Система УВЭЖХ, работающая при давлении 600 бар через трубку длиной 10 см и внутренним диаметром 0,005 дюйма, удерживает внутри этой линии примерно 1,3 мкл подвижной фазы. Замените его трубкой той же длины с внутренним диаметром 0,020 дюйма, и линия вмещает около 20 мкл. Больше ничего не изменилось, однако ширина пиков, время удерживания и видимое количество тарелок изменились. Это практический случай рассмотрения трубок УВЭЖХ как компонента системы, а не водопровода: внутренний диаметр определяет дисперсию, материал определяет химическую совместимость, а качество среза определяет, будет ли фитинг герметично закрываться или протекать.
Далее описывается, как взаимодействуют эти три фактора, какие числа относятся к спецификациям и где находятся реалистичные пределы для труб из полимеров и нержавеющей стали.
Трубки для УВЭЖХ и бюджет объема внеколонки
Внеколоночный объем представляет собой сумму инжектора, трубки между инжектором и колонкой и ячейки детектора. В литературе по устранению неполадок хроматографии обычно рекомендуется поддерживать общий объем примерно ниже 10–15 мкл, когда колонка заполнена частицами размером менее 2 мкм, поскольку такие колонки дают очень узкие пики, а любой объем вне колонки разбавляет и уширяет их.
Объем трубки легко вычислить и легко недооценить: V = π r² L. Поскольку радиус квадратичен, удвоение внутреннего диаметра увеличивает объем в четыре раза при той же длине. В приведенной ниже таблице показано, что это означает для диаметров отверстий, которые обычно имеются в наличии для аналитических работ.
Далее следуют две привычки. Длина пути от инжектора к колонке должна быть настолько короткой, насколько это позволяет геометрия автосамплера, поскольку перемычка длиной 5 см удерживает четверть того, что перемычка длиной 20 см удерживается при том же внутреннем диаметре. И не используйте везде одно отверстие: на стороне низкого давления системы, включая впуск насоса, дегазатор и сливные линии, можно без каких-либо штрафов пропускать трубки диаметром 0,020 дюйма или больше, поскольку дисперсия там никогда не достигает детектора.
Внутренний диаметр: компромисс в четвертой степени
Узкая трубка уменьшает дисперсию, но снижает давление. Поток через небольшое отверстие подчиняется соотношению Хагена-Пуазейля, в котором падение давления обратно пропорционально четвертой степени радиуса. Уменьшение внутреннего диаметра вдвое увеличивает падение давления в шестнадцать, поэтому последние несколько сантиметров перед колонкой являются одновременно наиболее чувствительной частью пути потока и частью, которая с наибольшей вероятностью сработает за предел давления.
Рабочие диапазоны, которые применяются в повседневной практике УВЭЖХ:
- Внутренний диаметр от 0,0025 до 0,005 дюйма для линии инжектор-колонка, где дисперсия оказывает наибольшее влияние на форму пика.
- Внутренний диаметр от 0,005 до 0,010 дюйма от колонки до детектора, где диаметр немного большего диаметра обычно является приемлемой компенсацией более низкого противодавления.
- Внутренний диаметр 0,020 дюйма и выше для впуска насоса, отвода и любой линии передачи низкого давления.
Выбор материала: PEEK, ПТФЭ, ФЭП, ПФА, ЭТФЭ и нержавеющая сталь.
Выбор материала обычно сводится к двум вопросам: что находится в подвижной фазе и что детектируется.
PEEK: стандарт по умолчанию, не содержащий металлов
PEEK является стандартным выбором для соединения инжектор-колонка при работах, чувствительных к металлу. Он биосовместим, не выщелачивает железо или никель в поток и переносит фосфатные буферы и реагенты для образования ионных пар, которые вызывают проблемы с нержавеющей сталью. У него также есть ограничения: PEEK набухает в ДМСО, ТГФ и дихлорметане, а концентрированные кислоты разъедают его. В технических описаниях трубок из ПЭЭК с малым внутренним диаметром обычно указывается номинальное давление примерно от 5000 до 7000 фунтов на квадратный дюйм (около 345–480 бар) при комнатной температуре, что соответствует большинству условий метода УВЭЖХ.
ПТФЭ и ФЭП: сторона низкого давления
Фторполимеры покрывают те части пути потока, где давление умеренное и химическая стойкость имеет наибольшее значение. ПТФЭ и ФЭП эффективно инертны практически ко всем подвижным фазам, они мягкие, их легко прокладывать, и они являются обычным материалом для впускных линий насосов, соединений дегазаторов и отходов. Их потолок давления составляет долю от PEEK, поэтому они не могут заменить перемычку высокого давления.
