Một hệ thống UHPLC chạy ở áp suất 600 thanh xuyên suốt 10 cm chiều dài 0,005 inch. Ống ID đang chứa khoảng 1,3 µL pha động bên trong đường đó. Thay thế nó bằng ống có cùng chiều dài 0,020 in. ID và đường dây chứa khoảng 20 µL. Không có gì thay đổi, nhưng chiều rộng cực đại, thời gian lưu và số lượng đĩa rõ ràng đều di chuyển. Đó là trường hợp thực tế để xử lý ống UHPLC như một bộ phận của hệ thống chứ không phải là hệ thống ống nước: đường kính trong dẫn đến sự phân tán, vật liệu dẫn đến khả năng tương thích hóa học và chất lượng của vết cắt quyết định xem khớp nối có bịt kín hay không.
Phần tiếp theo trình bày cách ba yếu tố đó tương tác với nhau, những con số nào thuộc về bảng thông số kỹ thuật và giới hạn thực tế nằm ở đâu đối với ống polymer và thép không gỉ.
Ống UHPLC và ngân sách khối lượng cột bổ sung
Thể tích cột bổ sung là tổng của bộ bơm, ống giữa bộ cấy và cột và buồng detector. Tài liệu xử lý sự cố sắc ký thường khuyên nên giữ tổng đó ở mức dưới khoảng 10 đến 15 µL khi cột chứa các hạt nhỏ hơn 2 µm, vì các cột như vậy tạo ra các đỉnh rất hẹp và bất kỳ thể tích nào bên ngoài cột sẽ làm loãng và mở rộng chúng.
Thể tích ống dễ tính toán và dễ đánh giá thấp: V = π r² L. Vì bán kính là bình phương nên việc nhân đôi ID sẽ nhân thể tích ở cùng một chiều dài gấp bốn lần. Biểu đồ dưới đây cho thấy điều đó có ý nghĩa gì đối với các kích thước lỗ khoan thường được dự trữ cho công việc phân tích.
Tiếp theo là hai thói quen. Giữ cho ống tiêm đến cột chạy ngắn nhất có thể theo hình dạng của bộ lấy mẫu tự động, vì dây nối 5 cm giữ được một phần tư so với dây nối 20 cm giữ ở cùng một ID. Và không sử dụng một lỗ khoan duy nhất ở mọi nơi: phía áp suất thấp của hệ thống, bao gồm đầu vào máy bơm, bộ khử khí và đường thải, có thể mang ống 0,020 inch hoặc lớn hơn mà không bị phạt vì sự phân tán ở đó không bao giờ đến được máy dò.
Đường kính trong: Sự đánh đổi quyền lực thứ tư
Ống hẹp làm giảm sự phân tán nhưng lại gây áp lực. Dòng chảy qua một lỗ khoan nhỏ tuân theo hệ thức Hagen-Poiseuille, trong đó độ giảm áp suất tỷ lệ nghịch với lũy thừa 4 của bán kính. Việc giảm một nửa ID sẽ nhân mức giảm áp suất lên 16, đó là lý do tại sao vài cm cuối cùng trước cột vừa là phần nhạy cảm nhất của đường dẫn dòng chảy vừa là phần có nhiều khả năng vượt qua giới hạn áp suất nhất.
Phạm vi hoạt động phù hợp với thực hành UHPLC thông thường:
- ID từ 0,0025 inch đến 0,005 inch cho đường từ bộ cấy đến cột, trong đó độ phân tán có ảnh hưởng lớn nhất đến hình dạng đỉnh.
- ID từ 0,005 inch đến 0,010 inch từ cột đến máy dò, trong đó lỗ khoan lớn hơn một chút thường là sự đánh đổi có thể chấp nhận được đối với áp suất ngược thấp hơn.
- ID 0,020 inch trở lên đối với đầu vào máy bơm, chất thải và bất kỳ đường truyền áp suất thấp nào.
