帮助达到GC检测限通用指南

Alan Sensue

有时，我们（技术服务）会收到客户反馈，在开发新方法或尝试现有方法时无法满足检测限的要求。他们就如何达到这一限制征求意见。结果，我决定提供一些非常通用的指导方针，当我开发GC方法时，我将遵循这些指南。

在本文中，检测限的主题仅限于能够为特定化合物实现特定信号/噪声（S / N）比率*，通常范围从S / N至少2.5到10左右。有时也将其称为仪器检测限（IDL）。检测限的主题可能非常复杂，因此在查看以下内容时，请先不要考虑质量问题，而应考虑优化仪器的灵敏度。

*有些人认为信号/噪声比是一个过时的行业标准，特别是在使用质谱仪（MS）或MS / MS进行检测时。

与在实验室中执行的大多数程序一样，通常有多种方法来完成相同的任务。这些是我为优化GC的灵敏度而采取的步骤。

1.  确保根据仪器制造商的建议测量和调整所有气流。您可能需要仪器能够满足所需限制的所有灵敏度。

请记住，较旧的仪器可能不如新仪器那么灵敏，因此如果您难以达到检测限，请询问仪器制造商和/或检测器制造商您的特定仪器是否具有必要的灵敏度。

进样技术很重要。通过不分流模式进样或冷柱头进样，您将获得最大的灵敏度。对于某些类型的进样口，可以进行大体积进样，但不要只是注入更多进样以克服优化仪器所需的步骤。

为获得最大灵敏度，请确保检测器清洁，如果需要，请更换任何磨损或发生故障的部件。如果要开发方法，请确保选择最合适的检测器

2.  遵循现有的方法时，请确保遵循方法中列出的每个步骤。不要跳过步骤，不要修改步骤，也不要急于完成这些步骤。他们是有原因的。如果开发方法，有经验的人是宝贵的资产。确保为相应的人员分配任务。

3.   如果是现有方法，则应在方法中列出一个或多个柱选项。如果您正在开发一种新方法，您是否已进行尽职调查以选择合适的色谱柱，或至少是一种能够进行必要分离的色谱柱？

如果您只是分析一种或几种化合物，可能只需要一个15米（或更短）的GC色谱柱。然而，随着化合物数量的增加，或基质变得更复杂，通常优选更长的柱。请记住（一般来说）具有最小ID（内径）和最薄液膜/相的最短GC色谱柱通常会为每个峰提供理想信噪比，因此灵敏度最高，因为（理论上）该色谱柱应提供最低的流失和最尖锐的峰形。但是，有时需要较长的具有较厚膜的柱，例如为了分离，尤其是当存在早期洗脱化合物和/或需要更大的柱容量时。

4.   仪器优化并选择合适的色谱柱后，开始初步测试。我首先准备一个（相对）高浓度的化学参考标准，以确保仪器检测到峰，以便我可以确定保留时间。注入高浓度还应有助于“填充”化合物将接触的表面（柱，进样口衬管等），从而最大限度地减少未来进样的活性位点并帮助稳定系统。只是不要忘记注入空白（通常是纯溶剂）以确保残留不成问题。

作为一般规则，如果可能，您可能希望化合物洗脱在基线最低的位置，以获得理想信噪比。该区域通常是在溶剂峰完全从色谱柱中洗脱出来之后，而GC柱箱处于相对较低的温度（这使色谱柱流失最小化）。

在此步骤中，不应对载气流速进行任何更改，因为此参数应已经过优化。但是，您可能需要优化GC柱箱升温速率以进行化合物分离，或其他GC温度，以防止诸如化合物/样品基质浓缩（可能导致鬼峰），或最大限度地减少热敏性化合物分解等问题。有时在分析实际样品之前不会知道这一点。

5.  一旦确定了合适的GC温度和升温速率，每次进样时降低化学参比标准品的浓度，直至达到每种化合物允许的最小信噪比。这可能是您的特定仪器可能的最低限度。您甚至可以考虑仅使用信噪比（S / N）不小于10的较高浓度标准，以留一些余地，防止仪器在分析样品后灵敏度 降低。

6.   执行步骤1到步骤5后，是时候确定是否可以达到现有方法中列出的检测限。请记住，这些限制通常包括样品量和样品制备/浓度，而不仅仅是步骤5中所述的化学参考标准的检测限。例如，假设您能够在柱上检测到1ppm（百万分之一）的化合物xyz。通过样品制备，无论是通过萃取和/或浓缩还是其他方法，您都可以将样品浓缩100倍，您的新限制将是0.01ppm或10ppb（十亿分之一）。

7.   一旦注入样品基质，希望无需进行任何修改以优化仪器、样品制备或分析，但是对于脏的基质，通常需要添加某种清理步骤。在极端情况下，样品制备可能需要完全改变，例如从萃取/浓缩到SPME或顶空（化合物沸点将是一个重要的决定因素）。

要详细说明这个主题，请考虑一旦样本基质发挥作用，化合物响应可能发生的三件事：

a. 化合物响应没有变化。这是理想的情况。

b.化合物响应降低或化合物可能完全消失。这是最糟糕的情况。除非通过样品清理或更换样品制备进行校正，否则分析将变得不可能。如果在注射参考标准时就发生这种情况，您可能需要考虑更加极端的措施，如冷柱头进样，甚至切换到HPLC或其他一些分析方法。

c. 化合物响应增加。这不是理想的情况，但通常不是一个不可逾越的问题。有些人可能将此称为“基质增强”或“基质效应”。我一直认为这种效应是由基质覆盖化合物活性位点引起的，但我不确定。为了解决这个问题，我会继续注射样品（含有基质），直到化合物响应稳定。