内径 0.005 インチの長さ 10 cm のチューブを 600 バー で動作させる UHPLC システムは、そのライン内に約 1.3 µL の移動相を保持しています。同じ長さの内径 0.020 インチのチューブと交換すると、ラインには約 20 µL が入ります。他に何も変化はありませんが、ピーク幅、保持時間、見かけのプレート数はすべて変化します。これは、UHPLC チューブを配管ではなくシステム コンポーネントとして扱う実際のケースです。内径によって分散が決まり、材料によって化学的適合性が決まり、切断の品質によってフィッティングが密閉されるか浸出するかが決まります。
以下では、これら 3 つの要素がどのように相互作用するか、どの数値が仕様書に記載されるか、およびポリマーとステンレス鋼チューブの現実的な制限がどこにあるのかを示します。
UHPLC チューブと追加カラムの容量予算
カラム外容積は、インジェクター、インジェクターとカラムの間のチューブ、および検出器セルの合計です。クロマトグラフィーのトラブルシューティングに関する文献では、カラムに 2 µm 未満の粒子が充填されている場合、その合計を約 10 ～ 15 µL 未満に保つことが一般に推奨されています。これは、そのようなカラムでは非常に狭いピークが生成され、カラムの外側に体積があるとピークが薄まって広がるためです。
チューブの体積は計算が簡単で過小評価されやすいです: V = π r² L。半径は 2 乗であるため、ID を 2 倍にすると、同じ長さの体積は 4 倍になります。以下の表は、分析作業用に通常在庫されているボア サイズ全体でそれが何を意味するかを示しています。
2つの習慣が続きます。同じ ID では 5 cm ジャンパーの保持量は 20 cm ジャンパーの保持量の 4 分の 1 であるため、インジェクターからカラムまでの距離はオートサンプラーの形状が許す限り短くしてください。また、どこでも単一のボアを使用しないでください。ポンプ入口、デガッサー、廃棄ラインを含むシステムの低圧側には、0.020 インチ以上のチューブを問題なく取り付けることができます。これは、そこでの分散が検出器に到達することがないためです。
内径: 4 乗のトレードオフ
細いチューブは分散を減らしますが、圧力がかかります。小さなボアを通る流れはハーゲン・ポワズイユの関係に従い、圧力降下は半径の 4 乗に反比例します。 ID を半分にすると、圧力降下は 16 倍になります。そのため、カラム手前の最後の数センチメートルは、流路の中で最も敏感な部分であり、圧力制限に引っかかる可能性が最も高い部分でもあります。
日常的な UHPLC 実践に耐えられる作業範囲:
- インジェクターからカラムまでのラインの ID は 0.0025 インチ～0.005 インチで、分散がピーク形状に最も大きな影響を与えます。
- カラムから検出器までの内径は 0.005 インチから 0.010 インチで、通常は背圧を低くするために若干大きなボアが許容されます。
- ポンプ入口、廃棄物、およびあらゆる低圧移送ラインでは内径 0.020 インチ以上。
材質の選択: 覗く、PTFE、FEP、PFA、ETFE、ステンレス鋼
材料の選択は通常、移動相に何が含まれているか、そして何が検出されているかという 2 つの質問に帰着します。
覗く: メタルフリーのデフォルト
PEEK は、金属に敏感な作業におけるインジェクターからカラムまでの動作に標準的な選択肢です。生体適合性があり、流路に鉄やニッケルが浸出せず、ステンレス鋼で問題を引き起こすリン酸緩衝液やイオン対試薬にも耐えます。また、限界もあります。PEEK は DMSO、THF、ジクロロメタン中で膨張し、濃酸によって攻撃されます。小内径 PEEK チューブのデータシートでは通常、室温でおよそ 5,000 ～ 7,000 psi (約 345 ～ 480 bar) の圧力定格が記載されており、これはほとんどの UHPLC メソッド条件をカバーします。
PTFE および FEP: 低圧側
フッ素ポリマーは、圧力が低く耐薬品性が最も重要となる流路の部分をカバーします。 PTFE と FEP は、ほぼすべての移動相に対して効果的に不活性であり、柔らかくて配線が容易で、ポンプ入口ライン、デガッサー接続部、廃棄物に通常使用される材料です。圧力上限は PEEK の数分の 1 であるため、高圧ジャンパーの代わりにはなりません。