Lựa chọn vật liệu: PEEK, PTFE, FEP, PFA, ETFE và thép không gỉ
Việc lựa chọn vật liệu thường bao gồm hai câu hỏi: cái gì ở trong pha động và cái gì đang được phát hiện.
PEEK: mặc định không có kim loại
PEEK là lựa chọn tiêu chuẩn để chạy từ bộ phun đến cột trong các công việc nhạy cảm với kim loại. Nó tương thích sinh học, không thải sắt hoặc niken vào đường dẫn dòng chảy, đồng thời chịu được các chất đệm phốt phát và thuốc thử ghép cặp ion gây rắc rối với thép không gỉ. Nó cũng có những hạn chế: PEEK trương nở trong DMSO, THF và dichloromethane, đồng thời axit đậm đặc sẽ tấn công nó. Bảng dữ liệu dành cho ống PEEK ID nhỏ thường báo giá xếp hạng áp suất trong khoảng từ 5.000 đến 7.000 psi (khoảng 345 đến 480 bar) ở nhiệt độ phòng, bao gồm hầu hết các điều kiện của phương pháp UHPLC.
PTFE và FEP: phía áp suất thấp
Fluoropolyme bao phủ các phần của đường dẫn dòng chảy nơi có áp suất khiêm tốn và khả năng kháng hóa chất là quan trọng nhất. PTFE và FEP có hiệu quả trơ đối với hầu hết mọi pha động, chúng mềm và dễ định tuyến, đồng thời chúng là vật liệu thông thường cho đường ống vào máy bơm, kết nối bộ khử khí và chất thải. Trần áp suất của chúng chỉ bằng một phần của PEEK, vì vậy chúng không thể thay thế cho cầu nhảy áp suất cao.
Ống đùn PTFE cho các ứng dụng y tế và đường dẫn chất lỏng Ống fluoropolymer kháng hóa chất dành cho đường dẫn dòng áp suất thấp, có khả năng tương thích sinh học, phạm vi nhiệt độ rộng và có thể sử dụng ống thông hoặc hệ thống phân phối. Xem sản phẩm → PFA và ETFE: nơi nhiệt độ hoặc độ cứng quan trọng
PFA giữ các đặc tính cơ học của nó ở nhiệt độ cao hơn FEP, điều này quan trọng khi ống nằm gần lò cột. ETFE cứng hơn và chịu mài mòn tốt hơn PTFE với khả năng kháng hóa chất tương đương, vì vậy nó thường được chọn cho các dây chuyền được xử lý nhiều lần trong quá trình bảo trì.
Ống ép đùn y tế PFA cho dòng chất lỏng phân tích và công nghiệp Ống Fluoropolymer để truyền chất lỏng cấp thực phẩm và kết nối phân tích chính xác, kết hợp khả năng kháng hóa chất với hiệu suất gần thiết bị đo nhiệt độ cao. Xem sản phẩm → Thép không gỉ: trần áp lực
Thép không gỉ 316 trong 1/16 inch. OD đạt áp suất lên tới khoảng 20.000 psi với các kết nối được thực hiện chính xác, đó là lý do tại sao các hệ thống chạy liên tục trên 1.000 bar thường duy trì ở mức đó. Sự đánh đổi là có thật: các ion kim loại có thể thấm vào các pha động có hàm lượng muối cao và các chất phân tích mà kim loại chelate có thể hấp phụ trên thành.