Экструзионная трубка из ПТФЭ для применения в медицине и жидкостных путях Химически стойкие трубки из фторполимера для путей потока низкого давления, с биосовместимостью, широким температурным диапазоном и возможностью использования в катетерах или системах доставки. Посмотреть продукт → PFA и ETFE: когда температура и жесткость имеют значение
PFA сохраняет свои механические свойства при более высоких температурах, чем FEP, что важно, когда трубки расположены рядом с термостатом колонны. ЭТФЭ более жесткий и более устойчив к истиранию, чем ПТФЭ, при сопоставимой химической стойкости, поэтому его часто выбирают для линий, с которыми неоднократно обращаются во время технического обслуживания.
Медицинская экструзионная трубка из PFA для линий аналитических и промышленных жидкостей Трубки из фторполимера для перекачивания пищевых жидкостей и точных аналитических соединений, сочетающие химическую стойкость с эффективностью вблизи нагретых приборов. Посмотреть продукт → Нержавеющая сталь: потолок давления
Нержавеющая сталь 316 с внешним диаметром 1/16 дюйма достигает давления примерно до 20 000 фунтов на квадратный дюйм при правильно выполненных соединениях, поэтому системы, постоянно работающие при давлении выше 1000 бар, обычно остаются с ней. Компромиссы реальны: ионы металлов могут выщелачиваться в подвижные фазы с высоким содержанием солей, а аналиты, которые хелатируют металлы, могут адсорбироваться на стенках.
| Материал | Типичный диапазон идентификаторов | Рабочее давление | Примечания по растворителям и аналитам | Лучше всего подходит |
|---|---|---|---|---|
| PEEK | от 0,0025 до 0,030 дюйма. | Обычно указывается от 5000 до 7000 фунтов на квадратный дюйм для небольших внутренних диаметров. | Набухание в ДМСО, ТГФ и дихлорметане; избегайте концентрированных кислот; без металлов | Линии «инжектор-колонка», чувствительные к металлу аналиты |
| PTFE | от 0,010 до 0,062 дюйма. | Низкое давление, ниже нескольких сотен фунтов на квадратный дюйм. | Широчайшая химическая стойкость; мягкий и легко маршрутизируемый | Вход насоса, слив, перекачка низкого давления |
| FEP | от 0,010 до 0,062 дюйма. | Низкое давление | Химический состав аналогичен ПТФЭ, прозрачная стенка. | Линии отходов дегазатора и детектора |
| PFA | от 0,010 до 0,062 дюйма. | От низкого до умеренного | Инертность фторполимера с лучшей стабильностью при высоких температурах | Очереди возле колонной печи |
| ETFE | от 0,010 до 0,062 дюйма. | От низкого до умеренного | Хорошая химическая стойкость с более высокой жесткостью | Линии, обработанные во время технического обслуживания |
| нержавеющая сталь 316 | от 0,0025 до 0,020 дюйма. | Приблизительно до 20 000 фунтов на квадратный дюйм при правильных фитингах | Может выделять ионы металлов методами с высоким содержанием солей или ионными парами. | Системы, работающие при давлении выше 1000 бар |
Если выбор действительно близок, параллельное сравнение Трубки из ПТФЭ и ПЭЭК против вашего списка мобильной фазы, как правило, это самый быстрый способ решить проблему.
Допуски, качество резки и фитинги
Два параметра на чертеже трубки определяют, будет ли метод правильно передаваться между инструментами: допуск внутреннего диаметра и качество резки.
Допуск внутреннего диаметра выражается либо в абсолютном значении, например /-0,0005 дюйма (около /-13 мкм), либо в процентах от номинального значения. Поскольку объем масштабируется пропорционально квадрату диаметра, допуск напрямую преобразуется в колебание объема, и колебание пропорционально больше на маленьком диаметре, чем на большом.
Качество резки – вторая половина проблемы. Трубка, срезанная под углом или оставленная с заусенцем на конце, не может плотно прилегать к конусу порта 10-32. В результате образуется небольшой захваченный объем непосредственно перед колонкой, что является классической причиной дополнительной ширины пика, которую не устраняет никакое кондиционирование колонки. Фреза с направляющей с острыми краями позволяет получить квадратную поверхность без заусенцев; диагональный резак этого не делает.
