液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用 (Liquid chromatography mass spectrometry,LC-MS) 結(jié)合了高效液相色譜(High performance liquid chromatography,HPLC)或超高效液相色譜(Ultra high performance liquid chromatography,UHPLC)的快速分離效果,以及質(zhì)譜極為靈敏的分析能力,是研究中不可或缺的工具。在實際的使用上,對于標(biāo)準(zhǔn)品、有機溶液或其他的移動相,其純度的要求皆是最高等級的。然而,常被研究人員忽略的是:如果超純水的水質(zhì)不佳,或是純水系統(tǒng)未正常運作,其實也會對LC-MS造成不良的影響。
水中污染物對于LC-MS的影響
有機污染物 當(dāng)流動相遭有機物污染時,會產(chǎn)生一連串嚴(yán)重的后果。首先,污染物有可能會和待測物競爭色譜柱的結(jié)合位置 (binding site),可能使得待測物無法結(jié)合而被洗出,讓訊號強度降低,或是造成滯留時間(retention time)的延長,最終使分析方法的靈敏度和準(zhǔn)確性降低。
有機污染物亦會累積于色譜柱的表面,隨著實驗次數(shù)增多,待測物和色譜柱中的結(jié)合位置接觸將會愈來愈困難,除了造成背景值升高,影響分辨率外,太多的有機污染物會使樣本不易通過,而產(chǎn)生過高的壓力,造成色譜柱或儀器的損壞。
當(dāng)有機污染物過多時,會和溶劑混合,形成一種新的移動相,讓待測物和色譜柱的結(jié)合或移動的方式發(fā)生無法預(yù)期的改變,造成滯留時間的偏移或拖尾峰(Peaking tailing)的現(xiàn)像。
細(xì)菌 細(xì)菌會分泌酶、內(nèi)毒素或其它有機物,對LC-MS造成的影響和有機污染物一樣。
離子 (鹽類) 離子污染會造成溶劑的離子強度改變,如果是遭鈉離子及鉀離子污染時,更有可能和待測物形成加合物(adducts),干擾后端的質(zhì)譜分析。
膠體(colloids)和顆粒(particulates) 水中如果有許多膠體或顆粒物質(zhì)污染時,會使管路產(chǎn)生阻塞,使得水泵需要以較大的壓力運作,長期下來將會造成水泵的傷害。膠體和微粒物質(zhì)也會堵塞管柱,少量的堵塞即會對以超高壓運作的LC-MS造成嚴(yán)重的影響。
如何去除水中的有機污染物
在上述提及的四大污染物中,我們可以發(fā)現(xiàn)有機污染物占了其中兩項,在LC-MS的應(yīng)用上,也特別著重于有機污染物的去除,接下來我們來看看如何去除有機污染物的去除。
活性碳 能夠利用其廣大的表面積和具有活性的官能基吸附有機污染物,建議選用全合成的精制活性碳,顆粒細(xì)致均勻,對于有機污染物的去除效果也較佳。
雙波長UV燈 能放出185和254nm兩種波長的光,其中185nm的光能氧化水中的氧分子形成氫氧自由基,并進一步氧化有機物最終形成二氧化碳。254nm的光也能破壞細(xì)菌的DNA,抑制其代謝。
主動循環(huán) 環(huán)境中的有機污染物容易累積在靜止不動的水中,因此定時讓水在管路中流動,并且執(zhí)行UV照射,可以有效降低水中的有機污染物含量。
TOC - 水中的有機污染物指標(biāo)
科學(xué)上選擇使用「總有機碳」來表達(dá)水中總有機物的濃度?傆袡C碳的英文為Total Organic Carbon,取三個字的前綴TOC,用以代表水中有機物的碳元素濃度。TOC的測定方法通常利用光氧化或化學(xué)氧化的方式來氧化水中有機物中的碳,使其立即變成二氧化碳,然后再測量其增加的二氧化碳量,即非常容易推算出水中的TOC。
那要使用多少TOC的水來進行實驗才合格呢?一般來說,我們建議使用<5ppb的超純水來進行LC-MS的樣本制備,管路和色譜柱的清洗等,以降低水中的背景值 (如圖1)。
圖1 使用TOC<5 ppb的超純水進行HPLC實驗,可到較低的背景值。
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