В современных системах аналитических приборов, особенно в жидкостной хроматографии (HPLC), газовой хроматографии (GC), ионной хроматографии (IC) и системах анализа непрерывного потока, входной клапан (Injection Valve) является одним из основных компонентов для достижения точного введения образца. Это не только определяет повторяемость и точность входящего образца в систему анализа, но и напрямую влияет на надежность результатов анализа и степень автоматизации системы. Являясь « воротами» между образцами и детекторами, он играет незаменимую роль в таких областях, как научные исследования, экологический мониторинг, фармацевтика, безопасность пищевых продуктов и клинические испытания.

I. ОСНОВНАЯ СТРУКТУРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Основная структура входного клапана состоит из корпуса клапана, ротора, статора, рукоятки или приводного двигателя, а также нескольких проточных интерфейсов. Как правило, существуют два основных рабочих состояния: "заряженный образец" (Load) и "входной образец" (Inject).

В "образцовом" состоянии проточная фаза (несущая жидкость) проходит непосредственно через хроматографическую колонну, в то время как образец вводится в количественное кольцо (Sample Loop) через шприц. Количественное кольцо представляет собой известный объем трубы из нержавеющей стали, объем которой определяет объем каждого входного образца (например, 10 мкл, 20 мкл, 100 мкл и т.д.), обеспечивая высокую точность и повторение входного количества.

При переключении на « входное» состояние, сердечник клапана вращается на 60 градусов (шестиходовой клапан), поток текучей фазы перенаправляется, чтобы он протекал через количественное кольцо, образец из которого « смыт» в хроматографическую колонну, чтобы начать процесс разделения. Весь процесс переключения был быстрым, надежным и малогабаритным, сводя к минимуму диффузию образца и расширение пика, обеспечивая хорошее хроматографическое разрешение.

Типы и развитие автоматизации

В зависимости от режима работы, его можно разделить на две категории: ручной входной клапан и автоматический входной клапан (Auto - sampler).

Ручной входной клапан выполняется оператором с помощью вращающейся рукоятки для переключения состояния, простой конструкции, низкой стоимости, удобного обслуживания, широко используется в обычных лабораториях. Его репрезентативные бренды, такие как 7725i, 7725T и Rheodyne (ныне Angelen) в США, известны своей долговечностью и высокой герметичностью.

С увеличением аналитического потока и требований к автоматизации автоматический входной клапан стал стандартной конфигурацией прибора. Система автоматического ввода проб включает в себя манипулятор, входную иглу, станцию очистки и электронный модуль управления, который может выполнять весь процесс захвата образца, заполнения количественного кольца, переключения положения клапана, ввода проб и очистки в соответствии с заданной программой для достижения беспилотного дежурства, анализа высокого потока. Такие системы особенно подходят для таких сценариев, как фармацевтика QC, биофармацевтика и массовое тестирование окружающей среды.

Ключевые показатели эффективности и отдельные элементы:

- точность входа и повторяемость: обычно выражается относительным стандартным отклонением (RSD), качественный RSD может быть ниже 0,5%;

- Устойчивость к давлению: требуется соответствие эксплуатационному давлению системы, HPLC обычно выдерживает давление более 6000 psi;

- Мертвый объем: чем меньше, тем лучше, чтобы уменьшить пиковую диффузию;

- Химическая совместимость: корпус клапана и уплотнительные материалы (например, ПЕЭК, рубины, керамика) должны быть устойчивы к различным растворителям, кислотам и щелочям и буферным солям;

- Срок службы: высокое качество выдерживает сотни тысяч циклических операций.

При выборе, в соответствии с методом анализа, характером образца, типом фазы потока и системным давлением в сочетании, чтобы убедиться, что он соответствует всей аналитической системе.

IV. Техническое обслуживание и часто задаваемые вопросы:

- Промыть количественные кольца и протоки соответствующим растворителем после использования;

- Избегать попадания твердых частиц в систему, предотвращать царапины уплотнения;

- Периодическая замена уплотнительного кольца ротора;

- Избегайте слишком сильного вращения ручки.