Ní bhíonn roinnt topaicí fabhtcheartaithe LC as dáta riamh, toisc go mbíonn fadhbanna ann i gcleachtas LC, fiú agus teicneolaíocht ionstraimí ag feabhsú le himeacht ama. Tá go leor bealaí ann inar féidir fadhbanna teacht chun cinn i gcóras LC agus droch-chruth buaice a bheith acu. Nuair a thagann fadhbanna a bhaineann le cruth buaice chun cinn, cuidíonn liosta gearr de chúiseanna féideartha leis na torthaí seo lenár dtaithí fabhtcheartaithe a shimpliú.
Bhí sé spraíúil an colún seo “Fabhtcheartú LC” a scríobh agus smaoineamh ar thopaicí gach mí, mar ní théann roinnt topaicí as faisean choíche. Cé go mbíonn topaicí nó smaointe áirithe as dáta i réimse na taighde crómatagrafaíochta de réir mar a chuirtear smaointe nua agus níos fearr ina n-áit, i réimse na fabhtcheartaithe, ó foilsíodh an chéad alt fabhtcheartaithe san iris seo (an LC Journal ag an am) ós rud é go bhfuil roinnt topaicí fós ábhartha) i 1983(1). Le blianta beaga anuas, dhírigh mé roinnt rannóga Fabhtcheartaithe LC ar threochtaí comhaimseartha a théann i bhfeidhm ar chrómatagrafaíocht leachtach (LC) (mar shampla, an comparáid choibhneasta idir ár dtuiscint ar éifeacht brú ar choinneáil [2] Dul Chun Cinn Nua) Ár léirmhíniú ar thorthaí LC agus conas fabhtcheartú a dhéanamh le hionstraimí LC nua-aimseartha. I dtráthchuid na míosa seo, táim ag leanúint ar aghaidh le mo shraith (3), a thosaigh i mí na Nollag 2021, a dhírigh ar chuid de na topaicí “saoil agus báis” maidir le fabhtcheartú LC - tá eilimintí atá iontach d’aon fabhtcheartaitheoir riachtanach, is cuma cén aois atá an córas atá á úsáid againn. Tá croí-thopaic na sraithe seo an-ábhartha do chairt bhalla cáiliúil “Treoir Fabhtcheartaithe LC” an LCGC (4) atá crochta i go leor saotharlanna. Don tríú cuid den tsraith seo, roghnaigh mé díriú ar shaincheisteanna a bhaineann le cruth buaice nó tréithe buaice. Go dochreidte, liostaíonn an chairt bhalla 44 chúis fhéideartha éagsúla le drochchruth buaice! Ní féidir linn na saincheisteanna seo go léir a mheas go mion in aon alt amháin, mar sin sa chéad tráthchuid seo ar an ábhar, díreoidh mé ar chuid de na cinn is minice a fheicim. Tá súil agam go bhfaighidh úsáideoirí LC, idir óg agus aosta, roinnt leideanna agus meabhrúcháin chabhracha ar an ábhar tábhachtach seo.
Mothaím mé féin ag freagairt ceisteanna fabhtcheartaithe níos minice le "tá aon rud indéanta". D’fhéadfadh an freagra seo a bheith éasca agus breathnuithe atá deacair a léirmhíniú á mbreithniú, ach is minic a mheasaim go bhfuil sé oiriúnach. Le go leor cúiseanna féideartha le cruth buaicthráchta bocht, tá sé tábhachtach intinn oscailte a choinneáil agus an fhadhb á breithniú, agus a bheith in ann tosaíocht a thabhairt do chúiseanna féideartha chun ár n-iarrachtaí fabhtcheartaithe a thosú, ag díriú ar na féidearthachtaí is coitianta sin, tá an pointe seo an-tábhachtach.
