Jika Anda pengguna kromatografi ion (IC), Anda pasti tahu caranya: saat Anda melacak tingkat jejak anion atau kation dalam sampel, sensitivitas rendah dapat mengubah pengujian rutin menjadi permainan yang membuat frustrasi, yaitu “di mana puncaknya?” Saya telah berkecimpung dalam dunia ini sebagai pemasok IC selama bertahun-tahun, berbicara dengan teknisi lab dan orang-orang R&D yang menghadapi masalah ini setiap hari. Baik Anda menguji air untuk mencari jejak kontaminan, obat-obatan untuk melawan ion, atau bahan otomotif (tunggu, ya, kami juga bekerja sama dengan orang-orang yang menguji kabel atau perekat—lebih lanjut tentang itu nanti), meningkatkan sensitivitas IC Anda tidak harus berarti mengeluarkan uang untuk instrumen yang benar-benar baru. Mari kita uraikan perbaikan nyata dan dapat ditindaklanjuti yang benar-benar menggerakkan jarum—tidak ada jargon yang terlalu rumit, hanya hal-hal yang pernah saya lihat berhasil di laboratorium yang datang kepada kami untuk meminta bantuan dalam masalah mereka.Kromatografi Ionpengaturan.
Pertama, mari kita mulai dengan dasar-dasar yang dilewati kebanyakan orang: persiapan sampel Anda. Saya tidak dapat memberi tahu Anda berapa kali seorang teknisi menyerahkan sampel yang berantakan—kotor, mengandung partikulat, atau terlalu encer—dan bertanya-tanya mengapa puncaknya kecil atau tidak ada sama sekali. Jika sampel Anda tidak disiapkan dengan benar, bahkan IC yang paling mewah sekalipun tidak akan mengambil sampel yang kecil. Sederhananya: saring sampel Anda dengan filter jarum suntik 0,22μm atau 0,45μm setiap saat, meskipun terlihat bersih. Partikulat menyumbat kolom dan mengacaukan pembacaan detektor, jadi menghapusnya langsung dari sumbernya akan membuat sistem Anda nyaman dan lebih sensitif. Selain itu, hindari mengencerkan sampel secara berlebihan jika tidak perlu. Jika Anda melacak sesuatu pada tingkat ppb, pengenceran 1:100 mungkin membuatnya mustahil untuk dideteksi—gunakan pengencer secukupnya untuk memasukkannya ke dalam rentang linier IC Anda tanpa berlebihan.
Selanjutnya, pilihan kolom Anda sangat besar. Saya melihat banyak pengguna tetap berpegang pada kolom apa pun yang disertakan dengan instrumen mereka, seolah itulah satu-satunya pilihan. Namun jika Anda berurusan dengan jejak analit, kolom dengan ukuran partikel lebih kecil (sub-2μm) atau fase diam khusus untuk pekerjaan tingkat jejak adalah solusi yang tepat. Tunggu, dan jangan tidur dengan pengondisian kolom! Kolom baru mungkin memiliki sisa kontaminan produksi yang membanjiri puncak jejak Anda, jadi mengondisikannya dengan benar (membilas dengan eluen yang sebenarnya akan Anda gunakan untuk beberapa volume kolom dengan laju aliran rendah) akan membersihkannya. Kami memiliki pelanggan yang beralih dari hampir tidak melihat puncak nitrat 10ppb menjadi lonjakan tajam dan jelas hanya dengan beralih ke kolom anion tingkat jejak dan mengkondisikannya dengan benar.
Sekarang, mari kita bicara tentang eluen. Ini adalah area lain di mana perubahan kecil dapat membawa perbedaan besar. Menggunakan eluen yang terlalu pekat akan meningkatkan konduktivitas latar belakang, yang berarti rasio signal-to-noise (SNR)—metrik utama sensitivitas—menjadi lebih buruk. Sebagian besar sistem IC modern bekerja paling baik dengan eluen dengan konsentrasi lebih rendah untuk analisis jejak, jadi memutar baliknya dapat mempertajam puncak Anda. Selain itu, pastikan eluen Anda memiliki kemurnian tinggi, bukan produk murahan dari pemasok bahan kimia besar. Pengotor dalam eluen menambah kebisingan latar belakang, sehingga lebih sulit untuk memilih puncak analit kecil Anda. Kami bahkan memiliki beberapa pelanggan yang menggunakan sistem pemurnian air dengan kemurnian tinggi hanya untuk eluen IC mereka guna mengurangi kebisingan tersebut.
