說到氣泡,你可能會聯(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,然而對于實驗來說,尤其是在大多不會配置在線脫氣單元的FPLC系統(tǒng)上做的層析實驗,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,氣泡帶來的實驗失敗那簡直是小型災(zāi)難現(xiàn)場。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,做一個小小探討,拋磚引玉,共謀對策而滅之。
Fig.1 氣泡造成的UV雜峰
Fig.2 氣泡造成的系統(tǒng)壓力波動
這些癥狀基本能覆蓋大部分的層析實驗問題,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
● 在層析實驗中,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)行實驗時,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●如果實驗設(shè)計中,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態(tài)混合池中進(jìn)行,混合劇烈,容易析出氣泡,此時可以考慮將動態(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?,會有較好的避免氣泡的效果。
Fig.5 動態(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,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,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,會產(chǎn)生微小的真空氣泡(所謂的空化氣泡),這些氣泡會在多個壓力循環(huán)中增長。在氣泡生長的那些周期中,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,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,實驗室常用的是真空抽濾裝置,既能過濾溶液,又能脫氣,實用性高。
Fig.7 超聲脫氣
Fig.8 真空抽濾裝置