Céim ríthábhachtach in aon chleachtadh fabhtcheartaithe - ach ceann a mheasaim atá faoi bhun a luacha - is ea a aithint go bhfuil fadhb ann a gcaithfear a réiteach. Is minic a chiallaíonn a aithint go bhfuil fadhb ann go n-aithnítear go bhfuil an méid a tharlaíonn don uirlis difriúil ó na hionchais atá againn, atá múnlaithe ag teoiric, eolas eimpíreach, agus taithí (5). Tagraíonn an "cruth buaice" dá dtagraítear anseo ní hamháin do chruth na buaice (siméadrach, neamhshiméadrach, réidh, clúmhach, imeall tosaigh, eireaballach, srl.), ach don leithead freisin. Tá ár n-ionchais maidir le cruth iarbhír na buaice simplí. Tacaíonn Teoiric (6) go maith leis an ionchas téacsleabhair go gcaithfidh na buaicphointí crómatagrafaíochta a bheith siméadrach i bhformhór na gcásanna agus go gcomhlíonfaidh siad cruth dáilte Gaussach, mar a thaispeántar i bhFíor 1a. Is saincheist níos casta í an méid a bhfuilimid ag súil leis ó leithead buaice, agus pléifimid an topaic seo in alt amach anseo. Taispeánann na cruthanna buaice eile i bhFíor 1 cuid de na féidearthachtaí eile a d'fhéadfaí a fheiceáil - i bhfocail eile, cuid de na bealaí a bhféadfadh rudaí dul amú. Sa chuid eile den tráthchuid seo, caithfimid am ag plé roinnt samplaí sonracha de chásanna a d'fhéadfadh a bheith ina gcúis le... na cineálacha cruthanna seo.
Uaireanta ní fheictear buaicphointí ar chor ar bith sa chrómatagram ina bhfuiltear ag súil go n-eiseolfar iad. Léiríonn an chairt bhalla thuas go mbíonn easpa buaice (ag glacadh leis go bhfuil an anailít sprice sa sampla i ndáiríre ag tiúchan ar cheart go mbeadh freagairt an bhraitóra leordhóthanach chun é a fheiceáil os cionn an torainn) bainteach de ghnáth le fadhb éigin leis an uirlis nó le coinníollacha míchearta céime soghluaiste (más breathnaíodh ar chor ar bith iad). buaicphointí, ró-lag de ghnáth). Is féidir liosta gearr de fhadhbanna agus réitigh fhéideartha sa chatagóir seo a fháil i dTábla I.
Mar a luadh thuas, is ábhar casta é an cheist maidir le cé mhéad leathnú buaice ba chóir a fhulaingt sula dtabharfar aird air agus sula ndéantar iarracht é a shocrú agus pléifidh mé é in alt amach anseo. Is é mo thaithí féin go mbíonn athrú suntasach i gcruth na buaice ag gabháil go minic le leathnú suntasach buaice, agus is coitianta eireaball buaice ná réamh-bhuaic nó scoilteadh. Mar sin féin, leathnaítear na buaiceanna ainmniúla siméadracha freisin, agus is féidir roinnt cúiseanna éagsúla a bheith mar thoradh air seo:
Pléadh gach ceann de na saincheisteanna seo go mion in eagráin roimhe seo de Troubleshooting LC, agus is féidir le léitheoirí a bhfuil suim acu sna topaicí seo tagairt a dhéanamh do na hairteagail roimhe seo le haghaidh eolais faoi na bunchúiseanna agus na réitigh fhéideartha ar na saincheisteanna seo. Tuilleadh sonraí
Is féidir le feiniméin cheimiceacha nó fisiceacha a bheith ina gcúis le heireaball buaic, tosaigh buaic, agus scoilteadh, agus athraíonn an liosta réitigh fhéideartha ar na fadhbanna seo go mór, ag brath ar cibé an bhfuil fadhb cheimiceach nó fhisiceach á plé againn. Go minic, trí na buaicphointí éagsúla i gcrómatagram a chur i gcomparáid, is féidir leat leideanna tábhachtacha a fháil faoi cé acu is cúis leis. Mura bhfuil cruthanna comhchosúla ar na buaicphointí go léir i gcrómatagram, is dóichí nach fisiceach an chúis. Mura bhfuil ach buaic amháin nó cúpla buaic buaic buaic buaic ann, ach go bhfuil cuma bhreá ar an gcuid eile, is dóichí gur ceimiceach an chúis.