Pengaturan detektor adalah tempat lain yang diremehkan untuk disesuaikan. Jika penguatan detektor Anda disetel terlalu rendah, pada dasarnya Anda mengecilkan volume sinyal analit Anda. Meningkatkan penguatan sedikit (tetapi tidak terlalu banyak sehingga Anda mendapatkan saturasi detektor) dapat membuat puncak kecil tersebut muncul. Periksa juga pengaturan bandwidth—bandwidth yang lebih sempit membantu mengurangi kebisingan dasar, yang secara langsung meningkatkan SNR. Jangan membiarkan pengaturan ini pada default yang disertakan dengan instrumen; mainkan sedikit dengan mereka, jalankan standar, dan lihat apa yang memberi Anda puncak paling bersih dan paling tajam untuk analit target Anda.
Tunggu, dan jangan lupakan pemeliharaan sistem. Pompa yang bocor, sel konduktivitas yang kotor, atau pipa yang tersumbat akan mematikan sensitivitas Anda dengan cepat. Saya pernah melihat laboratorium menunda pemeliharaan rutin selama berbulan-bulan, lalu bertanya-tanya mengapa puncaknya begitu kecil. Ganti segel pompa Anda sesuai jadwal, siram sistem secara teratur (terutama jika Anda tidak menggunakannya selama beberapa hari), dan bersihkan sel konduktivitas setiap 6 bulan atau lebih. Bahkan kebocoran kecil pun dapat membiarkan gelembung udara masuk, yang menyebabkan lonjakan garis dasar dan mengacaukan bentuk puncak—keduanya memperburuk sensitivitas. Misalnya, pelanggan menguji rangkaian kawat otomotif (yang mereka gunakanPenguji Mudah Terbakar Harness Kawat Otomotifuntuk kepatuhan, tetapi juga menjalankan IC untuk menguji halogen dalam isolasi) datang kepada kami dengan mengatakan puncak IC mereka tidak konsisten. Ternyata, segel pompanya bocor sehingga gelembung udara kecil bisa masuk—perbaiki hal tersebut, dan sensitivitasnya meningkat 30% dalam semalam.
Sekarang, mari masuk ke beberapa trik tingkat lanjut yang berhasil jika Anda sudah memahami dasar-dasarnya. Salah satunya adalah menggunakan kolom pengayaan jejak. Ini adalah pra-kolom kecil yang memerangkap analit Anda dari volume sampel yang besar, sehingga Anda dapat memuat lebih banyak sampel tanpa membebani kolom analitik secara berlebihan. Misalnya, jika Anda menguji air untuk tingkat perklorat ppb, memasukkan satu liter sampel melalui kolom pengayaan sebelum mengelusinya ke dalam IC analitik Anda akan membuat puncak kecil itu jauh lebih besar dibandingkan jika Anda hanya menyuntikkan volume kecil secara langsung. Ini seperti meletakkan kaca pembesar pada analit Anda bahkan sebelum mencapai kolom utama.
Tip lanjutan lainnya adalah mengoptimalkan laju aliran Anda. Sebagian besar pengguna menggunakan laju aliran default yang disertakan dengan kolom mereka, namun menyesuaikannya dapat membantu. Laju aliran yang lebih rendah berarti lebih banyak waktu yang dihabiskan analit untuk berinteraksi dengan fase diam, sehingga menghasilkan puncak yang lebih tajam dan pemisahan yang lebih baik—keduanya baik untuk sensitivitas. Hanya saja, jangan terlalu rendah, karena hal ini akan membuat waktu berjalan lebih lama dan mungkin meningkatkan pelebaran puncak dari difusi. Uji 0,5 mL/mnt, 0,4 mL/mnt, bahkan 0,3 mL/mnt (jika instrumen Anda dapat menanganinya) untuk kolom Anda dan lihat mana yang memberikan SNR terbaik.
