Tekućinska-kromatografija visoke učinkovitosti često koristi mobilne faze koje sadrže trifluoroctenu kiselinu, fosfatne pufere ili reagense za-parivanje iona. Prethodno zagrijavanje mobilne faze prije nego što uđe u kolonu poboljšava odvajanje, ali grijač mora biti kemijski inertan kako bi se izbjegle sekundarne vršne vrijednosti ili pomicanje osnovne linije. U modernim HPLC sustavima, svaka navlažena komponenta na putu protoka mora se procijeniti s obzirom na njen potencijal da otpusti ekstrahirane tvari ili stupi u interakciju s analitima.
Potreba za predgrijavanjem mobilne faze u HPLC-u
Predgrijavanje mobilne faze uobičajena je praksa u tekućinskoj kromatografiji, osobito u uvjetima povišene temperature (obično 30-80 stupnjeva). Prethodno zagrijavanje osigurava da eluent dospije u ulaz kolone na stabilnoj, definiranoj temperaturi, što poboljšava:
Ponovljivost vremena zadržavanja
Oblik vrha i simetrija
Kinetika prijenosa mase, posebno za velike biomolekule ili viskozne pokretne faze
Učinkovitost kolone (broj teoretskih ploča)
Bez predgrijavanja, hladna pokretna faza koja ulazi u zagrijanu kolonu stvara toplinske gradijente preko sloja kolone. To dovodi do širenja pojasa, iskrivljenih vrhova i nedosljedne izvedbe razdvajanja. Predgrijač se obično postavlja neposredno nakon pumpe i prije injektora ili ulaza u kolonu, koristeći duljinu uskog-cjevovoda ili mali izmjenjivač topline.
Rizik kontaminacije od metalnih elemenata za predgrijavanje
Korozivne mobilne faze rutinski se koriste u kromatografiji reverzne-faze, ionske-izmjene i hidrofilne interakcijske kromatografije (HILIC). Uobičajeni agresivni aditivi uključuju:
Trifluoroctena kiselina (TFA) 0,05–0,1% (v/v)
Mravlja kiselina ili octena kiselina
Fosfatni puferi (pH 2–3 ili 7–8)
Puferi koji sadrže perklornu kiselinu ili -sulfate
Reagensi za -parivanje iona kao što su tetrabutilamonijev fosfat ili heptansulfonska kiselina
Alkaline mobile phases (pH >9) s amonijevim hidroksidom ili karbonatnim puferima
Kada se koristi metalni predgrijač (npr. nehrđajući čelik 316), ti korozivni agensi mogu polako ispirati metalne ione-uglavnom željezo, krom i nikal-u mobilnu fazu. Brzina ispiranja ubrzava se na povišenim temperaturama i s eluensima koji sadrže kiseline ili halide-. Posljedice za HPLC analizu su značajne:
Vrhovi duhova– Metalni ioni mogu tvoriti komplekse s kelatnim spojevima u uzorku ili mobilnoj fazi, eluirajući kao neočekivani vrhovi.
Pomicanje osnovne linije– Postupno nakupljanje pozadinskog signala -povezanog s metalom, posebno u UV detekciji ili detekciji vodljivosti.
Vrhunac repa ili gubitak– Analiti-osjetljivi na metal (npr. fosforilirani peptidi, organofosfati, kateholamini ili spojevi s karboksilnim skupinama) mogu se adsorbirati na metalne površine ili precipitirati kao metalne soli.
Degradacija stupca– Izluženi metalni ioni mogu se taložiti na stacionarnoj fazi, mijenjajući selektivnost i smanjujući životni vijek kolone.
Kako PTFE grijači rješavaju problem predgrijavanja mobilne faze
A PTFE grijač HPLC zagrijavanje mobilne fazesustav u potpunosti eliminira kontakt s metalom. Dvije uobičajene konfiguracije se komercijalno koriste:
PTFE grijač cijevi (s omotačem)
Duljina PTFE cijevi (obično unutarnjeg promjera 0,5–2,0 mm, duljine 1–5 metara) služi kao zavojnica predgrijača. Fleksibilni grijaći omotač ili okolni PTFE-inkapsulirani otporni grijač omotan je oko cijevi. Cijeli sklop je toplinski izoliran. Mobilna faza teče kroz inertnu PTFE cijev, apsorbirajući toplinu kroz stijenku cijevi. Nema metalnih dijelova natopljenih vodom.
PTFE patronski grijač u izmjenjivaču topline-bez metala
Mali PTFE-grijač patrone umetnut je u strojno obrađen PTFE blok koji sadrži vijugavi kanal za protok. Blok se jednoliko zagrijava, a mobilna faza cirkulira kroz kanal. Ovaj dizajn nudi veću učinkovitost prijenosa topline i manji mrtvi volumen, pogodan za UHPLC aplikacije.
