Insertos PTV/LVI SGE TRAJAN

• Alícuota en columna representativa de la muestra principal
• Vaporización rápida en el inserto del inyector
• Volumen de gas expandido de muestra contenido en el inserto del inyector
• Mezcla homogénea en el inserto
• Transferencia representativa a la columna

• Ha de garantizar la vaporización completa de la muestra antes de que llegue a la columna
• No debe reaccionar con la muestra.
• Su volumen interno ha de ser mayor que el volumen de la muestra vaporizada
• Debe minimizar la discriminación, ni promoverla.
• Agregar lana de cuarzo aumenta el área de superficie de la muestra y promueve la homogeneización.
• El inserto ha de desactivarse especialmente con solutos polares e inyecciones SplitLess
• La lana de cuarzo ha de colocarse en la posición óptima

• La gama cubre todas las aplicaciones y todos los modelos de instrumentos populares
• La gama cubre técnicas de vaporización e inyección fría en columna
• Los Insertos de inyección aseguran la transferencia completa de la muestra de la jeringa a la columna
• Los diseños de Insertos avanzados han mejorado tanto la precisión como la exactitud de la transferencia de muestra.

Insertos Estrechos Rectos

Ventajas

• Ideal para aplicaciones Fast GC
• Ideal para muestras gaseosas. (por ejemplo, purga y trampa)
• Ideal para inyecciones pequeñas de 0,5 µL o menos

Desventajas

• No apto para inyecciones de >1 μL
• Puede dar discriminación de punto de ebullición alto y bajo
• Solo apto para inyecciones Split

Insertos Anchos Rectos

Ventajas

• Económicos
• Adecuado para muestras gaseosas. (por ejemplo, purga y trampa)
• Inyección en Split de muestras no activas

Desventajas

• Permite que la muestra contacte con el sello de la base del Inyector
• Poco adecuado para columna Narrow Bore
• Puede causar discriminación de productos de alta y baja temperatura de vaporización
• Reproducibilidad mediana

Insertos de Restricción Única

Ventajas

• No permite que la muestra contacte con el sello de la base del Inyector
• Adecuado para compuestos activos
• Buena respuesta con productos de alta y baja temperatura de vaporización
• Bueno en Split o SpltLess

Desventajas

• Puede causar discriminación de productos de baja temperatura de vaporización
• Reproducibilidad mediana

Insertos de Restricción Doble

Ventajas

• No permite que la muestra contacte con el sello de la base del Inyector
• Adecuado para compuestos activos
• Buena respuesta con productos de alta temperatura de vaporización
• Bueno en Split o SpltLess

Desventajas

• Puede causar discriminación de productos de baja temperatura de vaporización
• Reproducibilidad mediana

Insertos FocusLiner

Ventajas

• Limpia la muestra de la punta de la aguja para una transferencia completa
• Da resultados precisos y reproducibles.
• Funciona bien en modo Split o SplitLess
• Promueve la vaporización de la muestra.
• Minimiza la discriminación masiva
• Evita que el material no volátil entre en la columna (actúa como un filtro)

Desventajas

• No adecuado para compuestos extremadamente activos

Insertos convencionales con lana de cuarzo

A. El tapón de lana de cuarzo está en la posición correcta para limpiar la punta de la aguja.

B. Los tapones de lana de cuarzo se pueden mover en cualquier dirección, evitando que la aguja se limpie o el proceso de vaporización de la muestra.

Insertos FocusLiner: posicionamiento de la lana de cuarzo

A. Tapón de lana sujeto. Los dos deflectores de vidrio aseguran la posición de la lana de vidrio evitando que se mueva en cualquier dirección.

B. Tapón de lana en posición correcta para garantizar que la muestra se limpie del extremo de la aguja de la jeringa y garantice una buena reproducibilidad.

Inyección Split

Lana de cuarzo en el Inserto

• Promueve la mezcla de analitos y da como resultado una mejor cuantificación
• Proporciona una gran superficie que ayuda a la vaporización de muestras líquidas
• Actúa como una trampa para atrapar residuos no volátiles de la muestra.
• Protege la columna capilar de muestras «sucias»
• Evita que la muestra llegue al fondo del inyector antes de la volatilización

Lana de cuarzo en el Inserto en la posición óptima (FocusLiner)

• Excelentes resultados de reproducibilidad al limpiar la muestra de la aguja de la jeringa y evitar la formación de gotas
• Da como resultado una menor discriminación de masas
• La lana de cuarzo evita que la muestra llegue el fondo del inyector

Deflector de vidrio doble (FocusLiner™)

