Герметичність VOC для флаконів для газової хроматографії - 2014 - Wiley Analytical Science

хроматографії

Летючі органічні речовини (ЛОС) у повітрі часто мають шкідливий вплив на організм людини. Аналіз ЛОС є вимогливим, але неминучим через переважно дуже низькі концентрації. Модельні дослідження показали, що не всі флакони та кришки, що використовуються в газовій хроматографії, однаково придатні для цього аналізу. Потім було проведено систематичне дослідження різних флаконів та перегородок.

Аналіз ЛОС за допомогою SPME та DHS
Двома часто використовуваними методами збагачення та екстракції при аналізі летких органічних речовин (ЛОС) як підготовки до газохроматографічного розділення є автоматизована мікроекстракція твердофазної фази (SPME) та динамічний аналіз простору голови (DHS). Можливою критичною точкою тут є втрата аналіту через негерметичні флакони, що призводить до поганих результатів. З цієї причини флакони з тонкою ниткою та SPME з різними матеріалами перегородки були перевірені на їх герметичність проти ЛОС на прикладі метанолу.

виконання
У двох різних дилерів були отримані 20-міліметрові флакони з бісером SPME або флакони з тонкими нитками та кришки з різними матеріалами перегородки. Під час першого тестового запуску флакони із закритою кришкою спочатку зважували порожніми на аналітичних вагах (AT261 DeltaRange, Mettler-Toledo). Потім у кожну піпетували по 100 мкл метанолу, флакони закривали відповідною кришкою і зважували (час t = 0). Через 2, 4, 6, 24, 48 і 72 години флакони знову зважували і втрату маси визначали як пропорційну втрату метанолу від початкового значення в момент часу t = 0.

Метод, який широко використовується при аналізі слідів, - це випікання флаконів з метою видалення будь-яких забруднень. Крім того, вже використані флакони можуть бути знову використані, і таким чином можна заощадити ресурси. Для того, щоб імітувати вплив цієї процедури на герметичність флаконів, описаний вище тест повторювали з відпаленими флаконами (при 420 ° С протягом 24 годин).
Крім того, досліджували ступінь повторного ущільнення перегородок після одного проколювання. Для цього було проведено серію експериментів, в яких перегородки проколювали канюлею (23 га) безпосередньо перед зважуванням у момент часу t = 0. Ця експериментальна установка стосується методів, при яких стандартний розчин (внутрішній стандарт або стандарт додавання для кількісного визначення або стандарт введення для контролю системи) додається до зразка через перегородку.

Для кожного пробного пробігу та матеріалу перегородки проводили 10-кратне визначення. Контрольне зважування проводили кожного робочого дня з тестовою масою 10 г. Крім того, тиск повітря, температуру та відносну вологість (точний гігро-/термо-/барометр GFTB 100, GHM Messtechnik) визначали перед початком кожного часу вимірювання. Значення ваги не коригували для тиску повітря.

Контрольне зважування та метеорологія
При контрольному зважуванні з тестовою масою 10 г визначали стандартне відхилення 0,1 мг (0,001%) протягом 15 вимірювальних днів. У цей період було визначено мінімальний тиск повітря від 1006,5 гПа до максимуму 1023,0 гПа. Температура коливалась між 21,9 ° C і 24,1 ° C. Виміряна відносна вологість становила від 42,8% до 76,2%.

Обжимні флакони SPME
Були досліджені чотири різні матеріали перегородок. Жоден із випробовуваних матеріалів не показав значних втрат метанолу протягом усього періоду випробувань, що тривав 72 години. Навпаки, спостерігається середнє збільшення номінальної ваги від 0,7 до 1,5%. Ця помилка може бути спричинена зміною тиску повітря та характеризує похибку вимірювання.
Якщо використовують відпалені флакони, через 72 години можна спостерігати незначну середню втрату ваги від 1,4 до 2,0% для трьох із чотирьох матеріалів. Беручи до уваги помилку, виявлену в першому пробному запуску, це зменшення маси відбувається через невизначеність процесу вимірювання. На відміну від цього, флакони, запечатані перегородками Viton, демонструють втрату маси 2,3% через 48 год, яка збільшується до 8,5% через час стояння 72 год.