Obje konfiguracije dijele istu glavnu prednost: mobilna faza dolazi u kontakt samo s PTFE-om ili kompatibilnim fluoropolimerima (npr. PFA, FEP). PTFE je otporan na sva uobičajena HPLC otapala, uključujući:
Acetonitril, metanol, tetrahidrofuran
Voda sa do 100% organskim modifikatorom
Kiseli aditivi (pH 0–3): TFA, mravlja, fosforna, perklorna
Osnovni dodaci (pH 9–12): amonijev hidroksid, trietilamin, karbonat/bikarbonat
Reagensi za-parivanje iona i puferske soli
Ne oslobađaju se metalni ioni. Ne{1}}neljepljiva površina također sprječava adsorpciju analita ili nakupljanje čestica unutar predgrijača.
Karakteristike izvedbe u HPLC primjeni
Tipične radne temperature za predgrijavanje mobilne faze kreću se od sobne do 80 stupnjeva. PTFE grijači udobno rade unutar ovog raspona bez deformacije ili kemijske degradacije. Snaga je niska (obično 20-100 W) jer samo mali volumen mobilne faze (0,1-5 mL/min) treba zagrijavanje. PID kontrola održava postavljenu temperaturu unutar ±0,5 stupnjeva, osiguravajući ponovljive toplinske uvjete između ubrizgavanja.
U razvoju metode, inertnost PTFE-pregrijača omogućuje analitičarima pouzdanu upotrebu agresivnih pokretnih faza koje bi inače zahtijevale čestu zamjenu metalnih predgrijača. Za metal-osjetljive analite, moguće je ostvariti potpuno inertan put protoka-od glave crpke (često obložene PEEK-) preko injektora, predgrijača, kolone i detektora-. PTFE predgrijači kritična su komponenta ovog posve-inertnog sustava.
Komercijalno dostupni predgrijači mobilne faze na bazi PTFE-anudi nekoliko dobavljača kromatografije. Ove jedinice obično uključuju PTFE zavojnicu, integrirani otporni grijač sa-zaštitom od prekomjerne temperature i izlaz kontrolera za spajanje na vanjski kanal događaja HPLC sustava. Neki dizajni uključuju ugrađen-termoelement za zatvorenu{4}}regulaciju petlje.
Ograničenja i razmatranja
Dok PTFE grijači rade izvrsno za predgrijavanje mobilnih faza, treba napomenuti nekoliko praktičnih točaka:
Nazivni tlak – PTFE tubing softens slightly at elevated temperatures. Maximum operating pressure should be derated. For high-pressure applications (e.g., >200 bara), ponekad se preferira PFA (perfluoroalkoksi) cijev koja ima bolju mehaničku čvrstoću na temperaturi.
Toplinska vodljivost– PTFE ima nižu toplinsku vodljivost od metala. Stoga mogu biti potrebne veće duljine cijevi ili veća snaga grijača da bi se postigla ista brzina zagrijavanja u usporedbi s metalnim predgrijačem. Međutim, za tipične brzine protoka (0,2–2,0 ml/min), razlika je zanemariva.
Maksimalna temperatura– PTFE počinje omekšavati iznad 200 stupnjeva, ali predgrijavanje HPLC mobilne faze rijetko prelazi 80 stupnjeva. Dakle, postoji široka sigurnosna granica.
Zaključak: čistije osnovne linije i pouzdaniji HPLC rezultati
PTFE grijači eliminiraju izvor onečišćenja u HPLC-u, što dovodi do čišćih osnovnih linija i pouzdanijih rezultata. Omogućavanjem kemijski inertnog puta grijanja -bez metala za korozivne pokretne faze-uključujući one koje sadrže TFA, fosfatne pufere ili reagense-sparivanja iona-ovi grijači omogućuju robustan razvoj metoda i rutinsku analizu bez rizika od ispiranja metala ili interakcija analita.
Čistoća u analitičkim instrumentima proteže se na svaku smočenu komponentu. ThePTFE grijač HPLC zagrijavanje mobilne fazepristup predstavlja primjer ovog načela: jednostavan, inertan dizajn koji rješava uporan problem u modernoj tekućinskoj kromatografiji. Kako HPLC sustavi nastavljaju težiti prema višoj osjetljivosti i nižim granicama detekcije (npr. LC-MS/MS aplikacije), potražnja za metalnim-komponentama bez protoka-uključujući predgrijače mobilne faze-ostat će ključna.