Фурнитура завершает сборку. Внешний диаметр 1/16 дюйма является стандартным для конических портов 10–32, а затягиваемые вручную гайки из PEEK являются обычным выбором для трубок из PEEK, поскольку они надежно герметизируют и могут использоваться повторно. Распространенной ошибкой является чрезмерная затяжка: полимер течет в холодном состоянии, сужает отверстие в соединении и незаметно увеличивает противодавление и мертвый объем.
Что относится к чертежу трубопровода
Спецификация, выдерживающая смену поставщика, содержит шесть пунктов: сорт материала и краситель, номинальный внутренний диаметр с допуском, внешний диаметр, длина реза с допуском, состояние поверхности реза, а также требования к чистоте или экстрагируемым веществам для предполагаемого режима обнаружения.
OD и ID — это номера, которые покупатели проверяют в первую очередь, но они реже всего пишутся с указанием допуска. При диаметре отверстия 0,005 дюйма разница между /-0,0005 дюйма и неуказанным допуском представляет собой двадцатипроцентное колебание объема трубопровода, что достаточно велико, чтобы сместить время удерживания при замене трубок между инструментами.
Производственная сторона: допуск на экструзию – это продукт
Компания Ningbo LINSTANT Polymer Materials Co., Ltd. была основана в 2014 году и с тех пор превратилась в высокотехнологичное предприятие национального уровня с более чем 500 профессиональными сотрудниками. Компания стремится выйти за рамки роли традиционного поставщика компонентов и стать неотъемлемой частью продукции своих клиентов. От точного соответствия на этапе совместного проектирования до обеспечения надежности во время производства, LINSTANT глубоко интегрируется в основную цепочку создания стоимости продукции своих клиентов, превращая катетерную технологию в основное конкурентное преимущество своей продукции.
Благодаря постоянным технологическим инновациям и строгому контролю качества мы можем предоставить производителям медицинского оборудования более безопасные, точные и технологически совершенные индивидуальные решения для катетерных систем.
Для тех, кто заказывает прецизионные полимерные трубки, соответствующие возможности заключаются в следующем: чистое помещение, соответствующее требованиям GMP, площадью около 20 000 м², 15 импортных экструзионных линий с одинарной, двойной и тройной совместной экструзией, восемь специализированных экструзионных линий из PEEK, сертификация ISO 13485: 2016 и ОЭМ/ОДМ программы, которые работают с чертежом и набором допусков, а не с каталожным номером.
Часто задаваемые вопросы о трубках для УВЭЖХ
Вопрос 1. Что такое трубки для УВЭЖХ и чем они отличаются от трубок для ВЭЖХ?
Та же работа, более точные цифры. Системы УВЭЖХ работают при более высоких давлениях с колонками размером менее 2 мкм, поэтому линия между инжектором и колонкой обычно имеет меньший внутренний диаметр, обычно от 0,0025 до 0,005 дюйма, и более жесткий допуск по внутреннему диаметру, чем у обычной линии ВЭЖХ.
В2. Какую идентификационную трубку следует использовать для УВЭЖХ?
Используйте расстояние от 0,0025 до 0,005 дюйма от инжектора до колонки, от 0,005 до 0,010 дюйма от колонки до детектора и 0,020 дюйма или больше на стороне низкого давления, например на входе насоса и отходах.
Вопрос 3. Подходят ли трубки из PEEK для УВЭЖХ?
Да, для большинства условий метода, и это обычный ответ, когда путь потока не должен содержать металлов. Сначала проверьте совместимость с растворителями, поскольку PEEK набухает в ДМСО, ТГФ и дихлорметане и остается в пределах номинального давления для конкретного внутреннего диаметра.
Вопрос 4. Трубки из PEEK или нержавеющей стали для УВЭЖХ?
Нержавеющая сталь выдерживает самые высокие давления, примерно до 20 000 фунтов на квадратный дюйм при правильных фитингах, но может выделять ионы металлов и взаимодействовать с реагентами для образования ионных пар. PEEK инертен и биосовместим, имеет более низкий потолок давления и ограничения по растворителям.
Вопрос 5. Как разрезать трубки из PEEK, не создавая мертвого объема?
Используйте резак с направляющей с острыми краями, чтобы поверхность была квадратной и без заусенцев, затем осмотрите конец перед установкой. Наклонный срез или срез с заусенцами не будет плотно прилегать к конусу порта и оставляет захваченный объем перед колонной.
Вопрос 6. Почему время удерживания смещается после замены трубок?
Обычно это изменение объема внеколонки или допуска по внутреннему диаметру. Более длинная леска или большее отверстие добавляют объема и расширяют пики; отверстие, выходящее за пределы допуска, делает то же самое менее предсказуемо, поэтому допуск учитывается в заказе на поставку.