Якщо перегородки пробиті на початку експерименту, втрати збільшуються, як очікувалося. Для перегородки з натурального каучуку/тефлону спостерігається втрата ваги на 3% після витримки 72 години. Для перегородки бутил/ПТФЕ середня втрата метанолу в 4% може бути зафіксована вже через 24 години, яка зросла до 5,6% через 72 години. Силіконові/PTFE-перегородки демонструють подібну поведінку. Перегородка Вітона не демонструє значних втрат 1,0% через 24 год. Однак через 48 годин можна визначити зменшення маси на 4,5%, яке збільшується до 12,3% при простої 72 години.

Флакони з тонкою ниткою
Флакони з тонкою ниткою випробовували у поєднанні з трьома різними матеріалами перегородки на їх герметичність проти метанолу. Для силіконових/фторопластових перегородок (1,5 мм) не було знайдено значних втрат 1,7% через час стояння 72 год. Перегородки бутил/ПТФЕ демонстрували незначне зниження маси на 2,1% та 2,6% через 72 години. У випадку з перегородками з силікону/ПТФЕ (1,3 мм) спостерігалося зменшення маси на 2,6% або 3,4% вже через 24 години, яка зросла до 6,6% або 12% через час стояння 72 години. Збільшення на 0%.

При використанні відпалених флаконів для силіконових/PTFE-перегородок (1,5 мм) не можна визначити значного зменшення маси протягом 72 годин. Перегородки бутил/ПТФЕ демонструють зниження на 1,7% та 4,7% через 24 год, що становить 3,2% та 7,3% через 72 год. Силіконові/ПТФЕ-перегородки (1,3 мм) показали менші втрати, ніж у першому тестовому запуску. Це становить 5,2% та 9,4% відповідно після 72 годин стояння.
Проколюючи перегородки на початку пробного циклу, іноді виникають більші втрати. Для силіконових/PTFE-перегородок (1,5 мм) цього разу через 24 години було визначено значну втрату метанолу - 2,6% або 3,1%, яка зросла до 6,7% та 7,1% через 72 години. збільшується. Повторне ущільнення перегородок бутил/ПТФЕ здається кращим, оскільки тут зменшення маси через 72 години становить лише 2,8% та 3,7% відповідно. З іншого боку, перегородки з силікону/ПТФЕ (1,3 мм) демонструють зниження ваги на 2,5% або 3,2% вже через 6 годин, що збільшується до 14,6% та 17,2% через 72 години.

Резюме
При короткому простої до 6 годин усі випробувані матеріали, що постачаються виробником, герметичні проти метанолу. Для більш тривалого часу стояння до 72 годин, флакони SPME із загорнутими краєвими кришками є більш придатними.

Обтискні кришки з перегородками Viton витікають швидше, якщо їх використовувати разом із запеченими флаконами або проколоти. Маючи 70 ° берега А, перегородки Вітон є найбільш важко дослідженим матеріалом перегородки. Випікання флаконів може спричинити незначну деформацію прокатного краю SPME, яку жорстка перегородка Вітона може не в змозі повністю компенсувати. Висока твердість також може призвести до поганого заповнення перегородок.

У флаконах з тонкою ниткою тонкі перегородки з силікону/ПТФЕ (1,3 мм) є найбільш негерметичними порівняно з метанолом. Перегородки з силікону/ПТФЕ (1,5 мм) демонструють значно менші втрати метанолу, так що перегородки з більшою товщиною шару будуть кращими для аналізу ЛОС.
Дослідження проводились лише як приклад на представнику ЛОС і тому можуть служити орієнтацією, але не можуть бути передані безпосередньо ЛОС з іншою полярністю або молекулярним розміром. Крім того, під час цих випробувань враховувались лише герметизація матеріалів, а придатність матеріалу перегородки не враховувалась, оскільки компоненти перегородок можуть призвести до інтерференційних піків на хроматограмі залежно від аналітичного завдання.

Інші статті про газову хроматографію: http://bit.ly/GIT-GC
Табличний перелік результатів: http://bit.ly/Vials-Tabelle

Крістін Шалльшмідт, Федеральний інститут досліджень та випробувань матеріалів (BAM), Берлін; А. Хофманн, Федеральний інститут досліджень та випробувань матеріалів (BAM), Берлін; C. Юнг, Федеральний інститут досліджень та випробувань матеріалів (BAM), Берлін; І. Нельс, Федеральний інститут досліджень та випробувань матеріалів (BAM), Берлін