小司令大讲堂丨第六期 脱气的方法(三)
- 发布时间:2020/8/12 14:54:49
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《流动相脱气》特辑
本期为大家介绍在线脱气的氦脱气方法及非脱气的方法。
01在线脱气的氦脱气方法
与多种其它气体比较,氦在各种溶剂中的溶解度小,且溶解度随温度的变化也小。当在一定压力下,使氦在溶剂中冒泡时,即可将其它溶解气体驱走,本法脱气能力很强,适用于对氧的浓度很敏感的高灵敏紫外,荧光和示差检测,可得到相当平稳的基线。
但是,氦脱气时容器要尽可能加上盖子,避免溶剂与空气随意接触,一方面是因为氦冒泡脱气时不可能把溶解的其它气体全部驱尽,另一方面,当氦的压力变化,导致气体分压变化后,使脱气程度波动,基线也随之波动。
图1 分压1大气压,25℃,1mL溶剂中气体的溶解量
图2 气体分压1大气压,各种气体在1mL水中溶解量与温度的关系
图3 氦脱气的示意图
步骤
氦脱气装置如图4所示,是一种密封耐压系统。注意,流动相容器用一种特殊的盖子密封。先通氦气10~30分钟,压力0.2~0.5Kgcm2以驱走流动相中溶解的空气。此后关闭排气阀即可使用。此时调节氦气压力稍大于大气压,再进入的氦气只置换被用去的流动相的体积。
图4 氦脱气(密封加压系统)
当分析完毕以后,先打开排气阀,再调节压力至零,如果有进口阀的话,关掉。此时氦可能通过出口管逐渐逃逸(管中有压力可防止空气进入),流动相可能会通过氦出口过滤倒流。如果装置中有阻尼管,则能通过空气倒流,防止流动相倒流,如果无阻尼管则干脆松开氦出口管,让空气流入。
如果压力调节阀失灵,装置内的安全阀启动压力又设置过高,则流动相容器内的压力太大,引起危险。因此,除适当设置安全阀启动压力等,为确保安全,加压容器如图6所示加以屏护,以防万一。氦脱气装置中,作为标准装备,包括上述屏护材料。
溶剂气体阱用以收集驱气过程中挥发的溶剂气体,避免其逸入室中。如果氦脱气采用开口系统,则达到相应的气液平衡,不会有大量流动相蒸气逸出。
图5 开口容器对驱气不利
图6 密封加压空容器的安全措施
优点
?脱气能力强。
?脱气能力与流动相流量无关。
缺点
?需氦气钢瓶,气体压力表等装置。
?如果非密封加压系统,不一定能确保脱气的效果,因此对流动相容器的瓶口直径和形状有特殊要求。
?如果流动相是混合溶剂的话,溶剂的组成有可能变化。
?如果是密封加压系统,达到平衡后,溶剂组成不易变化。
应用
?用于各种高灵敏检测,紫外高灵敏检测需采用密封加压系统;开口系统可用于荧光,电导及电化学等高灵敏检测。
?适用于高压或低压梯度洗脱。高精度分析时,脱气的溶剂不应是混合溶剂,操作成本很大程度上取决于所采用装置的结构,如封闭加压系统或开口系统。以岛津DGU-10B密封加压系统为例(可四流路脱气);
?如采用二流路,流动相容器2个11瓶;每天脱气8小时,氦的压力 0.3Kg/cm2,初始驱气20min,99.995%He,7m3每瓶2000元计则:
○初始驱气300mL/min×2min×2=12L
○正常操作10mL/min(漏气)×480 min=5L
○置换流动相体积约2L
故:每天的操作成本为:19L×2000/7000=5.5元
02非脱气的方法
除了脱气以外,还有一些其他方法可降低气泡的危害:
(1)抬高流动相容器。
(2)使用气泡捕获器。
抬高流动相容器
如图7所示,把流动相容器置于比泵高的地方,使泵的入口处稍有压力,可防止逆阀的误动作(正常情况下逆阀作用不大)。在压力下,即使有气泡进入泵,也占体积较小;此外,气泡体积小,容易凭借吸液管中的浮力上浮,不易进入泵中。
因此,抬高流动相容器是一种简单易行且有效的措施,无论采取脱气与否,这样做都有益无害。
图7 抬高流动相容器
气泡捕获器
在泵与流动相容器之间设置如图8所示的气泡捕获器可防止吸液过滤器形成的气泡进入泵体。
图8 气泡捕获器示意图 图9 气泡捕获器安装图
气泡捕获器也有缺点,首先流动相清洗捕获器既需时间也需流动相,其次在低压梯度或有在线脱气装置时无法应用。
这三期讨论了各种脱气方法及各方法的优缺点及应用范围。在实际工作中,请视具体情况采用适宜的方法。