Пузыри в системе ВЭЖХ; как удалить воздух из насоса ВЭЖХ?

Правильная подготовка растворителя предотвратит множество проблем с перекачкой. Наиболее распространенной проблемой является образование пузырьков, что может повлиять на постоянство скорости потока. Помимо негерметичных фитингов, проблема образования пузырьков возникает по двум причинам: дегазация растворителя и кавитация. Также требуется фильтрация растворителей для ВЭЖХ.

 
Дегазация растворителя и продувка

Выделение растворителя происходит из-за того, что подвижная фаза содержит растворенные атмосферные газы, в основном N2 и O2. Эти растворенные газы могут привести к образованию пузырьков и должны быть удалены путем дегазации подвижной фазы до или во время использования. Лучшим практическим методом дегазации является продувка растворителя стандартным лабораторным гелием (99,9+%). Гелий мало растворим в растворителях для ВЭЖХ, поэтому другие газы, растворенные в растворителе, диффундируют в пузырьки гелия и вымываются из системы. Фильтрация растворителем не является эффективной альтернативой гелиевой дегазации.
Перед использованием рекомендуется энергично барботировать растворитель в течение 10–15 минут. Затем поддерживайте струйное барботирование во время использования, чтобы атмосферные газы не растворялись обратно в подвижную фазу. Барботируемый растворитель должен постоянно покрываться гелием под давлением от 2 до 3 фунтов на квадратный дюйм. Растворители без газовой подушки позволяют атмосферным газам снова растворяться в подвижной фазе в течение четырех часов.
Смеси растворителей с использованием воды и органических растворителей (таких как метанол или ацетонитрил) содержат меньше растворенного газа, чем чистые растворители. Поэтому барботирование для уменьшения количества растворенного газа особенно важно при использовании смеси растворителей.
Даже при барботировании может произойти некоторое выделение газа. Регулятор обратного давления, установленный после проточной кюветы детектора, поможет предотвратить образование пузырьков и, таким образом, ограничить базовый шум. 

Кавитация 

Кавитация возникает, когда условия на входе ограничивают поток растворителя и во время хода на входе образуются пузырьки пара. Ключом к предотвращению кавитации является уменьшение ограничений на входе. Наиболее распространенными причинами ограничений впуска являются пережатые впускные линии и забитые впускные фильтры. Впускные линии с трубками длиной более 48 дюймов (120 см) или с трубками с внутренним диаметром менее 0,085 дюйма (2 мм) также могут вызывать кавитацию.
Размещение резервуаров с растворителем ниже уровня насоса также способствует кавитации. Оптимальное расположение резервуаров — немного выше уровня насоса, но достаточно, чтобы они находились на одном уровне с насосом. 

Фильтрация 

Фильтрация растворителя является хорошей практикой для обеспечения надежности насосов ВЭЖХ и других компонентов системы. Растворители всегда должны быть отфильтрованы с помощью 0,5-микронного фильтра перед использованием. Это гарантирует, что никакие частицы не будут мешать уплотнениям поршня и обратным клапанам. Растворители, в которых буферы или другие соли легко выпадают в осадок, необходимо чаще фильтровать. После фильтрации растворители следует хранить в закрытой бутыли без твердых частиц. 

Растворители, оказывающие вредное воздействие на большинство насосов ВЭЖХ 

За исключением головок насоса из PEEK, все части насоса, контактирующие с подвижной фазой, зачастую изготовлены из нержавеющей стали марки 316, керамики, сапфира, рубина или фторполимеров. Некоторые из этих материалов чрезвычайно чувствительны к кислотам (включая некоторые кислоты Льюиса) и галогенангидридам. Избегайте использования растворителей, содержащих любое количество соляной кислоты.
Кроме того, некоторые пользователи систем ВЭЖХ заметили, что хлороформ и четыреххлористый углерод медленно разлагаются с выделением соляной кислоты, которая, как отмечалось выше, разъедает нержавеющую сталь. Не оставляйте эти растворители в системах на длительное время.
Также рекомендуется избегать гидроксида аммония. Хотя гидроксид аммония не повредит сам насос, он может повредить статор и ротор инжекторных клапанов.

Используйте силу тяжести при размещении резервуаров с подвижной фазой в системе ВЭЖХ 

Резервуар с подвижной фазой должен располагаться на том же уровне или немного выше насоса (ни в коем случае не ниже насоса), а входная трубка должна быть как можно короче. Эти действия сводят к минимуму потери давления на стороне всасывания насоса во время заполнения и помогают избежать образования пузырьков. Эти этапы особенно важны при использовании растворителей с высоким давлением паров (гексан, метиленхлорид и т. д.). Подвижные фазы следует дегазировать, фильтровать и герметично укупоривать.

По возможности используйте промывку уплотнений ВЭЖХ. 

Самопромывающиеся головки насосов обеспечивают непрерывную промывку поверхности поршня без неудобств ручной промывки или самотечной подачи. В головке самопромывающегося насоса используется самопромывающееся уплотнение и вторичный комплект обратных клапанов для создания непрерывного положительного потока в области за уплотнением насоса высокого давления. Промывочный раствор смывает любые буферные соли, осаждающиеся на поршне. Если их не удалить, эти осадки могут привести к истиранию уплотнения высокого давления и вызвать преждевременный выход из строя уплотнения и утечку, а также могут повредить насос. 

Рекомендуемое использование функции самопромывки. 