Hai, mari kita kembali ke bagian bisnis kita yang terkait dengan hal ini—kita bekerja dengan banyak industri yang menggunakan IC dan pengujian material, seperti orang-orang yang melakukan uji mudah terbakar. Kami memiliki pelanggan yang menguji pita perekat (mereka menggunakanPenguji Mudah Terbakar Vertikal Pita Perekatuntuk standar industri, dan mereka juga menggunakan IC untuk menguji sisa monomer dalam perekat pita) yang berjuang untuk mendapatkan sensitivitas yang baik pada jejak vinil asetat. Kami menyarankan mereka beralih ke kolom partikel yang lebih kecil, menyesuaikan konsentrasi eluennya, dan menggunakan langkah pengayaan untuk volume sampel yang besar. Mereka beralih dari hampir tidak mendeteksi 50ppb menjadi mencapai puncak bersih pada 10ppb, yang merupakan hal yang dibutuhkan oleh tim Penelitian dan Pengembangan mereka untuk mengembangkan perekat baru dengan migrasi rendah. Sangat keren melihat bagaimana IC berpasangan dengan alat pengujian material tersebut—sama denganPenguji Pembakaran Bahan Lokomotifpengguna, yang menjalankan IC untuk menguji produk sampingan pembakaran pada bahan yang mereka uji.
Tunggu, satu hal lagi: koreksi dasar. Banyak orang membiarkan ini secara otomatis, namun secara manual menyesuaikan pengaturan koreksi dasar agar sesuai dengan eluen Anda dan menjalankan injeksi kosong secara teratur membantu Anda mengurangi kebisingan latar belakang. Jika Anda melakukan blanko setiap 10 sampel, Anda dapat memastikan bahwa sinyal apa pun yang Anda lihat sebenarnya adalah analit Anda, bukan sisa dari proses sebelumnya atau pengotor eluen. Langkah kecil ini membuat perbedaan besar ketika Anda melihat puncak yang ukurannya hampir sama dengan kebisingan dasar.
Sekarang, mari kita bicara tentang apa yang TIDAK boleh dilakukan. Jangan mengkondisikan kolom Anda secara berlebihan (tunggu, tidak, kami bilang mengkondisikannya, tetapi pengkondisian yang berlebihan dapat membuat fase diam menjadi lebih cepat aus). Jangan gunakan bahan kimia kadaluwarsa untuk eluen Anda—bahan tersebut akan rusak seiring waktu dan menimbulkan kebisingan. Dan jangan abaikan bagian lain dari sistem, seperti katup injeksi. Katup injeksi yang kotor dapat menghasilkan volume injeksi yang tidak konsisten, yang berarti ketinggian puncak Anda akan bervariasi dari waktu ke waktu, sehingga sulit untuk mendapatkan sensitivitas yang dapat diandalkan.
Pada akhirnya, meningkatkan sensitivitas IC adalah tentang perubahan kecil yang disengaja pada setiap langkah proses—mulai dari persiapan sampel hingga analisis data. Ini bukan tentang membeli instrumen baru seharga $50k (meskipun jika Anda ingin melakukan upgrade, kami dapat membantu dengan ituKromatografi Iongear) ini tentang mengoptimalkan apa yang sudah Anda miliki.
Jika Anda kesulitan dengan sensitivitas IC Anda, atau jika Anda perlu memasangkannya dengan alat pengujian material (seperti bahan peleburan yang kami gunakan, lihatMesin Uji Menetes Bahan Melelehuntuk pengujian mudah terbakar termoplastik, misalnya), hubungi kami untuk ngobrol. Kami dapat memandu Anda dalam menyesuaikan persiapan sampel, pilihan kolom, pengaturan detektor, apa pun yang Anda butuhkan untuk mendapatkan puncak jejak yang tajam dan andal. Tidak ada promosi penjualan, hanya saran jujur dari orang-orang yang bekerja dengan IC setiap hari.
Referensi
- Kecil, H. (2004). Kromatografi Ion: Dasar-dasar dan Aplikasi. John Wiley & Putra.
- Weiss, J. (2011). Kromatografi Ion, Edisi ke-5. Weinheim: Wiley-VCH.
- “Mengoptimalkan Sensitivitas Kromatografi Ion untuk Analisis Jejak.” Catatan Aplikasi, Thermo Fisher Scientific, 2020.
- Jones, WJ “Praktik Pemeliharaan Utama untuk Kinerja Kromatografi Ion yang Andal.” Jurnal Kromatografi A, vol. 1218, tidak. 32, 2011, hlm.5321–5327.
- “Teknik Pengayaan Jejak untuk Kromatografi Ion.” Kimia Analitik, vol. 85, tidak. 12, 2013, hlm.5860–5867.