Tá na cúiseanna ceimiceacha a bhaineann le buaic-eireabaill róchasta le plé gairid a dhéanamh orthu anseo. Déantar tagairt don léitheoir spéisiúil chuig an eagrán is déanaí de “LC Troubleshooting” le haghaidh plé níos doimhne (10). Mar sin féin, rud éasca le triail a bhaint as ná mais an anailíte insteallta a laghdú agus féachaint an bhfeabhsaíonn cruth na buaice. Más ea, is leid mhaith é seo gurb é an fhadhb ná “ró-ualach maise”. Sa chás seo, ní mór an modh a theorannú do mhaiseanna beaga anailíte a instealladh, nó ní mór na coinníollacha crómatagrafaíochta a athrú ionas gur féidir cruthanna maithe buaice a fháil fiú le maiseanna níos mó a instealladh.
Tá go leor cúiseanna fisiceacha féideartha ann freisin le haghaidh eireaball buaic. Déantar léitheoirí ar spéis leo plé mionsonraithe ar na féidearthachtaí a atreorú chuig eagrán eile le déanaí de “LC Troubleshooting” (11). Ceann de na cúiseanna fisiceacha is coitianta le haghaidh eireaball buaic is ea nasc lag ag pointe idir an insteallóir agus an brathadóir (12). Taispeántar sampla foircneach i bhFíor 1d, a fuarthas i mo shaotharlann cúpla seachtain ó shin. Sa chás seo, thógamar córas le comhla insteallta nua nár úsáideadh againn roimhe seo, agus shuiteáil muid lúb insteallta toirte beag le ferrule a bhí múnlaithe ar ribeadán cruach dhosmálta. Tar éis roinnt turgnaimh fabhtcheartaithe tosaigh, thuigeamar go raibh doimhneacht an chalafoirt i státair na comhla insteallta i bhfad níos doimhne ná mar a bhíomar cleachtaithe leis, rud a d’fhág go raibh toirt marbh mhór ag bun an chalafoirt. Is féidir an fhadhb seo a réiteach go héasca tríd an lúb insteallta a athsholáthar le feadán eile, is féidir linn an ferrule a choigeartú go dtí an suíomh ceart chun an toirt marbh ag bun an chalafoirt a dhíchur.
Is féidir fadhbanna fisiceacha nó ceimiceacha a bheith ina gcúis le tosaigh buaic cosúil leo siúd a thaispeántar i bhFíor 1e freisin. Is cúis choitianta fhisiceach leis an imeall tosaigh ná nach bhfuil leaba na gcáithníní sa cholún pacáilte go maith, nó go bhfuil na cáithníní ath-eagraithe le himeacht ama. Mar a tharlaíonn le heireabaill bhuaic de bharr an feiniméan fisiceach seo, is é an bealach is fearr chun é seo a shocrú ná an colún a athsholáthar agus leanúint ar aghaidh. Go bunúsach, is minic a eascraíonn cruthanna buaic imeall tosaigh de bhunadh ceimiceach as an méid a thugaimid coinníollacha coinneála “neamhlíneacha” air. Faoi choinníollacha idéalacha (líneacha), tá an méid anailíte a choinníonn an chéim sheasta (dá bhrí sin, an fachtóir coinneála) gaolmhar go líneach le tiúchan an anailíte sa cholún. Go crómatagrafach, ciallaíonn sé seo de réir mar a mhéadaíonn mais an anailíte a instealladh isteach sa cholún, go n-éiríonn an buaic níos airde, ach ní níos leithne. Bristear an gaol seo nuair a bhíonn an t-iompar coinneála neamhlíneach, agus ní hamháin go n-éiríonn na buaic níos airde ach níos leithne freisin de réir mar a instealltar níos mó maise. Ina theannta sin, cinneann cruthanna neamhlíneacha cruth na mbuaic crómatagrafaíochta, rud a eascraíonn imill tosaigh nó deiridh. Mar a tharlaíonn le ró-ualach maise a chruthaíonn eireabaill bhuaic (10), is é an buaic tosaigh is cúis leis. Is féidir coinneáil neamhlíneach a dhiagnóisiú freisin trí mhais anailíte insteallta a laghdú. Má fheabhsaíonn cruth na buaice, ní mór an modh a mhodhnú chun nach sáróidh sé cáilíocht an insteallta is cúis leis an imeall tosaigh, nó ní mór na coinníollacha crómatagrafaíochta a athrú chun an t-iompar seo a íoslaghdú.
