色谱法是一种先将混合物中的组分分离成其组成元素,继而测量和分析此类元素的科学方法。“高效液相色谱”(HPLC)设备可帮助发现水体污染、有毒化学品和空气杂质。小径不锈钢长毛细管可用于探测诸多高精度系统,以提高取样效率。

选择HPLC管时应注意什么?

HPLC是最通用的实验室分析“工具”之一。由于色谱分析法下存有诸如分辨率差、谱带展宽、不良峰形等可能影响最终结果的各类问题,故须采取预防措施解决此类问题。常规HPLC系统(非UHPLC)的工作压力限制通常在5800 - 7000 psi(400 - 500巴)范围之内,而这通常适用于HPLC柱硬件和(全多孔颗粒)包装材料。然而,随着先进色谱技术的发展,超高效液相色谱(UHPLC)系统具有其两倍的总操作压力(高达15,000 psi)以获得更快的流速。UHPLC开发人员现在能够在更短的时间内,实现相同或更佳的分辨率以分离液相色谱。这是一项在效率、准确性和生产率方面取得的重大成就。UHPLC由HPLC演变而来,同样使用色谱柱、色谱泵和先进的HPLC管。

如果没有采取一定的预防措施并选择合适的材料,则系统中很可能会出现重大问题。某些主要系统组件通常被视为是此类问题的根源所在。然而,虽然流动相组成与填充不良的色谱柱可能是实验室发生问题的主要原因,但其并非导致系统故障的唯一来源。此类问题的另一主要原因可能是用于系统流路的不锈钢毛细管的不当选择。

在为特定流路选择适当的管件时,应考量诸多至关重要的因素:

材料

为了保证系统流路的完整性,选择适当的高压管材至关重要。材料必须与样品和流动相具有化学相容性。管件的化学不相容性可能导致某些生物样品“粘附”到管道表面,从而导致样品损失、收率低或发生残留。

压力与温度

当考虑在色谱应用场所下使用精密色谱管时,内部系统压力和极端温度将是主要考量因素。就面临极高压力和腐蚀性媒介物质的设备部分而言,只有符合严苛标准且高度完整的不锈钢毛细管才是适用选择。

在采用UHPLC等技术时,管件选择变得更加关键,这主要是因为,在系统高压区域施加极端压力的情况下,液体通路将产生巨大的应力。值得指出的是,在HPLC系统中正常工作的色谱管可能并不总是适合UHPLC系统。正如任何此类流程一样,如果高压管选择不当,将会导致系统性能不佳、常常出现色谱分析问题,以及发生诸如泄漏和破裂等更为严重的状况。

色谱管的尺寸选择

与针对精密管选择适用的材料一样,针对流路选择精确的色谱管尺寸同等重要。对于高效和超高效液相色谱(HPLC和UPLC)设备的性能而言,超小径不锈钢毛细管至关重要。

毛细管中应提供光洁内孔,以限制牛顿流体流经样品环,从而获得更佳的样品读数。毛细管尺寸的精确度、材料的完好性和内径表面的匀质性对于结果的精确性均很重要。管件应不含杂质,如油质、油脂和其他来自制造流程中的异物。此类杂质将会导致交叉污染和样品读数出错。如此一来,即可确保优化从传感器传送至测量仪器的液体和气体的流动,使其保持均匀状态。

选择最佳尺寸的高压管时必须考虑以下三点:

1) 管件的外径(OD)必须与接受口兼容。由于整个系统中连接的复杂性,两者必须匹配。

2) 管件还必须具有适合具体应用的适当内径(ID)。内径越小,结果越好。较小的内径可提供更快的线性速度和更小的“混合区”,从而确保样品组分尽可能保持浓缩状态。但是,仍有必要确保内径不会太小。随着色谱管的内径减小,压力可能增加至超出应用的耐压能力和要求。

3) 确保管长适用于应用场所。管件越长,流路所流入的液体体积越大。这有可能在流动相中稀释样品,从而导致样品组分分离后得以再次合并。在保持系统功能的同时,流路应尽可能短,这点尤为关键。

流路中色谱管的所有此类关键特性均应纳入考虑范围,这将有助于确保获得更为优质的测量结果,不论传统HPLC,还是更为先进的UHPLC均为如此。

不锈钢毛细管的适当准备

确定并备好适当的毛细管内经、外径和长度后,应确保管端正确成型,这将同样重要。采取以下步骤至关重要:

1) 确保管端平整且无毛刺。这样,管件可均匀地靠在接收端口的底部,从而有助于防止形成死体积。

2) 管件应以通孔为中心,以便与接收端口的开孔正确对齐。适当的定心操作可显著减少湍流和背压。

结论

选择适当的高压管材料尺寸(外径、内径和长度),并确保针对特定应用场所进行适当的预处理,这对于获得精准的色谱结果非常重要。最佳方法为寻求一家不锈钢毛细管制造商,其应具有丰富的经验,且可提供专为色谱应用场所而制的相关产品。

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资料来源:

  1. 分离科学
  2. Chromatography Today