| Chất liệu | Phạm vi ID điển hình | Áp suất làm việc | Ghi chú dung môi và chất phân tích | Phù hợp nhất |
|---|---|---|---|---|
| PEEK | 0,0025 đến 0,030 inch. | Thường được trích dẫn 5.000 đến 7.000 psi cho ID nhỏ | Sưng trong DMSO, THF và dichloromethane; tránh axit đậm đặc; không có kim loại | Dây chuyền phun vào cột, chất phân tích nhạy cảm với kim loại |
| PTFE | 0,010 đến 0,062 inch. | Áp suất thấp, dưới vài trăm psi | Kháng hóa chất rộng nhất; mềm mại và dễ dàng định tuyến | Đầu vào bơm, chất thải, chuyển áp suất thấp |
| FEP | 0,010 đến 0,062 inch. | Áp suất thấp | Hóa học tương tự như PTFE, tường trong suốt | Dây chuyền thải khí khử khí và máy dò |
| PFA | 0,010 đến 0,062 inch. | Thấp đến trung bình | Tính trơ của Fluoropolymer với độ ổn định nhiệt độ cao tốt hơn | Dây chuyền gần lò cột |
| ETFE | 0,010 đến 0,062 inch. | Thấp đến trung bình | Kháng hóa chất tốt với độ cứng cao hơn | Các đường dây được xử lý trong quá trình bảo trì |
| thép không gỉ 316 | 0,0025 đến 0,020 inch. | Lên đến khoảng 20.000 psi với phụ kiện chính xác | Có thể giải phóng các ion kim loại trong phương pháp ghép muối hoặc ion cao | Hệ thống chạy trên 1.000 bar |
Khi sự lựa chọn thực sự gần gũi, sự so sánh song song giữa Ống PTFE và PEEK chống lại danh sách pha di động của bạn thường là cách nhanh nhất để giải quyết nó.
Dung sai, chất lượng cắt và phụ kiện
Hai mục trên bản vẽ ống quyết định liệu phương pháp có được chuyển giao rõ ràng giữa các thiết bị hay không: dung sai ID và chất lượng cắt.
Dung sai ID được viết dưới dạng số tuyệt đối, chẳng hạn như /-0,0005 in. (khoảng /-13 µm) hoặc dưới dạng phần trăm danh nghĩa. Bởi vì thể tích tỉ lệ với bình phương đường kính, nên dung sai chuyển trực tiếp thành dao động thể tích và dao động trên lỗ nhỏ sẽ lớn hơn tương ứng so với trên lỗ lớn.
Chất lượng cắt là nửa sau của vấn đề. Một ống bị cắt ở một góc hoặc có gờ ở đầu, không thể đặt vuông góc với hình nón của cổng 10-32. Kết quả là một thể tích nhỏ bị giữ lại ngay phía trước cột, một nguyên nhân kinh điển khiến chiều rộng cực đại tăng thêm mà không có biện pháp điều hòa cột nào có thể loại bỏ được. Máy cắt có lưỡi dẫn hướng bằng dao cạo tạo ra mặt vuông, không có gờ; một máy cắt chéo thì không.
Các phụ kiện hoàn thành việc lắp ráp. 1/16 inch. OD là tiêu chuẩn cho các cổng hình nón 10-32 và đai ốc PEEK chặt bằng ngón tay là lựa chọn thông thường cho ống PEEK vì chúng bịt kín một cách đáng tin cậy và có thể được sử dụng lại. Siết chặt quá mức là sai lầm phổ biến: nó làm chảy polyme nguội, thu hẹp lỗ khoan ở điểm nối và lặng lẽ tăng thêm cả áp suất ngược và thể tích chết.
Những gì thuộc về một bản vẽ ống
Thông số kỹ thuật tồn tại sau sự thay đổi của nhà cung cấp bao gồm sáu hạng mục: loại vật liệu và chất màu, ID danh nghĩa có dung sai, OD, chiều dài cắt có dung sai, tình trạng mặt cắt và các yêu cầu về độ sạch hoặc có thể chiết xuất đối với chế độ phát hiện dự kiến.
OD và ID là những con số mà người mua kiểm tra đầu tiên, tuy nhiên chúng là hai con số ít được viết kèm theo dung sai nhất. Trên lỗ khoan 0,005 inch, sự khác biệt giữa /-0,0005 inch và dung sai không xác định là sự dao động 20% trong thể tích đường dây, đủ lớn để thay đổi thời gian lưu khi thay ống giữa các dụng cụ.