• Garantiza que la lana de cuarzo permanezca en la posición correcta en el revestimiento
• El deflector superior evita que la lana de cuarzo se desplace hacia la membrana de inyección
• El deflector inferior evita que la lana de cuarzo se introduzca en el inserto

Inyección SplitLess

Restricción en la base

• La restricción cónica minimiza el contacto de los analitos con la parte inferior del inyector. En el modo de inyección SplitLess es especialmente importante porque el tiempo de residencia de la muestra en el inserto es mayor.
• La instalación de la columna en el Inserto se vuelve más robusta porque el cono «canaliza» los analitos hacia la columna. La distancia a la que se inserta la columna en el inserto no es tan crítica

Inyección SplitLess de compuestos muy activos

• El cono minimiza el contacto de los analitos con la parte inferior del inyector. En el modo de inyección SplitLess es especialmente importante porque el tiempo de residencia de la muestra en el inserto es mayor.
• Sin lana de cuarzo

Deflector de vidrio doble (FocusLiner™)

• Garantiza que la lana de cuarzo permanezca en la posición correcta en el revestimiento
• El deflector superior evita que la lana de cuarzo se desplace hacia la membrana de inyección
• El deflector inferior evita que la lana de cuarzo se introduzca en el inserto

Inyección FAST GC : diámetro interno estrecho

• Anchura de picos menores
• Especialmente adecuado para columnas Fast GC (0.1 mm D.I.)

Ventajas de la Desactivación

• La desactivación se realiza a una temperatura >400°C, que es más alta que las temperaturas del inyector, para asegurar que no haya ruptura térmica de la desactivación en condiciones normales de funcionamiento.
• La desactivación in situ de todos los revestimientos con lana de cuarzo significa que no hay manipulación de la lana después de la desactivación. La manipulación manual de la lana puede causar fracturas que pueden conducir a sitios activos.
• El reactivo de desactivación patentado garantiza la estabilidad de la desactivación y una excelente vida útil.

Normas generales de actividad

• ¡Menos tiempo de residencia significa mejores recuperaciones! ¿Por qué? Menos tiempo significa menos reacciones.
• Evite mantener la muestra en el puerto de inyección durante más tiempo del necesario.
• Los altos flujos de entrada y las inyecciones en Split mantienen el contacto con el puerto de inyección al mínimo.

Efecto de la Desactivación del Inserto sobre la Actividad

• Los cromatogramas muestran la diferencia entre el modo de inyección split y splitless cuando se utiliza un liner que contiene lana de cuarzo.
• En el modo Split, la muestra no permanece mucho tiempo en el inserto, por lo que la descomposición es mínima. La mayor diferencia entre los dos cromatogramas es la respuesta de endrin.

Objetivo de la introducción de la muestra.

• Desplazar su muestra a la columna lo más rápido posible de manera reproducible, sin cambios químicos.

Efecto de la velocidad de inyección

• La inyección lenta puede generar picos ancho y múltiples

La Discriminación por Masa

• La Discriminación por Masa se define como un muestreo no representativo del inyector a la columna de los componentes de bajo y alto peso molecular.

Discriminación por masas – Temperatura del Inyector

• El cromatograma superior muestra lo que sucede cuando la temperatura del inyector es demasiado baja. C22 no ha ganado suficiente energía para vaporizarse durante el tiempo de residencia de 1 minuto en SplitLess. La mayoría de los demás hidrocarburos no se ven afectados por la diferencia de temperatura; de hecho, las áreas son las mismas para C8 a C16 en ambos cromatogramas. Pero está claro que a 200°C se obtienen recuperaciones mucho mejores para los compuestos más pesados ​​que 120°C.

Introducción a la inyección Split

• El escenario ideal cuando se inyecta la muestra en el inserto en modo Split es obtener una volatilización rápida y una mezcla homogénea con el gas portador.
• En el modo de inyección Split, la mayor parte de la muestra pasará a la atmósfera por la purga de Split y solo una pequeña parte  fluirá hacia la columna. Normalmente alrededor del 1%. En la parte inferior del inyector, una pequeña parte de esta mezcla se transferirá a la columna, mientras que la mayor parte de la mezcla saldrá por la purga de Split. Para obtener una relación de división constante, la muestra (disolvente + soluto) debe mezclarse de manera homogénea con el gas portador.

