通往量热计大师之路 Vol.7 第二次DSC测量DSC测量的关键是溶液的填充！（第一部分）

by Malvern Panalytical, Monday, 7th March 2016

通往量热计大师之路 Vol.7 第二次DSC测量
DSC测量的关键是溶液的填充！（第一部分）

这里出现的人物和故事是虚构的。
有关技术内容，由大阪府立大学特聘研究员深田老师提供指导。

 

在页面底部的“下载”按钮中可以下载正文中出现的仲村汇总的，
“请深田老师确认的事项备忘录（DSC）及其答复”。


【之前的故事】
丸番制药的仲村按照手册进行VP-DSC的测量。然而，测量总是不太成功。在查看Malvern的官网时，对某些问题感到困惑，于是决定整理出问题，去请教深田老师。


【本次的故事】

仲村事先给深田老师发了如下邮件。
并且，在访问前，把在官网或手册上记载的内容中想向深田老师确认的项目整理了一下。和ITC的测量似乎有些不同之处。
深田老师，久疏问候。今天请您指导关于VP-DSC的测量，拜托了！
好的，彼此彼此。
如之前邮件所述，在进行水－水测量时，基线呈上升趋势。这是什么原因导致的呢？
原因多种多样，通常说的是
(1) 电池中的气泡混入
(2) 电池的污垢
(3) 参比池和样品池中的溶液不同
(4) 参比池和样品池的液面高度不同
(5) 样品沉淀等。
这次是水－水测量，所以(3)、(5)是不适用的。但是，从数据来看，DP值从负值开始，这可能是因为电池清洗不彻底，或是(1)、(4)的原因。虽然测量过程没能亲眼看到，不过，液面的高度是通过填充调节注射器调整的吧？
是的，没错。
脱气也按照手册实施了吧？
是的，执行了。
那么，仍然有很大的可能性是气泡混入的原因。因为溶液的量比iTC200多了500 uL，所以可能抓不住泵送的感觉。
老师，与该溶液填充方法相关，填充漏斗是否一定要使用呢？
填充漏斗的作用是避免气密注射器撞击电池而损伤。使用它时，注射器在电池底部悬浮数毫米不会接触底部。
那么，移除溶液时可能无法完全去除，样品浓度可能会改变……
仲村，观察很敏锐！确实如此。如果测量目的是Tm，不会有影响，但如果要准确测量焓，则浓度变化会导致影响。此类情况下，需要移除填充漏斗以确保完全移除溶液。另外，如果操作熟练，即便没有填充漏斗也能完成填充和泵送，则不必刻意使用。
原来如此。就像iTC200时一样，需要对溶液的填充熟练。
是的。实际上，几乎只有溶液填充的操作，只要掌握了这个技巧，测量本身并不困难。
那么，如果填充成功，DP值应该是多少？
DP是Differential Power的缩写。观察参比池和样品池的差异。如果两池中是相同的溶液，则差异应尽可能接近零。
那就是说，之前测量到-6.5 mCal/min时就有问题了。
是的。与ITC一样，DSC也需要确认基线的稳定性。DP变为负值的原因有：
(1) 电池内气泡混入
(2) 电池的污垢
(3) 参比池和样品池中的溶液不同等等。
说到ITC，在使用超纯水作为参比池溶液，但为何DSC使用缓冲液呢？
水和缓冲液的热容量不同。此外，温度依赖性也因缓冲液成分而异，基线的倾斜度也会随之变化。ITC是在恒温条件下进行测量的，因此热容量差不变，所以用超纯水。这就是原因。
原来如此。这么说，可以直接用系统进行水－水测量吧？
好的，开始吧。
首先打开系统和PC的电源。启动控制软件，确认系统指示灯亮起。用ThermoVac对超纯水进行脱气。大约3-5分钟。
如果是用超纯水来检查基线的稳定性，建议脱气15分钟左右，稍微长一些。对于样品或缓冲液，则不宜脱气时间太长，否则水分蒸发会导致浓度变化，请限制在3-5分钟。
明白了。脱气完成后清洗系统。移开压力帽，用压力塞盖住压力传感器。
使用填充漏斗移除参比池液体。与ITC一样，DSC在测量结束后也需要用超纯水充满结束，对吧？
是的，没错。
移除填充漏斗，安装电池清洗装置。流经14% Decon90（或20% Contrad70）300 mL。之后，用超纯水洗300 mL。取出装置，用气密注射器移除电池内的超纯水，再安装填充漏斗。将脱气超纯水700 uL置于气密注射器中并排出气泡。慢慢注入样品池，使其在填充漏斗小孔中可见。看到液面后，进行几次泵送。移除电池入口溢出的溶液，移除填充漏斗。用填充调整注射器调整电池液面高度。