医療および流体経路用途向けの PTFE 押出チューブ 生体適合性、広い温度範囲、カテーテルまたはデリバリーシステムの用途を備えた、低圧流路用の耐薬品性フッ素ポリマーチューブ。 製品を見る→ PFA と ETFE: 温度または剛性が重要な場合
PFA は FEP よりも高温でも機械的特性を維持しますが、これはチューブがカラムオーブンの近くに設置される場合に重要になります。 ETFE は PTFE よりも硬く、耐摩耗性が高く、同等の耐薬品性があるため、メンテナンス中に繰り返し扱われるラインによく選択されます。
分析および工業用流体ライン用の PFA 医療用押出チューブ 食品グレードの流体移送および正確な分析接続用のフッ素ポリマーチューブで、耐薬品性と加熱された機器の近くでの性能を組み合わせています。 製品を見る→ ステンレス鋼: 圧力天井
外径 1/16 インチの 316 ステンレス鋼は、接続が正しく行われていれば最大約 20,000 psi の圧力に達します。そのため、1,000 bar を超えて連続稼働するシステムでも通常はこの圧力が維持されます。このトレードオフは実際のもので、金属イオンが高塩分の移動相に浸出する可能性があり、金属をキレート化する検体が壁に吸着する可能性があります。
| 材質 | 一般的な ID 範囲 | 使用圧力 | 溶媒と分析物のメモ | ベストフィット |
|---|---|---|---|---|
| PEEK | 0.0025 ～ 0.030 インチ | 小型 ID の場合、一般的に見積もられる 5,000 ～ 7,000 psi | DMSO、THF、ジクロロメタン中での膨潤。濃酸を避けてください。メタルフリー | インジェクターからカラムまでのライン、金属に敏感な分析物 |
| PTFE | 0.010 ～ 0.062 インチ | 低圧、数百 psi 未満 | 最も幅広い耐薬品性。柔らかくて配線しやすい | ポンプ入口、廃棄物、低圧移送 |
| FEP | 0.010 ～ 0.062 インチ | 低圧 | PTFE と同様の化学的性質、透明な壁 | 脱気装置および検出器廃棄ライン |
| PFA | 0.010 ～ 0.062 インチ | 低から中程度 | フッ素ポリマーの不活性性と優れた高温安定性 | カラムオーブン付近のライン |
| ETFE | 0.010 ～ 0.062 インチ | 低から中程度 | 優れた耐薬品性と高い剛性 | メンテナンス時の取り扱い回線 |
| 316 ステンレス鋼 | 0.0025 ～ 0.020 インチ | 適切なフィッティングで最大約 20,000 psi | 高塩分法またはイオンペア法で金属イオンを放出する可能性がある | 1,000 バール以上で稼働するシステム |
選択肢が本当に近い場合は、次のものを並べて比較してください。 PTFE および PEEK チューブ 通常、移動相リストと照合するのが最も早い解決方法です。
公差、カット品質、フィッティング
チューブ図面上の 2 つの項目 (ID 公差と切断品質) によって、メソッドが機器間で適切に移行するかどうかが決まります。
ID 公差は、/-0.0005 インチ (約 /-13 μm) などの絶対値、または公称値のパーセンテージで表されます。体積は直径の二乗に比例するため、公差は体積の変動に直接変換され、変動は大きなボアよりも小さなボアの方が比例して大きくなります。
問題の後半はカットの品質です。チューブを斜めにカットしたり、端にバリを残したままにしておくと、10-32 ポートのコーンにまっすぐに取り付けることができません。その結果、カラムの直前に小さなトラップ量が発生します。これは、カラムコンディショニングをいくら行っても除去できない余分なピーク幅の典型的な原因です。かみそりの刃のガイドを備えたカッターにより、バリのない四角い面が得られます。斜めのカッターはそうではありません。