Настоятельно рекомендуется использовать функцию самопромывки для увеличения срока службы уплотнения в ряде областей применения. В частности, (как указано выше), если перекачиваемые буферы, кислоты/щелочиили любой неорганический раствор близки к насыщению, насос должен использовать функцию самопромывки. При каждом ходе поршня очень тонкая пленка раствора протягивается через уплотнение. Если эта зона сухая (без использования самопромывки), то во время непрерывной работы будут образовываться кристаллы, которые в конечном итоге повредят уплотнение.
Другое применение, в котором настоятельно рекомендуется использовать самопромывку, — это перекачка тетрагидрофурана (также известного как ТГФ, диэтиленоксид) или других летучих растворителей, таких как ацетон (Примечание: ТГФ и большинство растворителей совместимы только со всеми системами из нержавеющей стали. ТГФ воздействует на PEEK). Летучие растворители быстро высыхают за уплотнением (без использования самопромывки), что приводит к высыханию и разрушению уплотнения.

Замена входного фильтра ВЭЖХ 

Впускные фильтры следует периодически проверять, чтобы убедиться, что они чистые и не ограничивают поток. Ограничение может вызвать кавитацию и потерю потока в насосе. Две проблемы, которые могут засорить впускной фильтр, — это микробный рост и нечистые растворители. Чтобы предотвратить рост микробов, используйте не менее 10-20% органического растворителя в подвижной фазе или добавьте соединение, ингибирующее рост. Если перекачивать 100% воду или водный раствор без каких-либо ингибиторов, микробы со временем будут расти во входном фильтре, даже если каждый день готовится свежий раствор. Всегда используйте хорошо отфильтрованные растворители для ВЭЖХ для подвижной фазы. 

Замена поршневых уплотнений ВЭЖХ.

Давление ниже нормального, колебания давления и утечки в насосной системе могут указывать на возможные проблемы с уплотнением поршня. В зависимости от используемой жидкости или подвижной фазы замена уплотнения поршня часто необходима после 1000 часов работы. 

Очистка поршня ВЭЖХ.

Аккуратно сожмите поршень в сложенной части подходящей губкой для чистки и протрите губкой по всей длине поршня. Часто поворачивайте накладку, чтобы очистить всю поверхность. Не прикладывайте давление перпендикулярно длине поршня, так как это может привести к поломке поршня. После чистки протрите поршень безворсовой тканью, смоченной в спирте

Очистка обратного клапана ВЭЖХ. 

Многие проблемы с обратным клапаном возникают из-за того, что мелкие частицы мешают работе обратного клапана.
1. Чтобы очистить обратные клапаны насоса, снимите головную часть насоса и полностью погрузите ее в лабораторный ультразвуковой очиститель.
2. Обработайте ультразвуком около 30 минут, используя стандартный чистящий раствор. Тщательно промойте головку насоса дистиллированной водой.
3. Замените узел головки насоса.
4. Запустите насос со скоростью потока 1 мл/мин (для аналитического насоса) с дистиллированной водой на пятнадцать минут. Во время очистки всегда направляйте выход в стакан для отходов.
Если эта процедура не вернет насосу надлежащую производительность, обратные клапаны следует заменить. 

Очистка или промывка насоса ВЭЖХ 

1. Подготовьте следующие растворители, используя методы приготовления растворителей, описанные в предыдущем разделе:
а. 100% изопропанол
б. 100% фильтрованная дистиллированная вода
в. 20% раствор азотной кислоты/воды (приготовить только в том случае, если проточная часть выполнена из нержавеющей стали)
2. Направьте выпускную линию насоса к стакану для отходов.
3. Нажмите кнопку PRIME (P), чтобы установить максимальный расход насоса ИЛИ установите максимальный расход насоса.
4. Прокачивайте 100% изопропанол через насос в течение 3 минут.
5. Прокачать через насос 100% фильтрованную дистиллированную воду в течение 3 минут.
Для каналов потока из нержавеющей стали перейдите к шагу 6; для путей потока из PEEK процедура очистки завершена.
6. Прокачайте 20% раствор азотной кислоты/воды через насос в течение 3 минут.
7. Промойте насос 100% фильтрованной дистиллированной водой в течение не менее 3 минут.
8. Прокачивайте 100% изопропанол через насос в течение 3 минут. 

Теперь насос готов к работе с любой подвижной фазой, а также к краткосрочному или долгосрочному отключению. 

Lab-Support предлагает для профилактического обслуживания ВЭЖХ OEM запасные части Sciencix полностью идентичные оригинальным. Для Agilent 1200 – обратный клапан (https://lab-support.ru/katalog/item/Agilent_Sciencix_Outlet_Ball_Valve%20_600bar/), уплотнения (https://lab-support.ru/katalog/item/Agilent_Seal_Pump/). Для Waters – обратный клапан (https://lab-support.ru/katalog/item/obratnyy-klapan-ti-waters-700005415-sciencix-ssha/), уплотнения (https://lab-support.ru/katalog/item/wash-seal-2-pk-analog-artikul-700002598/). 

Вывод 

Многие проблемы с насосами для ВЭЖХ связаны с обратными клапанами для ВЭЖХ, поршневыми уплотнениями и фитингами. Мы рекомендуем правильно дегазировать ваш растворитель высокой чистоты для бесперебойной работы насоса ВЭЖХ. Кроме того, рекомендуется плановое профилактическое обслуживание, включающее замену впускных фильтров для растворителей, обратных клапанов и поршневых уплотнений.