Cálculo de la Relación de Split

Relación de Split = Caudal Purga Split / Caudal Columna

Relación de Split = 100/1.25 = 80:1

Linealidad de la Relación de Split

• La relación de división solo tiene un efecto lineal con concentraciones de la muestra entre 200:1 y 25:1.
• Reducir la relación de división por debajo de 25:1 no dará un aumento lineal en la concentración de la muestra. Pasar de 20:1 a 10:1 no duplicará la cantidad de muestra en la columna. Con proporciones de división bajas, puede haber un aumento en la ampliación de los picos, especialmente en los picos de elución temprana (quizás también sobrecarga de la columna).
• Las relaciones de división altas por encima de 200:1 pueden dar lugar a discriminación de masas (y también a un mayor gasto de gas portador).
• En Fast GC son posibles divisiones de hasta 1000:1, puesto que el flujo de la columna es menor, la cantidad de portador purgado a la atmósfera también es mucho menor.

Efecto del Caudal de Split

• Estos dos cromatogramas enfatizan la importancia de un Caudal de Split adecuado. En el cromatograma superior, la relación de división es 50:1, pero el análisis se realizó en una columna de 0,1 mm de DI. El caudal a través de esta columna a 33,2 psi es de solo 0,22 ml/min (27 cm/seg). Estas parecen ser las condiciones óptimas, pero el Caudal de Split es solo de 10,5 ml/min. La temperatura del horno es isotérmica a 150°C.
• El segundo cromatograma muestra el análisis utilizando las mismas condiciones, pero el Caudal de Split se aumentó a 50 ml/min (relación de división 250:1). Observe la espectacular mejora en el cromatograma.

Introducción a la Inyección SplitLess

• En el modo SplitLess, la purga de Split se cierra durante la primera parte de la inyección oblligando a la muestra solo pueda pasar a la columna, permitiendo a límites de detección mucho más altos porque la mayor parte de la muestra entrará en la columna en lugar de salir por la purga de Split.
• SplitLess, se utiliza para muestras a baja concentración. Una cosa que se debe recordar sobre SplitLess, es que el flujo de gas a través del inserto es igual al caudal de la columna y podría ser tan bajo como 0,5 ml/min. Se deberá esperar más tiempo para transferir la muestra en la columna antes de iniciar el programa de temperatura. De hecho, la muestra podría tardar hasta diez minutos en salir totalmente del inserto. Por esta razón, la purga de Split siempre se vuelve a abrir a los 60″ minuto para eliminar rápidamente cualquier residuo que quede en el inserto.

Discriminación de Masa. Comparación con el Tiempo de SplitLess

Comparación del efecto del Tiempo de SplitLess en la discriminación de masas (muestreo no representativo del inyector a la columna de componentes de bajo y alto peso molecular).

El cromatograma superior es un ejemplo de lo que sucede cuando el tiempo de purga es demasiado corto. Como puede verse, C22 no ha tenido tiempo suficiente para vaporizarse por completo. La muestra pasó un poco más de 10 segundos en el inyector y no obtuvo suficiente energía del inserto para vaporizar completamente los hidrocarburos. Hay mucha discriminación de alto punto de ebullición.

El cromatograma inferior muestra la misma muestra en las mismas condiciones, excepto que el flujo de purga se activa un minuto después del inicio del análisis.

Lo primero que se nota entre los dos cromatogramas es la diferencia en la respuesta de los compuestos más pesados. Los productos de alto punto de ebullición ahora han podido absorber suficiente energía del Inserto para vaporizarse por completo. Otra diferencia importante es el aumento de altura y área de todos los compuestos en el cromatograma. Los picos del segundo cromatograma tienen casi el doble de altura que los picos del primer cromatograma.

Tiempo de SplitLess

Este gráfico muestra las diferentes tasas de vaporización de hidrocarburos durante una inyección SplitLess. Los hidrocarburos volátiles se vaporizan rápidamente en comparación con los semivolátiles.

A los 0,25 min (15 segundos), los componentes volátiles y semivolátiles de la muestra casi han terminado de vaporizarse. Pero los no volátiles C36 y C42 aún tienen que alcanzar la mitad de su área máxima final. En este momento la discriminación entre los hidrocarburos en la muestra es máxima. De 1/4 de minuto a un minuto, las áreas de C8 a C30 no cambian mucho, pero C36 y C42 ganan suficiente energía para aumentar su área más del doble.

Una purga a un tiempo de un minuto suele ser suficiente para obtener buenas recuperaciones de C8 a C36.

El Efecto Solvente en SplitLess

La Focalización de Banda por el solvente implica la inyección del solvente de la muestra a una temperatura del horno de al menos 10-20 °C por debajo del punto de ebullición del solvente utilizado para que se condense completamente al principio de la columna capilar.

