幫助達(dá)到GC檢測限通用指南

Alan Sensue

有時，我們（技術(shù)服務(wù)）會收到客戶反饋，在開發(fā)新方法或嘗試現(xiàn)有方法時無法滿足檢測限的要求。他們就如何達(dá)到這一限制征求意見。結(jié)果，我決定提供一些非常通用的指導(dǎo)方針，當(dāng)我開發(fā)GC方法時，我將遵循這些指南。

在本文中，檢測限的主題僅限于能夠?yàn)樘囟ɑ衔飳?shí)現(xiàn)特定信號/噪聲（S / N）比率*，通常范圍從S / N至少2.5到10左右。有時也將其稱為儀器檢測限（IDL）。檢測限的主題可能非常復(fù)雜，因此在查看以下內(nèi)容時，請先不要考慮質(zhì)量問題，而應(yīng)考慮優(yōu)化儀器的靈敏度。

*有些人認(rèn)為信號/噪聲比是一個過時的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是在使用質(zhì)譜儀（MS）或MS / MS進(jìn)行檢測時。

與在實(shí)驗(yàn)室中執(zhí)行的大多數(shù)程序一樣，通常有多種方法來完成相同的任務(wù)。這些是我為優(yōu)化GC的靈敏度而采取的步驟。

1.  確保根據(jù)儀器制造商的建議測量和調(diào)整所有氣流。您可能需要儀器能夠滿足所需限制的所有靈敏度。

請記住，較舊的儀器可能不如新儀器那么靈敏，因此如果您難以達(dá)到檢測限，請?jiān)儐杻x器制造商和/或檢測器制造商您的特定儀器是否具有必要的靈敏度。

進(jìn)樣技術(shù)很重要。通過不分流模式進(jìn)樣或冷柱頭進(jìn)樣，您將獲得最大的靈敏度。對于某些類型的進(jìn)樣口，可以進(jìn)行大體積進(jìn)樣，但不要只是注入更多進(jìn)樣以克服優(yōu)化儀器所需的步驟。

為獲得最大靈敏度，請確保檢測器清潔，如果需要，請更換任何磨損或發(fā)生故障的部件。如果要開發(fā)方法，請確保選擇最合適的檢測器

2.  遵循現(xiàn)有的方法時，請確保遵循方法中列出的每個步驟。不要跳過步驟，不要修改步驟，也不要急于完成這些步驟。他們是有原因的。如果開發(fā)方法，有經(jīng)驗(yàn)的人是寶貴的資產(chǎn)。確保為相應(yīng)的人員分配任務(wù)。

3.   如果是現(xiàn)有方法，則應(yīng)在方法中列出一個或多個柱選項(xiàng)。如果您正在開發(fā)一種新方法，您是否已進(jìn)行盡職調(diào)查以選擇合適的色譜柱，或至少是一種能夠進(jìn)行必要分離的色譜柱？

如果您只是分析一種或幾種化合物，可能只需要一個15米（或更短）的GC色譜柱。然而，隨著化合物數(shù)量的增加，或基質(zhì)變得更復(fù)雜，通常優(yōu)選更長的柱。請記?。ㄒ话銇碚f）具有最小ID（內(nèi)徑）和最薄液膜/相的最短GC色譜柱通常會為每個峰提供理想信噪比，因此靈敏度最高，因?yàn)椋ɡ碚撋希?/span>該色譜柱應(yīng)提供最低的流失和最尖銳的峰形。但是，有時需要較長的具有較厚膜的柱，例如為了分離，尤其是當(dāng)存在早期洗脫化合物和/或需要更大的柱容量時。

4.   儀器優(yōu)化并選擇合適的色譜柱后，開始初步測試。我首先準(zhǔn)備一個（相對）高濃度的化學(xué)參考標(biāo)準(zhǔn)，以確保儀器檢測到峰，以便我可以確定保留時間。注入高濃度還應(yīng)有助于“填充”化合物將接觸的表面（柱，進(jìn)樣口襯管等），從而最大限度地減少未來進(jìn)樣的活性位點(diǎn)并幫助穩(wěn)定系統(tǒng)。只是不要忘記注入空白（通常是純?nèi)軇┮源_保殘留不成問題。

作為一般規(guī)則，如果可能，您可能希望化合物洗脫在基線最低的位置，以獲得理想信噪比。該區(qū)域通常是在溶劑峰完全從色譜柱中洗脫出來之后，而GC柱箱處于相對較低的溫度（這使色譜柱流失最小化）。

在此步驟中，不應(yīng)對載氣流速進(jìn)行任何更改，因?yàn)榇藚?shù)應(yīng)已經(jīng)過優(yōu)化。但是，您可能需要優(yōu)化GC柱箱升溫速率以進(jìn)行化合物分離，或其他GC溫度，以防止諸如化合物/樣品基質(zhì)濃縮（可能導(dǎo)致鬼峰），或最大限度地減少熱敏性化合物分解等問題。有時在分析實(shí)際樣品之前不會知道這一點(diǎn)。

5.  一旦確定了合適的GC溫度和升溫速率，每次進(jìn)樣時降低化學(xué)參比標(biāo)準(zhǔn)品的濃度，直至達(dá)到每種化合物允許的最小信噪比。這可能是您的特定儀器可能的最低限度。您甚至可以考慮僅使用信噪比（S / N）不小于10的較高濃度標(biāo)準(zhǔn)，以留一些余地，防止儀器在分析樣品后靈敏度 降低。

6.   執(zhí)行步驟1到步驟5后，是時候確定是否可以達(dá)到現(xiàn)有方法中列出的檢測限。請記住，這些限制通常包括樣品量和樣品制備/濃度，而不僅僅是步驟5中所述的化學(xué)參考標(biāo)準(zhǔn)的檢測限。例如，假設(shè)您能夠在柱上檢測到1ppm（百萬分之一）的化合物xyz。通過樣品制備，無論是通過萃取和/或濃縮還是其他方法，您都可以將樣品濃縮100倍，您的新限制將是0.01ppm或10ppb（十億分之一）。

7.   一旦注入樣品基質(zhì)，希望無需進(jìn)行任何修改以優(yōu)化儀器、樣品制備或分析，但是對于臟的基質(zhì)，通常需要添加某種清理步驟。在極端情況下，樣品制備可能需要完全改變，例如從萃取/濃縮到SPME或頂空（化合物沸點(diǎn)將是一個重要的決定因素）。

要詳細(xì)說明這個主題，請考慮一旦樣本基質(zhì)發(fā)揮作用，化合物響應(yīng)可能發(fā)生的三件事：

a. 化合物響應(yīng)沒有變化。這是理想的情況。

b.化合物響應(yīng)降低或化合物可能完全消失。這是最糟糕的情況。除非通過樣品清理或更換樣品制備進(jìn)行校正，否則分析將變得不可能。如果在注射參考標(biāo)準(zhǔn)時就發(fā)生這種情況，您可能需要考慮更加極端的措施，如冷柱頭進(jìn)樣，甚至切換到HPLC或其他一些分析方法。

c. 化合物響應(yīng)增加。這不是理想的情況，但通常不是一個不可逾越的問題。有些人可能將此稱為“基質(zhì)增強(qiáng)”或“基質(zhì)效應(yīng)”。我一直認(rèn)為這種效應(yīng)是由基質(zhì)覆蓋化合物活性位點(diǎn)引起的，但我不確定。為了解決這個問題，我會繼續(xù)注射樣品（含有基質(zhì)），直到化合物響應(yīng)穩(wěn)定。