Химическая совместимость материалов: предотвращение загрязнения и отказа фильтра

Химическая совместимость является основной предпосылкой выбора материала сварного фильтра, непосредственно определяет, может ли он адаптироваться к фазе потока, системе образцов, чтобы избежать собственного разложения или высвобождения загрязненных примесями образцов:

Нержавеющая сталь (316L / сплав Харли):

Высокая коррозионная стойкость, адаптированная к подавляющему большинству неагрессивных систем (например, органические растворители, нейтральные / слабокислые щелочные образцы, фазы потока в водной фазе), является широко используемым материалом в хроматографическом анализе. Однако в условиях сильной коррозии (например, с высокой концентрацией соляной кислоты, текучей фазой хлороформа или щелочной фазой pH > 12) нержавеющая сталь может подвергаться коррозии, высвобождая ионы металлов (например, Fe³ ⁺, Cr⁶), которые адсорбируются в фиксированной фазе хроматографической колонны, вызывая снижение эффективности колонны, пиковое перетаскивание (например, пиковое деление щелочных соединений), а также детекторы загрязнения (например, источник ионов масс - спектрометра).

Политетрафторэтилен (PTFE):

Химическая инертность, стойкость практически ко всем кислотам и щелочям, органическим растворителям (включая концентрированную азотную кислоту, тетрагидрофураны и т.д.), загрязнение нерастворимым веществом, адаптация к сильно коррозионным образцам / фазам потока (например, ионная хроматография, обнаружение тяжелых металлов в загрязнителях окружающей среды, анализ проб сильной кислоты / сильнощелочи). Но PTFE имеет низкую механическую прочность и легко деформируется и разрывается в хроматографической системе высокого давления (давление > 20 МПа), что приводит к отказу фильтра.

Полипропилен (PP):

Устойчивость к нейтральным / слабокислым щелочам, некоторым органическим растворителям (например, метанолу, ацетонитрилу), более низкая стоимость, адаптированная к обычной антифазной хроматографии водно - органической фазовой фазовой фазовой системы (например, обнаружение обычных компонентов в пищевых продуктах, медицине). Однако в сильных органических растворителях (таких как дихлорметан, толуол) легко растворяется и деформируется, высвобождая примеси полимеров с низкой молекулярной массой, что приводит к базовому дрейфу и появлению призрачных пиков.

Керамика (оксид алюминия / оксид циркония):

Устойчивость к высокому давлению, высокой температуре (до 300°C), лучшая химическая стабильность, адаптируется к высокотемпературной хроматографии, системе жидкостной хроматографии сверхвысокого давления (UHPLC) или сложным образцам, содержащим небольшое количество частиц (например, образцы воды окружающей среды, биологические образцы). Тем не менее, керамический материал очень хрупкий, подвержен ударам, и в сильной щелочной проточной фазе (pH > 13) может произойти растворение, высвобождение ионов алюминия для анализа воздействия.

Эффективность фильтрации материала в соответствии с апертурой: защита ядра хроматографической колонны

Основной функцией сварного фильтра является фильтрация частиц (например, взвешенных примесей в образце, крошечных частиц в текучей фазе, фрагментов, выпадающих из наполнителя хроматографической колонны), пористость и механическая прочность материала напрямую влияют на эффективность фильтрации:

Фильтр из нержавеющей стали: в основном спекание формования, однородная апертура (обычно 0,22 мкм, 0,45 мкм), высокая точность фильтрации, может эффективно перехватывать мелкие частицы; Высокая механическая прочность, адаптированная к высоковольтной хроматографической системе (давление 40 МПа), нелегко из - за колебаний давления, приводящих к деформации апертуры, долгосрочное использование эффективности фильтрации стабильно. Подходит для обычного анализа образцов с низкой вязкостью и без сильной коррозии (например, определение содержания лекарств, обнаружение пищевых добавок), может эффективно защитить хроматографические колонки сита от блокировки.

Фильтры PTFE / PP: В основном тонкопленочные фильтры, распределение апертуры шире, точность фильтрации немного ниже, чем нержавеющая сталь, но для вязких образцов (например, жидкостей организма, полимерных растворов) лучше проницаемость, нелегко заблокировать. Однако PTFE легко деформируется при высоком давлении, что приводит к увеличению апертуры и снижению эффективности фильтрации; После того, как PP - фильтр растворяется в органическом растворителе, апертура изменяется и может не эффективно перехватывать частицы, увеличивая риск засорения хроматографической колонны.

Керамический фильтр: равномерная апертура и сильная жесткость, высокая эффективность фильтрации, адаптация к высоковольтным, высокотемпературным сценариям (например, сверхкритическая жидкостная хроматография SFC), может поддерживать стабильность апертуры в течение длительного времени. Тем не менее, керамические фильтры имеют более низкую пористость и меньший поток для образцов с высокой вязкостью, что может привести к повышению давления из - за накопления частиц и требует регулярной очистки.

Адсорбция образцов материала: избежание ошибок анализа

Различия в адсорбционной способности различных материалов к компонентам образца могут непосредственно привести к потере образца, уменьшению площади пика или перетаскиванию хвоста, влияя на количественную точность:

Фильтры из нержавеющей стали: более слабая адсорбция к неполярным соединениям (например, углеводородам, жирорастворимым витаминам), но имеет определенный адсорбционный эффект на полярные соединения (например, органические кислоты, фенолы), металлические хелаты (например, комплексы EDTA), которые могут привести к пиковому перетаскиванию, плохой повторяемости пиковой площади. Например, при анализе фенольных компонентов в китайской медицине адсорбция фильтра из нержавеющей стали может привести к низким результатам испытаний.

Фильтр PTFE: Высокая поверхностная инертность, крайне низкая адсорбция для подавляющего большинства соединений (включая полярные, неполярные, кислотные, щелочные соединения), практически без потери образцов, является предпочтительным материалом для анализа следов, анализа полярных соединений (например, обнаружение следов VOCs в окружающей среде, гормональный анализ в биологических образцах).

PP - фильтры: Небольшая адсорбция к неполярным соединениям, более низкая адсорбция к полярным соединениям, чем нержавеющая сталь, но ошибки, вызванные адсорбцией, по - прежнему не могут быть проигнорированы при анализе проб с низкой концентрацией (например, уровень нг / мл) и не подходят для анализа следов.

Керамический фильтр: имеет определенную адсорбцию к полярным соединениям (например, спиртам, аминам), особенно в фазах потока в водной фазе, адсорбция более очевидна, подходит для анализа неполярных, высококонцентрационных образцов (например, разделение углеводородов в нефтепродуктах).