白話敘濃縮
濃縮是一項常用的樣品前處理技術,對樣品溶液進行濃縮處理不外乎兩個目的:
一是為了調節待測物濃度,以適應分析儀器的量程。無論多*的分析儀器都有量程范圍,就像尺子一樣,無論是格尺、卷尺、游標卡尺、千分尺,對于超出它量程的物體都無法準確測量。目標物濃度太大我們就需要對樣品進行稀釋處理,如標準物,基本上都需要對其進行稀釋,才能進樣測試;反過來,對于目標物濃度太小的樣品,我們就需要對其進行濃縮處理,以便達到分析儀器的定量限。
二是,在樣品提取過程中有時必須得使用某類溶劑,而這類溶劑恰恰又會對分析儀器造成損害,不能直接進樣,這時就需要對樣品溶液中的溶劑進行置換,通俗的說,就是將樣品中原有的溶劑蒸發掉,然后再加入適合分析儀器系統的溶劑作為載液。
對于樣品稀釋所用的工具很簡單,洗耳球、移液管和容量瓶就搞定了,注意:移液管和容量瓶必須是經過校準的,小瑞剛參加工作時曾在藥廠的化驗室工作兩年,每天的工作就是用液相色譜儀對藥品進行含量、相關物質、溶出度等指標的檢驗,每天都要要做大量的樣品稀釋工作,當時的手法可謂嫻熟,寫到這里小瑞的思緒已經穿越到過去了
樣品濃縮相對于樣品稀釋就復雜多了,有很多種技術方法,由于樣品自身性質差異較大,每種方法都有其局限性,沒有萬能的方法,所以一定要選對方法,否則就會造成樣品損失,或者降低工作效率。
按待測物的性質,暫且把濃縮歸納成兩大類,一類是待測物容易揮發的樣品,另一類是待測物不易揮發的樣品。
對于第一類是待測物為易揮發的樣品,一般采用吹掃捕集或冷阱技術,它們都是利用待測物的易揮發性,先讓待測物揮發出來,然后通過吸附物或者通過低溫的方式,讓目標物再富集下來,這兩種方法不但能起到濃縮的作用還能起到純化樣品的作用,一舉兩得,但僅局限于待測物必須是易揮發的物質,并且后端分析測試一般只適合GC進樣。
對于另一類待測物是不易揮發的物質,而樣品溶劑更容易揮發,這類樣品適用的濃縮方式又可分為離心濃縮,氮吹濃縮、真空濃縮。
離心濃縮,就是將樣品放入離心機中高速旋轉,并配以抽真空的方式使得溶劑揮發,這種方式主要針對熱敏性強,不適合加熱,且試樣體積較小樣品,比如生物樣品。缺點是濃縮速度慢。
真空濃縮,是利用抽真空、加熱,還可以同時輔以樣品震蕩的方式使得溶劑揮發,主要適用于易于氧化的樣品,抽真空方式可以減少樣品與氧氣的接觸,從而保護易于氧化的待測物。缺點也是濃縮速度慢。
以上兩種方式都是依據特殊樣品的性質,為了減少其在濃縮過程中的損失,而采取的特殊方法,這兩種方式的缺點都是濃縮速度慢,所需時間長。
對于無上述特性的常規樣品,建議使用氮吹濃縮,就是通過加熱和氮氣吹掃樣品溶液表面的方式進行濃縮,這種濃縮方式速度最快。
寫到這里順便科普下關于氮吹濃縮儀位數選擇的誤區:中學時我們都曾學過,影響液體蒸發速度的3個條件:溫度、溶液表面積、溶液表面氣體的流速。
溶液表面積是影響蒸發速度的三大因素之一,在儀器投影面積一定的情況下,濃縮儀的工位數越多,濃縮試管就只能越細,橫截面積就越小,這個影響最重要的不是樣品體積的適用性,而是樣品的濃縮速度。工位數越多,樣品溶液表面積就越小,使得濃縮速度大打折扣,甚至會相差一個數量級。另外,位數相對較少的氮吹濃縮儀通常每個濃縮工位都會有一個光學傳感器用來檢測濃縮終點,這是一個很實用的功能,每當有工位濃縮到終點后就能捕捉到反饋信號,并通過聲、光、文字等方式提示用戶;而好幾十個工位的濃縮儀,就不方便安裝這么多數量的傳感器了,使用過程中就需多多看守、實時留意濃縮的進程了,稍不注意就會出現樣品蒸干的現象造成樣品損失,使用起來要勞神費心的多了。
所以選擇氮吹平行濃縮儀時,濃縮工位數切莫貪多,在滿足日常樣品處理數量的前提下,工位數不是越多越好,而是越少越好,否則得不償失。
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