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色谱系统的三个部分以及它们的作用

色谱系统的三个部分以及它们的作用
步琦  2022-04-12  |  阅读:1113

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很少有人注意到,在一套色谱装置的内部有一个非常精致的色谱系统部件网络。我们希望能通过这篇文章,带大家了解中压和高压制备色谱的接头、管线和接口这三个部分,以及如何最好地安装和使用它们。

 1

色谱系统部件:接头

常规的色谱接头看起来如下图所示:

图示:色谱接头一览


接头的设计可以是一体式的,即螺母和卡套结合在一起;也可以是两段式的,有单独的螺母和卡套,这两种设计都可用于中压制备色谱(Flash)的应用。一体式设计更容易使用,只需要用手拧紧。两段式设计提供了更多的选择和灵活性。当用钢材料制成时,它可以用扳手拧紧,而当用PEEK、FEP、ETFE或PTFE材料制成时,可以用手拧紧。


图示:左侧为两段式接头,右侧为一体式接头


关于构成色谱接头的材料主要有以下几类:


钢 —— 

是一种高强度的材料,对任何溶剂都有抵抗力。常见的钢制色谱接头一般都为316不锈钢,因此通常用于极度高压的应用,如高压制备色谱(Prep Hplc)。钢制接头只能使用一次,因为当它们被紧固在接口上时会发生不可逆的形变。


PEEK —— 

是一种高螺纹强度的材料,可抵抗大多数溶剂,但浓酸和氯化溶剂除外。这种材料高压适应性好,生物相容性强,非常适合需要频繁更换管线和连接件的应用,如中压和高压制备色谱(Flash和Prep HPLC)。


FEP/ ETFE / PTFE —— 

这种材料的螺纹强度较低,但对任何溶剂都有抵抗力,并且具有生物相容性,因此非常适合中压制备色谱(Flash)。


常见的色谱接头主要由以下两部分组成:


卡套—— 

色谱接头的卡套可以是平底的,也可以是锥形的,如下图所示:

图示:左侧的卡套为平底的,右侧的卡套为锥形的


平底卡套适用于低压应用,如中压制备色谱。它们不是永久性地连接到管子上,而且卡套的尖端面向螺母。锥形卡套更适合于高压应用,如高压制备色谱。这些类型的卡套一旦被紧固就会变形并固定在管子上,卡套的尖端远离螺母。


螺母—— 

螺母的尺寸可以用英制来描述,比如直径≥1/4",孔径为≤1/4",有若干螺纹。或者也可以通过公制尺寸来描述,比如直径为6毫米,螺纹间距为1毫米。更大的直径(1/4-28)用于高流速的系统(Flash),以减少背压。更多的螺纹(10 -32)可以抵抗更高的压力,是高压系统的首选,如Prep HPLC。


螺母头可以是滚花头(Knurl),需要用手指拧紧,也可以是六角头(Hex),通常只由钢制成,需要用扳手拧紧。


图示:左侧为滚花头,右侧为六角头


2

色谱系统部件:管线

管线的材料同样有很多种,包括不锈钢,PEEK,PTFE 以 及ETFE 等等。这些管线的内径(ID)和长度会影响背压和死体积,从而影响峰形。常见的内径为 0.08",用于中压制备色谱(Flash),0.02" 用于高压制备色谱。常见的外径有用于中压制备色谱的1/8"和用于高压制备色谱的 1/16"。由于管线的长度越长,所产生的背压和死体积就越大,因此需要根据管线所连接的部件决定其长度。

3

色谱系统部件:接口

接口可用于不同尺寸的螺母。例如,10 - 32 用于锥形螺母,1/4-28 用于平底螺母。接口可以是平底的,用于契合卡套的平底。这些类型的接口适用于中压制备色谱。接口也可以是锥形的,用于契合卡套的尖端。锥形端口适用于高压制备色谱。

图示:左侧为平底接口,右侧为锥形接口


在使用以上这三个色谱系统部件时,我们还需要注意这些事项才能保证最佳的使用状态:


◇在安装到任何色谱系统之前,确保所有的管线都有一个笔直的切口,边缘没有任何残留物

始终使用适当的工具来切割管线

滚花头的螺母或配件只能用手拧紧

过度拧紧螺母或接头通常会减少管线的内径,导致压力升高和流速错误

◇六角接头通常与不锈钢管一起使用,首次安装时必须用手拧紧,以免损坏螺纹。用手拧紧后必须用合适的扳手再次紧固(通常为1/4圈)


如果您对以上三个色谱部件非常感兴趣,请长按识别以下二维码,下载免费的色谱系统部件表格(Chromatography Fittings Factsheet)了解更多。



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