Uaireanta feicimid rud is cosúil le buaic "scoilte", mar a thaispeántar i bhFíor 1f. Is é an chéad chéim i réiteach na faidhbe seo ná a chinneadh an bhfuil cruth na buaice mar gheall ar chomh-elution páirteach (i.e., láithreacht dhá chomhdhúil ar leith ach dlúth-elution). Má tá dhá anailít éagsúla ag elution gar dá chéile i ndáiríre, is ceist í a réiteach a fheabhsú (mar shampla, trí roghnaíocht, coinneáil nó comhaireamh plátaí a mhéadú), agus tá na buaicphointí "scoilte" dealraitheach bainteach le fisiciú. Níl baint ar bith ag feidhmíocht leis an gcolún féin. Is minic gurb é an leid is tábhachtaí don chinneadh seo ná an bhfuil cruthanna scoilte ag gach buaic sa chrómatagram, nó ceann amháin nó dhó amháin. Más ceann amháin nó dhó amháin atá ann, is dócha gur saincheist chomh-elution atá ann; má tá gach buaic scoilte, is dócha gur saincheist fhisiciúil atá ann, is dóichí a bhaineann leis an gcolún féin.
Is gnách go mbíonn buaicphointí scoilte a bhaineann le hairíonna fisiceacha an cholúin féin mar gheall ar fhriotaí ionraoin nó asraon atá blocáilte go páirteach, nó atheagrú cáithníní sa cholún, rud a ligeann don chéim shoghluaiste sreabhadh níos tapúla ná an chéim shoghluaiste i gceantair áirithe de fhoirmiú cainéal an cholúin i réigiúin eile (11). Is féidir friot atá blocáilte go páirteach a ghlanadh uaireanta tríd an sreabhadh tríd an gcolún a aisiompú; áfach, i mo thaithí féin, is gnách gur réiteach gearrthéarmach seachas réiteach fadtéarmach é seo. Is minic a bhíonn sé seo marfach le colúin nua-aimseartha má athcheanglaíonn na cáithníní laistigh den cholún. Ag an bpointe seo, is fearr an colún a athsholáthar agus leanúint ar aghaidh.
De ghnáth, léiríonn an buaic i bhFíor 1g, ó chás le déanaí i mo shaotharlann féin freisin, go bhfuil an comhartha chomh hard sin go bhfuil sé tar éis barr an raoin freagartha a bhaint amach. I gcás brathadóirí ionsúcháin optúla (UV-vis sa chás seo), nuair a bhíonn tiúchan an anailíte an-ard, ionsúnn an anailít an chuid is mó den solas a théann tríd an gcill sreafa braiteora, rud a fhágann nach bhfuil mórán solais le braith. Faoi na coinníollacha seo, bíonn tionchar mór ag foinsí éagsúla torainn ar an gcomhartha leictreach ón bhfóta-bhrathadóir, amhail solas fáin agus “sruth dorcha”, rud a fhágann go bhfuil an comhartha an-doiléir ó thaobh cuma de agus neamhspleách ar thiúchan an anailíte. Nuair a tharlaíonn sé seo, is minic gur féidir an fhadhb a réiteach go héasca trí thoirt insteallta an anailíte a laghdú—toirt an insteallta a laghdú, an sampla a chaolú, nó an dá rud.
I scoil crómatagrafaíochta, úsáidimid comhartha an bhraiteora (i.e., an ais-y sa chrómatagram) mar tháscaire ar thiúchan an anailíte sa sampla. Mar sin, is cosúil go bhfuil sé aisteach crómatagram a fheiceáil le comhartha faoi bhun náid, mar is é an léirmhíniú simplí ná go léiríonn sé seo tiúchan anailíte diúltach - rud nach féidir go fisiciúil ar ndóigh. I mo thaithí féin, is minic a fheictear buaicphointí diúltacha nuair a úsáidtear braiteoirí ionsúcháin optúla (m.sh., UV-vis).
