¿Por qué los tubos de acero inoxidable de alta presión son esenciales para HPLC?

La cromatografía es la ciencia de separar los componentes dentro de una mezcla en sus elementos constituyentes y luego medir y analizar estos elementos. El equipo de “cromatografía líquida de alto rendimiento” (HPLC) puede ayudar a encontrar contaminación del agua, productos químicos tóxicos e impurezas en el aire. Se utilizan tramos largos de tubos capilares de acero inoxidable de pequeño diámetro para conectar muchos sistemas de alta precisión a fin de aumentar la eficiencia del muestreo.

¿Qué considerar al seleccionar tubos HPLC?

HPLC es una de las “herramientas” de análisis más versátiles en los laboratorios. Se deben tomar ciertas precauciones para superar algunos de los desafíos que el cromatógrafo puede experimentar, como; baja resolución, ensanchamiento de banda y formas de pico no deseadas que pueden distorsionar los resultados finales. Los límites de presión de funcionamiento para los sistemas de HPLC regulares (no UHPLC) suelen estar en el rango de 5800 a 7000 psi (400 a 500 bar), que suele ser apropiado para el hardware de la columna de HPLC y también para el material de relleno (partículas completamente porosas). Sin embargo, con el advenimiento de técnicas cromatográficas avanzadas, tales sistemas UHPLC (cromatografía líquida de ultra alto rendimiento) tienen el doble de la presión operativa general (hasta 15 000 psi) para obtener velocidades de flujo más rápidas. Los desarrolladores de UHPLC ahora pueden lograr separaciones de cromatografía líquida de igual o mejor resolución en marcos de tiempo mucho más cortos. En términos de eficiencia, precisión y productividad, este fue un gran logro. UHPLC es una variante de HPLC, que también utiliza columnas, bombas y tubos HPLC avanzados.

Sin ciertas precauciones y la selección de materiales adecuados, pueden ocurrir problemas significativos en un sistema. Algunos de los componentes principales del sistema a menudo se consideran la fuente de tales problemas. Sin embargo, aunque la composición de la fase móvil y las columnas mal empaquetadas pueden contribuir de manera importante a los problemas en el laboratorio, no son las únicas fuentes de complicaciones del sistema. Otra fuente importante de estos problemas puede ser la selección incorrecta de tubos capilares de acero inoxidable para la ruta de flujo del sistema.

Hay muchas consideraciones muy importantes al elegir el tubo adecuado para la vía de fluido específica:

Material

La selección adecuada del material de la tubería de alta presión es fundamental para la integridad de la ruta de flujo del sistema. El material debe ser químicamente compatible con la muestra y la fase móvil. La incompatibilidad química de la tubería puede causar que ciertas muestras biológicas se “peguen” a la superficie de la tubería, causando pérdida de muestra, bajo rendimiento o arrastre.

Presión y temperatura

Las presiones internas del sistema y las temperaturas extremas son factores importantes a la hora de considerar los tubos del cromatógrafo de precisión que se utilizarán en aplicaciones de cromatografía. En las partes del equipo que experimentan presiones extremadamente altas y sustancias de medios corrosivos, solo la tubería capilar de acero inoxidable de alta integridad, producida según los estándares más exigentes, es la opción aplicable.

La selección de tubería se vuelve aún más crítica cuando se incorporan técnicas como UHPLC, principalmente debido a las tensiones que se sienten a lo largo de la vía del fluido debido a las presiones extremas que se ejercen en las áreas de alta presión del sistema. Es importante tener en cuenta que los tubos de cromatografía que funcionan correctamente en HPLC pueden no ser siempre la elección correcta para UHPLC. Al igual que con cualquiera de estos procesos, la selección incorrecta de tubos de alta presión puede provocar un rendimiento deficiente del sistema, problemas cromatográficos comunes e incluso condiciones más vitales, como fugas y rupturas.

Selección del tamaño del tubo del cromatógrafo

Seleccionar el tamaño exacto del tubo de cromatografía para la vía del fluido es tan importante como el material del tubo de precisión. El tubo capilar de acero inoxidable de diámetro ultrapequeño es fundamental para la funcionalidad de los equipos de cromatografía líquida de alto y ultrarendimiento (HPLC y UPLC).

Es imperativo que el tubo capilar se fabrique con un diámetro interior liso, lo que limita el flujo newtoniano a través del bucle de muestra, lo que en última instancia dará como resultado una mejor lectura de la muestra. La precisión del tamaño del tubo capilar, la solidez del material y la superficie interior uniforme son fundamentales para obtener resultados precisos. La tubería también debe estar libre de impurezas, como aceite, grasa y otros materiales extraños sobrantes del proceso de fabricación que pueden provocar contaminación cruzada y lecturas de muestra inexactas. Esto asegura, por ejemplo, un flujo optimizado y uniforme de líquidos y gases desde el sensor hasta el instrumento de medición.

Se deben considerar tres cosas al elegir el mejor tamaño de tubería de alta presión:

1) El diámetro exterior (OD) de la tubería debe ser compatible con los puertos de recepción. Es imperativo que coincidan debido a la complejidad de las conexiones entre los sistemas.

2) La tubería también debe tener el diámetro interno (ID) correcto para la aplicación específica. Cuanto menor sea el diámetro interior, mejores serán los resultados. Small ID proporciona velocidades lineales más rápidas y "zonas de mezcla" más pequeñas; asegurando que los componentes de la muestra permanezcan lo más concentrados posible. Sin embargo, es necesario asegurarse de que la identificación no sea demasiado pequeña. A medida que disminuye el diámetro interior de los tubos del cromatógrafo, el aumento de presión podría exceder potencialmente las capacidades y los requisitos de la aplicación.

3) Asegúrese de que el tubo tenga la longitud correcta para la aplicación. Cuanto más largo sea el tubo, más volumen de paso de flujo se introduce. Esto tiene el potencial de diluir la muestra en la fase móvil, lo que hace que los componentes de la muestra se separen y vuelvan a fusionarse. Es importante que la ruta de flujo sea lo más corta posible, manteniendo la funcionalidad del sistema.

Tener en cuenta cada una de estas características críticas para los tubos del cromatógrafo en la vía del fluido ayudará a garantizar resultados de calidad, tanto en la HPLC tradicional como en la UHPLC más crítica.

Preparación adecuada de la tubería capilar de acero inoxidable

Una vez que se determina y prepara el ID, el OD y la longitud correctos del capilar, es igual de importante asegurarse de que el extremo del tubo esté correctamente formado. Es importante seguir los siguientes pasos:

1) Asegúrese de que el extremo del tubo esté plano y sin rebabas. Esto permite que la tubería se asiente uniformemente contra la parte inferior del puerto de recepción, lo que ayuda a evitar que se formen bolsas de volumen muerto.

2) La tubería debe estar centrada en el orificio pasante para proporcionar una alineación adecuada con el orificio del puerto receptor. El centrado adecuado reduce significativamente la turbulencia y la contrapresión.

Conclusión

Seleccionar el tamaño de material correcto (OD, ID y longitud) de la tubería de alta presión y asegurarse de que esté debidamente preparado para la aplicación específica es muy importante para lograr resultados cromatográficos precisos. Es una buena práctica encontrar un fabricante de tubos capilares de acero inoxidable que tenga experiencia y proporcione un producto fabricado específicamente para aplicaciones de cromatografía.

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