Phía sản xuất: Sản phẩm có dung sai ép đùn
Công ty TNHH Vật liệu Polymer LINSTANT Ninh Ba được thành lập vào năm 2014 và từ đó đã phát triển thành một doanh nghiệp công nghệ cao cấp quốc gia với hơn 500 nhân viên chuyên nghiệp. Công ty cam kết vượt qua vai trò của một nhà cung cấp linh kiện truyền thống, phấn đấu trở thành một phần không thể thiếu trong các sản phẩm của khách hàng. Từ việc kết hợp chính xác trong giai đoạn hợp tác thiết kế đến đảm bảo độ tin cậy trong quá trình sản xuất, LINSTANT tích hợp sâu vào chuỗi giá trị cốt lõi của sản phẩm của khách hàng, biến công nghệ ống thông thành lợi thế cạnh tranh cốt lõi cho sản phẩm của họ.
Thông qua đổi mới công nghệ liên tục và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, chúng tôi có khả năng cung cấp cho các công ty thiết bị y tế các giải pháp hệ thống ống thông tùy chỉnh an toàn hơn, chính xác hơn và công nghệ tiên tiến hơn.
Đối với bất kỳ ai chỉ định ống polymer chính xác, các khả năng liên quan là: cơ sở phòng sạch đạt tiêu chuẩn GMP gần 20.000 m2, 15 dây chuyền ép đùn nhập khẩu với đồng đùn đơn, đôi và ba, tám dây chuyền ép đùn PEEK chuyên dụng, chứng nhận ISO 13485:2016, và OEM/ODM các chương trình hoạt động từ bản vẽ và ngăn xếp dung sai thay vì số danh mục.
Câu hỏi thường gặp về ống UHPLC
Q1. Ống UHPLC là gì và nó khác với ống HPLC như thế nào?
Cùng một công việc, số lượng chặt chẽ hơn. Hệ thống UHPLC chạy ở áp suất cao hơn với các cột dưới 2 µm, do đó đường giữa bộ phun và cột thường có ID nhỏ hơn, thường là 0,0025 đến 0,005 inch và dung sai ID chặt chẽ hơn so với đường HPLC thông thường.
Q2. Tôi nên sử dụng ống ID nào cho UHPLC?
Sử dụng 0,0025 đến 0,005 inch từ bộ phun đến cột, 0,005 đến 0,010 inch từ cột đến máy dò và 0,020 inch hoặc lớn hơn ở phía áp suất thấp như đầu vào máy bơm và chất thải.
Q3. Ống PEEK có phù hợp với UHPLC không?
Có, đối với hầu hết các điều kiện của phương pháp và đó là câu trả lời thông thường khi đường dẫn dòng chảy phải không có kim loại. Trước tiên, hãy kiểm tra khả năng tương thích của dung môi vì PEEK phồng lên trong DMSO, THF và dichloromethane, đồng thời duy trì trong mức áp suất cho ID cụ thể.
Q4. PEEK hay ống thép không gỉ cho UHPLC?
Thép không gỉ xử lý áp suất cao nhất, lên tới khoảng 20.000 psi với các phụ kiện phù hợp, nhưng có thể giải phóng các ion kim loại và tương tác với thuốc thử ghép cặp ion. PEEK trơ và tương thích sinh học với trần áp suất thấp hơn và hạn chế về dung môi.
Q5. Làm cách nào để cắt ống PEEK mà không tạo ra khối chết?
Sử dụng dao cắt có lưỡi dẫn hướng sao cho mặt vuông và không có gờ, sau đó kiểm tra phần cuối trước khi lắp đặt. Một vết cắt góc cạnh hoặc có gờ sẽ không dán phẳng vào hình nón cổng và để lại một khối bị kẹt phía trước cột.
Q6. Tại sao thời gian lưu lại thay đổi sau khi tôi thay ống?
Thường là sự thay đổi về khối lượng cột phụ hoặc dung sai ID. Đường dài hơn hoặc lỗ khoan lớn hơn sẽ tăng thêm âm lượng và mở rộng các đỉnh; lỗ khoan vượt quá dung sai cũng làm điều tương tự ít có khả năng dự đoán hơn, đó là lý do tại sao dung sai thuộc về đơn đặt hàng.