Sa chás seo, ciallaíonn buaic dhiúltach go simplí go n-ionsúnn na móilíní atá ag eluáil ón gcolún níos lú solais ná an chéim shoghluaiste féin díreach roimh agus i ndiaidh na buaice. Is féidir é seo tarlú, mar shampla, nuair a úsáidtear tonnfhaid bhrath réasúnta ísle (<230 nm) agus breiseáin chéime soghluaiste a ionsúnn an chuid is mó den solas ag na tonnfhaid seo. Is féidir le breiseáin den sórt sin a bheith ina gcomhpháirteanna tuaslagóra céime soghluaiste amhail meatánól nó comhpháirteanna maolánacha amhail aicéatáit nó formáit. Is féidir buaicphointí diúltacha a úsáid i ndáiríre chun cuar calabrúcháin a ullmhú agus faisnéis chainníochtúil chruinn a fháil, mar sin níl aon chúis bhunúsach ann iad a sheachaint per se (tugtar “brath UV indíreach” ar an modh seo uaireanta) (13). Mar sin féin, más mian linn buaicphointí diúltacha a sheachaint go hiomlán, i gcás braite ionsúcháin, is é an réiteach is fearr ná tonnfhad braite difriúil a úsáid ionas go n-ionsúnn an anailít níos mó ná an chéim shoghluaiste, nó comhdhéanamh na céime soghluaiste a athrú ionas go n-ionsúnn siad níos lú solais ná anailítí.
Is féidir buaicphointí diúltacha a bheith le feiceáil freisin agus braiteadh innéacs athraonta (RI) á úsáid nuair a bhíonn innéacs athraonta comhpháirteanna seachas an anailít sa sampla, amhail maitrís an tuaslagóra, difriúil ó innéacs athraonta na céime soghluaiste. Tarlaíonn sé seo freisin le braiteadh UV-vis, ach is gnách go mbíonn an éifeacht seo maolaithe i gcomparáid le braiteadh RI. Sa dá chás, is féidir buaicphointí diúltacha a íoslaghdú trí chomhdhéanamh mhaitrís an tsampla a mheaitseáil níos dlúithe le comhdhéanamh maitrís na céime soghluaiste.
I gcuid a trí ar an ábhar bunúsach maidir le fabhtcheartú LC, phléigh mé cásanna ina bhfuil cruth na buaice breathnaithe difriúil ón gcruth buaice a bhfuiltear ag súil leis nó gnáth. Tosaíonn fabhtcheartú éifeachtach fadhbanna den sórt sin le heolas ar chruthanna na mbuaic a bhfuiltear ag súil leo (bunaithe ar theoiric nó ar thaithí roimhe seo le modhanna atá ann cheana féin), mar sin is léir go bhfuil diallais ó na hionchais seo. Bíonn go leor cúiseanna féideartha éagsúla ag baint le fadhbanna cruth buaice (ró-leathan, eireaballach, imeall tosaigh, srl.). Sa tráthchuid seo, pléifidh mé go mion cuid de na cúiseanna a fheicim is minice. Soláthraíonn eolas ar na sonraí seo áit mhaith chun tús a chur le fabhtcheartú, ach ní ghabhann sé gach féidearthacht. Is féidir le léitheoirí ar spéis leo liosta níos doimhne de chúiseanna agus réitigh tagairt a dhéanamh do chairt bhalla “Treoir Fabhtcheartaithe LC” an LCGC.
(4) Cairt bhalla “Treoir Fabhtcheartaithe LC” LCGC. https://www.chromatographyonline.com/view/troubleshooting-wallchart (2021).
(6) A. Felinger, Anailís Sonraí agus Próiseáil Comharthaí i gCrómatagrafaíocht (Elsevier, Nua-Eabhrac, NY, 1998), lgh 43-96.
(8) Wahab MF, Dasgupta PK, Kadjo AF agus Armstrong DW, Anal.Chim.Journal.Rev. 907, 31–44 (2016). https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.11.043.