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淺談層析實驗中的氣泡問題（三）
  • 發(fā)布日期：2022-06-24     信息來源：      瀏覽次數(shù)：3125

      • 那么下面上海嘉鵬科技有限公司為大家簡單介紹一下淺談層析實驗中的氣泡問題（三）：

             說到氣泡，你可能會聯(lián)想到酣暢淋漓的可樂，通透上頭的啤酒，亦或是流光飛舞的浪漫，生活中的氣泡，似乎還帶有那么一絲美好，然而對于實驗來說，尤其是在大多不會配置在線脫氣單元的FPLC系統(tǒng)上做的層析實驗，氣泡就如煩人的蒼蠅，鞋里的石子，令人如鯁在喉不吐不快，如若是重要樣品、昂貴填料，氣泡帶來的實驗失敗那簡直是小型災(zāi)難現(xiàn)場。那么氣泡是源自何來，而又去之何處，怎么能讓它們從我們的系統(tǒng)里消失，以下此篇，做一個小小探討，拋磚引玉，共謀對策而滅之。



      關(guān)于氣泡來源，正如病從口入，無非就是進(jìn)入系統(tǒng)的開口處：流動相，或者流路中相對負(fù)壓處的漏點；如果流動相脫氣不理想或儀器本身連接管路、組件存在問題，流路中將形成肆意妄為的氣泡，引發(fā)一系列問題： 

            1. 組分峰面積變化，峰形變化；
            2. 形成尖峰或鋸齒狀噪聲；
            3. 出現(xiàn)鬼峰 ，基線漂移波動增大；
            4. 泵動作失常，壓力波動，檢測基線全抖；
            5. 填料走空，干柱；
            6. 溶解氧可能氧化樣品組分和（或）流動相及固定相組分，使檢測失真。

      實際案例




      Fig.1 氣泡造成的UV雜峰

      Fig.2 氣泡造成的系統(tǒng)壓力波動


      這些癥狀基本能覆蓋大部分的層析實驗問題，可見氣泡的破壞力和惱人程度，知己知彼方才能有的放矢，那么氣泡是如何形成的呢？流動相中氣體形成的原因有多種，*根本的還是由于氣體在液體中達(dá)到過飽和狀態(tài)；平衡狀態(tài)時溶解空氣的量與溶液的性質(zhì)、氣體的種類有關(guān)，也與外界條件有關(guān), 主要的外界條件有以下 3 種。


      溶

      劑

      混

      合

      氣體的溶解量與氣體的種類有關(guān)，也與溶劑的種類有關(guān)。通常極性低的氣體容易溶解于低極性的溶劑，極性高的氣體容易溶解于高極性的溶劑。通常當(dāng)兩種不同的溶劑混合時，混合溶劑中溶解的空氣量也將發(fā)生變化。大量實驗證明：混合溶劑中溶解的空氣量比各個純?nèi)軇┑目諝馊芙饬恳　?/span>
      ● 配置緩沖液時，大多會進(jìn)行不同液體的混合，液體熱力學(xué)體積的變化，和放熱吸熱，都會產(chǎn)生氣泡，如配置20%乙醇溶液，酸溶液，鹽溶液，乙腈溶液，會明顯有氣泡產(chǎn)生，此時就需要對溶液進(jìn)行靜置或脫氣操作，才可用于實驗。


      ● 在層析實驗中，有很多溶液混合的操作，如置換緩沖，洗脫等等，所以一些溶液的混合需要盡量避免，比如乙醇溶液和鹽溶液，需要用純水隔開，否則易造成氣泡析出，所以當(dāng)乙醇溶液保存的系統(tǒng)需要進(jìn)行實驗時，緩沖液是鹽溶液如PBS，我們就需要用純水先做系統(tǒng)沖洗，再做PBS的填充。



      Fig.4 緩沖液中析出的氣泡

      ●如果實驗設(shè)計中，不可避免的需要兩種不同極性溶劑的混合，還要避免氣泡，則需要 從混合處想辦法，一般的層析系統(tǒng)兩相溶劑的混合是在有攪拌裝置的動態(tài)混合池中進(jìn)行，混合劇烈，容易析出氣泡，此時可以考慮將動態(tài)混合器改為靜態(tài)混合器，讓溶劑的混合方式由劇烈變?yōu)闇睾?，會有較好的避免氣泡的效果。


