összehasonlítva. A szilikon/PTFE válaszfalak (1,5 mm) szignifikánsan alacsonyabb metanolveszteséget mutatnak, így a VOC-k elemzéséhez a nagyobb rétegvastagságú válaszfalakat kellene előnyben részesíteni.
A vizsgálatokat csak példaként hajtották végre a VOC képviselőjén, ezért orientációként szolgálhatnak, de közvetlenül nem vihetők át más polaritású vagy molekuláris méretű VOC-okra. Ezen túlmenően ezekben a vizsgálatokban csak az anyagok lezárását vették figyelembe, és a septum anyag alkalmasságát nem vették figyelembe, mivel a válaszfalak komponensei az analitikai feladattól függően interferenciacsúcsokhoz vezethetnek a kromatogramon.
További cikkek a gázkromatográfia témájában: http://bit.ly/GIT-GC
Az eredmények táblázatos felsorolása: http://bit.ly/Vials-Tabelle
Kristin Schallschmidt, Szövetségi Anyagkutatási és Vizsgálati Intézet (BAM), Berlin; A. Hofmann, Szövetségi Anyagkutatási és Vizsgálati Intézet (BAM), Berlin; C. Jung, Szövetségi Anyagkutatási és Vizsgálati Intézet (BAM), Berlin; I. Nehls, Szövetségi Anyagkutatási és Vizsgálati Intézet (BAM), Berlin