淺談層析實(shí)驗(yàn)中的氣泡問題（三）

更新時(shí)間：2022-07-19

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那么下面上海金鵬分析儀器有限公司為大家簡(jiǎn)單介紹一下淺談層析實(shí)驗(yàn)中的氣泡問題（三）：

說到氣泡，你可能會(huì)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(duì)于實(shí)驗(yàn)來說，尤其是在大多不會(huì)配置在線脫氣單元的FPLC系統(tǒng)上做的層析實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)失敗那簡(jiǎn)直是小型災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。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(gè)小小探討，拋磚引玉，共謀對(duì)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(dòng)相，或者流路中相對(duì)負(fù)壓處的漏點(diǎn)；如果流動(dòng)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(dòng)增大；

4. 泵動(dòng)作失常，壓力波動(dòng)，檢測(cè)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(dòng)相及固定相組分，使檢測(cè)失真。

實(shí)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(dòng)

這些癥狀基本能覆蓋大部分的層析實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)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(shí)，混合溶劑中溶解的空氣量也將發(fā)生變化。大量實(shí)驗(yàn)證明：混合溶劑中溶解的空氣量比各個(gè)純?nèi)軇┑目諝馊芙饬恳　?/span>

● 配置緩沖液時(shí)，大多會(huì)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(huì)產(chǎn)生氣泡，如配置20%乙醇溶液，酸溶液，鹽溶液，乙腈溶液，會(huì)明顯有氣泡產(chǎn)生，此時(shí)就需要對(duì)溶液進(jìn)行靜置或脫氣操作，才可用于實(shí)驗(yàn)。

● 在層析實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)混合池中進(jìn)行，混合劇烈，容易析出氣泡，此時(shí)可以考慮將動(dòng)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)闇睾停瑫?huì)有較好的避免氣泡的效果。

Fig.5 動(dòng)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(diǎn)也會(huì)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(diǎn)，系統(tǒng)中如果發(fā)現(xiàn)有氣泡造成基線波動(dòng)，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(diǎn)，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(diǎn)，及時(shí)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(shí)，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(huì)產(chǎn)生微小的真空氣泡（所謂的空化氣泡），這些氣泡會(huì)在多個(gè)壓力循環(huán)中增長(zhǎng)。在氣泡生長(zhǎng)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(zhǎng)的氣泡。超聲脫氣特點(diǎn)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(diǎn)是容易發(fā)熱，需要降溫，注意在用超聲鍋脫氣時(shí)，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(cè)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(shí)驗(yàn)室常用的是真空抽濾裝置，既能過濾溶液，又能脫氣，實(shí)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(cè)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(cè)器流通池的微小氣泡仍然會(huì)給層析圖譜帶來波動(dòng)影響，此時(shí)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?yàn)榧状蓟蛞掖荚噭┙档土藲?液界面張力,甲醇（乙醇）分子不能形成堅(jiān)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(huì)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(huì)增加對(duì)微小氣泡的頑固吸附，影響實(shí)驗(yàn)，因此定期的系統(tǒng)全*面清洗，對(duì)于排除氣泡也是至關(guān)重要。

總而言之，對(duì)于快速制備型色譜層析，氣泡固然是一個(gè)人人喊打的不穩(wěn)定因素，但我們?nèi)绻私庠颍瑴?zhǔn)備充分，方法得當(dāng)，氣泡也是可以從系統(tǒng)中*趕走，讓實(shí)驗(yàn)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。

以上就是上海金鵬分析儀器有限公司為大家整理總結(jié)關(guān)于淺談層析實(shí)驗(yàn)中的氣泡問題（三）。
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