       Fig.5 動態(tài)混合器和靜態(tài)混合器

      另外，除了溶液帶入，系統(tǒng)中的漏點也會引入氣泡，尤其是未加壓的低壓流路，在管路接頭、閥和轉(zhuǎn)子等分離結(jié)構(gòu)位置，容易產(chǎn)生漏點，系統(tǒng)中如果發(fā)現(xiàn)有氣泡造成基線波動，而在溶液進(jìn)口又沒發(fā)現(xiàn)可見的氣泡，則需要在系統(tǒng)內(nèi)查找漏點，有效的辦法是用透明的ETFE管代替不透明的Peek管，觀察是哪一段出現(xiàn)的氣泡，以便判斷漏點，及時處理。



      Fig.6 管路中漏入的氣泡

      關(guān)于溶劑的脫氣方法，目前常用的有兩種：超聲脫氣和負(fù)壓脫氣；超聲脫氣就是利用超聲鍋或者超聲探頭，當(dāng)高功率超聲波耦合到液體中時，液體分別在高壓和低壓循環(huán)中被壓縮和膨脹，在低壓循環(huán)中，會產(chǎn)生微小的真空氣泡（所謂的空化氣泡），這些氣泡會在多個壓力循環(huán)中增長。在氣泡生長的那些周期中，液體中的溶解氣體進(jìn)入真空氣泡，這樣真空氣泡就變成了不斷增長的氣泡。超聲脫氣特點是操作便捷，效率高，脫氣快，一般10-15分鐘的超聲可以去除溶液中大部分氣泡，缺點是容易發(fā)熱，需要降溫，注意在用超聲鍋脫氣時，溶劑瓶蓋要擰松或者拿掉；負(fù)壓脫氣是利用機(jī)械產(chǎn)生負(fù)壓的方式使溶液中的氣泡析出，一般分析型色譜儀或者需要高精度檢測的儀器，在流路中配置在線脫氣單元，都是利用負(fù)壓的原理進(jìn)行脫氣，實驗室常用的是真空抽濾裝置，既能過濾溶液，又能脫氣，實用性高。


      Fig.7 超聲脫氣


      Fig.8 真空抽濾裝置




      如果層析系統(tǒng)的流路里混入了氣泡，首先是要進(jìn)行大流速的system wash，可吹掃出大部分的氣泡，然而有些微小氣泡仍然是不容易沖出的，在可見透明管中的細(xì)微氣泡可用外力敲打讓其脫離管路內(nèi)壁而沖出，但是系統(tǒng)內(nèi)部，尤其是泵腔，單向閥，檢測器流通池內(nèi)的細(xì)微氣泡，不可視，也不能外力敲打，所以無法判斷是否沖洗*，滯留在柱塞泵單向閥或者檢測器流通池的微小氣泡仍然會給層析圖譜帶來波動影響，此時我們可以使用無水甲醇或乙醇來做system wash，*好加一定的反壓，因為甲醇或乙醇試劑降低了氣-液界面張力,甲醇（乙醇）分子不能形成堅固的膜,于是氣泡破裂或者從流路內(nèi)壁脫落，從而帶出了流路中的各種細(xì)微氣泡，達(dá)到系統(tǒng)脫氣的目的；而另一方面，系統(tǒng)內(nèi)部流路的清潔程度也是影響氣泡滯留的重要原因，F(xiàn)PLC系統(tǒng)經(jīng)常會過復(fù)雜的生物質(zhì)樣品，如果日常沖洗不充分，流路內(nèi)壁容易形成臟污，會增加對微小氣泡的頑固吸附，影響實驗，因此定期的系統(tǒng)全*面清洗，對于排除氣泡也是至關(guān)重要。

      總而言之，對于快速制備型色譜層析，氣泡固然是一個人人喊打的不穩(wěn)定因素，但我們?nèi)绻私庠?，?zhǔn)備充分，方法得當(dāng)，氣泡也是可以從系統(tǒng)中*趕走，讓實驗更加流暢，讓圖譜更加平滑，讓珍貴樣品上乘分離，讓昂貴填料物盡其用。




      以上就是上海嘉鵬科技有限公司為大家整理總結(jié)關(guān)于淺談層析實驗中的氣泡問題（三）。
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