然后在样品池中重复相同操作。移除压力塞，确保紧闭压力帽。在监控器上检查压力！要确认是否大于27 psi？

是的，但这个值因系统而异，建议按照交货时工程师测量的数据来确认。
在哪看能知道？
用记事本打开扩展名为“.dsc”的原始数据文本文件。在测量实际值的部分有显示压力的数字。
如果低于20 psi，可能是压力帽磨损。此外，有时是因为盖子的内侧或系统螺纹上有灰尘，导致压力降低，所以要注意。
话说回来，仲村，请问清洗样品池并填充溶液需要多长时间？
我并没有准确计时，大概10分钟左右吧？
差不多。之所以确认操作所用时间，是因为在VP-DSC测量中，交换样品时不能停止测量。
是的，操作手册中有记载。与热历史相关。
补充一下。关于热历史，由于DSC装置特性，测量开始不久的扫描数据与之后的数据在位置和形状上会有所不同。这是由于扫描前的“热历史”与第二次扫描后的不同造成的。之前扫描开始时，装置处于恒定温度中，而之后则在上一周期升温扫描后，冷却到测量开始温度才开始新的测量扫描。

因此，第一次扫描与随后的测量开始前的条件不同，响应以不同形态出现。重复扫描可提高扫描间的再现性。

在DSC测量中，将控制测量（在两池同时填充缓冲液）和样品测量（参比池填充缓冲液，样品池填充样品）作为一组数据进行采集。为了在热历史稳定的状态下进行样品测量，建议在样品测量前一天晚上进行控制测量。

是的。为了在热历史稳定的条件下进行测量，需要在控制测量后的降温中降到合适温度后，快速填充样品而不中断连拍。也要考虑操作的熟练度，预计溶液提取、清洗、样品填充大约需要10至15分钟的时间。即便操作还未完成，系统会开始升温。因此，建议在测量实际样品之前，通过使用水来练习，熟悉操作感觉。
了解了。这有点让人紧张呢。
熟悉后便无碍。此外，在填样时使用干燥的气密注射器，能更小幅度改变浓度。交货时，可能收到了与卢尔锁类型注射器连接的针头。移除液体、简单清洗等任务可用它，填样时可切换回气密注射器使用。

另外，气密注射器使用后如果仔细清洗，将推杆取下保存最好。有时，缓冲液成分残留导致推杆取不下来，我曾接到这样的反馈。

明白！非常有用。对了，老师，从缓冲液到样品更换时需不需要清洗操作？
不，这不需要。
超纯水填充完成后，接下来就是在控制软件中设置参数。按照操作手册的说明，输入系统检查条件。
补充一下。此次仲村将进行系统检查，所以Number of Scans设为10。但是，在真实样品测量中，很难准确判断一晚上能完成多少次控制扫描。

因测量条件不同，不过按1次测量扫按10 – 100℃下90℃/小时的速度进行，考虑到基线稳定化和温度下降要花费30分钟左右，因此估算到第二天早上至少能完成多少次测量。将多于样品数加上一定余量的测量次数输入Number of Scans。Number of Scans>的数在测量时可修改。

若次日扫描数多于设定测量次数，比如如果设为20，但实际以15次测量结束，请重新输入15，点击Update Run Param.确定。若强制结束测量，可能影响到数据获取，所以建议更改测量次数。

那就开始测量吧。
好的，在此之前，稍事休息一下吧。

继续至第二部分从以下的“下载”按钮可以下载
本文中提到的“请深田老师确认的事项备忘录（DSC）及其答复”。

下载

通往量热计大师之路 过往期刊

这篇文章可能已被自动翻译