Para la inyección en SplitLess, durante un tiempo de 1 minuto y un volumen de inserto de 1 ml, el ancho del pico inicial será de aproximadamente un minuto.
La Focalización de Banda del solvente ocurre primero por evaporación del solvente en el extremo del inyector de la columna: los analitos se vuelven más y más concentrados en la banda de solvente cada vez más decreciente a medida que el horno se calienta.

Como los analitos tienen mayor afinidad por el disolvente que por la fase gaseosa, al evaporarse los analitos se concentrarán en una banda estrecha en la columna.

¿Qué es el BackFlash o FlashBack?

Se producirá un BackFlash (retroceso) cuando, durante la vaporización, el volumen de la muestra de gas expandido se expanda a un volumen mayor que el del inserto de entrada.

El caso de BackFlash el solvente y la muestra pueden volver a la entrada del inyector y entrar en las líneas de gas, causando la contaminación de su sistema. En casos extremos puede ser necesario quitar las tuberías de gas y reemplazar las líneas de entrada aunque una fuente de aire caliente pueden resultar útiles.

Este efecto es mucho más frecuente en modo SplitLess.

A 250 °C y una presión de entrada de 10 psi, las siguientes sustancias:

• 1,0 µL de cloruro de metileno se expandirá a 0,39 mL
• 1,0 µL de agua se expandirá a 1,41 mL

Un gran volumen de inyección de un solvente con un gran volumen de expansión puede provocar una sobrecarga en el inserto de entrada.

Efectos del BackFlash

• Picos fantasma
• Picos con cola
• Cuantificación errática
• Pérdida de sensibilidad
• Pérdida de volátiles

Inyecciones con BackFlash y medidas preventivas

• Elija un solvente con una masa molar alta
• Aumente el volumen del inserto del inyector
• Conozca el volumen de expansión
• Temperatura de entrada más baja
• Aumente la presión de entrada

Efecto del tipo de solvente

No todos los solventes se expanden al mismo volumen en las mismas condiciones condiciones. El volumen del gas expandido de un líquido de volumen y densidad conocidos se puede calcular a partir de la ley de los gases ideales. Es importante recordar que el volumen de gas aumentará a medida que disminuya la masa molar. Esta es una de las razones por las que el agua es un disolvente muy difícil. El agua se expande tres o cuatro veces el volumen de expansión del cloruro de metileno.

En este ejemplo, si el volumen del inserto es inferior a 0,90 ml, se producirá un retroceso.

Cloruro de metileno a 250 °C y una presión de entrada de 10 psi, con un inserto de entrada con un volumen inferior a 0,90 ml:

• 1 μL de líquido se expandirá a 0,40 mL (sin BackFlash)
• 3 μL de líquido se expandirá a 1,20 mL (con BackFlash)

¿Qué significa? El Back/Flash ocurre cuando el volumen del inserto no es suficiente para contener el volumen de gas expandido.

Contaminación y picos fantasma causados por BackFlash

El backflash puede causar problemas graves, especialmente en la cuantificación. Si los solutos semi volátiles entran en las líneas de entrada, pueden causar una contaminación continua del sistema en forma de picos fantasma.

Eliminación de la contaminación

Backflash también se puede utilizar a nuestro favor. Si el sistema de inyección se ha contaminado, se puede inyectar deliberadamente agua en el inserto a alta temperatura  para provocar un reflujo y eliminar la contaminación a gracias a la destilación con vapor. Se recomienda tener una longitud de tubo de sílice fundida conectada al inyector en lugar de una columna capilar para este procedimiento.

Efecto del aumento del volumen de muestra

En modo SplitLess, al aumentar el volumen de inyección aumenta la cantidad de muestra en la columna. Pero el aumento no es lineal. Si duplica el volumen de inyección, no duplicará la cantidad de muestra en la columna. La razón principal por la que esto sucede es que el inserto no puede contener todo el volumen de la muestra vaporizada.

Recuerde, el inserto no tiene tapa. Por lo tanto, inyectar más muestra hará que fluya más muestra por la parte superior del inserto. Esto siempre ocurre incluso con pequeños volúmenes de inyección, pero la pérdida de muestra se exagera cuando se utilizan grandes volúmenes.

Cálculo del volumen del revestimiento de entrada

• Volumen = Longitud x π r²
• Reste la cantidad aproximada para lana de vidrio o estrechamientos

Inserto Agilent = 78,5 mm x 4,0 mm (DI) no 6,3 mm OD

• Volumen= 7,85 cm x π x 0,2 cm²
• Volumen = 0,986 cc o 986 µL

Inserto Bruker/Varian = 72 mm x 4,0 mm (DI) no 6,3 mm OD

• Volumen = 7,2 cm x π x 0,2 cm²
• Volumen = 0,905 cc o 905 µL