フィッティングを取り付けて組み立ては完了です。 1/16 インチの外径は 10 ～ 32 個のコーン型ポートの標準であり、指締め PEEK ナットは確実にシールされ、再利用できるため、PEEK チューブには通常選択されます。締めすぎはよくある間違いです。締めすぎるとポリマーがコールドフローし、接続部の穴が狭くなり、背圧とデッドボリュームの両方が静かに追加されます。
チューブ図面に含まれるもの
サプライヤーの変更後も存続する仕様には、材料グレードと着色剤、公称IDと公差、OD、公差付き切断長さ、切断面の状態、目的の検出モードの清浄度または抽出物の要件という6つの項目が含まれます。
OD と ID は購入者が最初にチェックする数値ですが、公差が付加されて書かれることが最も少ない 2 つの数値です。 0.005 インチのボアでは、±0.0005 インチと指定されていない公差の差はライン容積の 20% の変動であり、これは機器間でチューブを交換するときに保持時間をずらすのに十分な大きさです。
製造側: 押出公差が製品です
寧波 LINSTANT Polymer Materials Co., Ltd. は 2014 年に設立され、500 名を超える専門スタッフを擁する国家レベルのハイテク企業に成長しました。同社は、従来の部品サプライヤーの役割を超えて、顧客の製品に不可欠な部分となるよう努めています。共同設計段階での正確なマッチングから製造時の信頼性保証に至るまで、LINSTANT は顧客製品の中核バリューチェーンに深く統合し、カテーテル技術を製品の中核的な競争上の優位性に変えています。
継続的な技術革新と厳格な品質管理を通じて、当社は医療機器会社に、より安全で、より正確で、より技術的に進歩したカスタマイズされたカテーテル システム ソリューションを提供することができます。
精密ポリマーチューブを指定する人にとって、関連する機能は次のとおりです。20,000 平方メートル近くの GMP 準拠のクリーンルーム施設、シングル、ダブル、トリプル共押出を備えた 15 の輸入押出ライン、8 つの専用 PEEK 押出ライン、ISO 13485:2016 認証、および OEM/ODM カタログ番号ではなく、図面と公差スタックに基づいて機能するプログラム。
UHPLC チューブに関するよくある質問
Q1. UHPLC チューブとは何ですか? HPLC チューブとの違いは何ですか?
同じ仕事で、数字は厳しくなります。 UHPLC システムは、2 µm 以下のカラムを使用して高圧で動作するため、インジェクターとカラムの間のラインの ID は通常 0.0025 ～ 0.005 インチと小さく、従来の HPLC ラインよりも ID 許容差が厳しくなります。
Q2. UHPLC にはどの ID チューブを使用すればよいですか?
インジェクターからカラムまでは 0.0025 ～ 0.005 インチ、カラムから検出器までは 0.005 ～ 0.010 インチ、ポンプ入口や廃液などの低圧側では 0.020 インチ以上を使用してください。
Q3. PEEK チューブは UHPLC に適していますか?
はい、ほとんどのメソッド条件で可能であり、流路に金属を使用しない必要がある場合の通常の答えです。 PEEK は DMSO、THF、ジクロロメタン中で膨潤し、特定の ID の圧力定格内に収まるため、最初に溶媒の適合性を確認してください。
Q4. UHPLC 用の PEEK またはステンレス鋼チューブ?
ステンレス鋼は、適切なフィッティングで最大約 20,000 psi の最高圧力に耐えますが、金属イオンを放出し、イオン対試薬と相互作用する可能性があります。 PEEK は不活性で生体適合性があり、上限圧力と溶媒制限が低くなります。
Q5.デッドボリュームを作らずに PEEK チューブを切断するにはどうすればよいですか?
かみそりの刃のガイドが付いたカッターを使用して、面が直角でバリがないようにし、取り付ける前に端を検査します。斜めのカットやバリのあるカットはポート コーンに対して平らに密閉されず、カラムの前方にトラップされたボリュームが残ります。
Q6.チューブを交換すると保持時間が変化するのはなぜですか?
通常は、カラム外容量または ID 許容差の変更です。ラインが長くなったり、ボアが大きくなるとボリュームが増し、ピークが広がります。公差外のボアは同じことを予測しにくくするため、公差が発注書に含まれるのです。
