Применение специализированных насосов ВЭЖХ от VWR для получения превосходного результата в лаборатории
В области жидкостно-хроматографических исследований используются установки различных типов и минимальные по количеству блоков, и сложные комплектные, управляемые электроникой. И хотя комплектные модели зачастую более производительны и прецизионны, сборка приборов из нескольких блоков обеспечивает другие возможности — такие устройства могут без труда модифицироваться под стоящую перед ними задачу. И в основной, базовой схеме любой установки для проведения высокоэффективной жидкостной хроматографии, конечно, входит насос.
Насосы ВЭЖХ являются точнодозирующими приборами, непрерывно подающими растворитель в хроматографическую колонку под давлением в несколько десятков МПа.
Для микроколоночной жидкостной хроматографии и особенно для ее разновидности капиллярной насосы должны обладать производительностью от 1 мкл в минуту, а для препаративной 25-100.
Насос для ВЭЖХ должен соответствовать и другим требованиям:
Во-первых, материалы, из которых они изготовлены, должны обладать достаточной химической инертностью. Поэтому металлические детали, соприкасающиеся с растворами, должны быть изготовлены из нержавеющих сплавов, а все уплотняющие детали из высоко толерантных, устойчивых к растворению соединений (обычно фторопластовых или полиамидных).
Так как нержавеющие стали не абсолютно инертны и могут подвергаться коррозии под воздействием сильной щелочи, агрессивной соли или слабого раствора хлористоводородной кислоты, нередко присутствующей в форме примеси в галогеносодержащем растворителе, желательно изготавливать детали насоса из более устойчивых соединений, таких как титановые или другие специальные сплавы. Иногда для этих целей используется керамика. Уплотняющие материалы тоже склонны разрушаться под воздействием тех или иных растворителей, например, к этому приводят хлорирсодержащие углеводородистые соединения этана, метана, этилена, поэтому качество уплотнителей тоже очень важно.
Следующим важным требованием, предъявляемым к насосам ВЭЖК является способность создавать достаточное рабочее давление. Нужный уровень давления определяет сопротивление задействованной колонки и величина скорости потока, притом показатели давления могут изменяться в очень широком диапазоне.
Считается, что показатель в пределах 15-20 мегапаскалей является удовлетворительным для проведения подавляющего числа аналитических исследований. В то же время, прибор, имеющий полутора-двукратный запас по уровню создаваемого давления, более предпочтителен, потому что у такого устройства значительно меньше изнашиваются уплотнения и клапаны, так как стабильность потока подвижной фазы в данном случае сохраняется более продолжительное время в сравнении с устройством, работающим при практически предельных уровнях давления.
Уровень стабильности скорости потока — тоже очень важный момент для функционирования приборов. Возможность точного поддерживания скорости потока элюента предопределяет исход проведенного анализа (и качественного, и количественного). Большинство разновидностей высокоэффективной жидкостной хроматографии могут «потерпеть» уровень нестабильности потока не превышающий 1%. Есть и более «капризные» методы. Например, гель-фильтрационная хроматография, требует, чтобы этот показатель был ниже 0,1-0,3%.
Существуют модели постоянного расхода и постоянного давления
Самые ценные качества последних — высокий уровень производительности и работа без пульсации. Самыми совершенными из них считаются насосы с пневмоусилением. Они имеют большой поршень, который приводится в действие газом, поступившим по связанному с меньшим поршнем штуцеру.
Подача жидкой среды из емкости в колонку осуществляется посредством системы клапанов. Для ускорения перезаполнения устройства поршень двигается обратно под влиянием давления поступившего по штуцеру газообразного вещества. Уровень максимального давления пропорционален отношению площадей поршней и напору газообразного вещества на входе.
Основным минусом таких насосов является то, что в случае изменения сопротивления колонки (например, из-за засорения входных и предколоночных фильтров, насадки и загустения растворителя в результате температурных перепадов) изменяется и расходование подвижной фазы. Из-за этого недостатка область применение этих приборов становится все уже и уже (сейчас их в основном использует только препаративная хроматография, кроме того, они нужны для набивки колонок). В остальных исследованиях они почти вытеснены приборами постоянного расхода.
Поршневой насос постоянного расхода имеет эксцентрик, поршень, возвратную пружину, цилиндр, уплотнение и электродвигатель.
Такие приборы конструктивно могут быть шприцевыми или возвратно-поступательными. Первые действительно похожи на супер-вместительный шприц, в нем перемещение поршня осуществляется с помощью электродвигателя, благодаря силовой передаче.
Поршневое выдавливание растворителя просиходит с одинаковой скоростью.
Когда поршень проходит весь супер-шприц, поток прерывается и начинается перезаполнение. Прерывание потока — серьезный недостаток приборов, если вспомнить о другом минусе — трудности создания уплотнений, имеющих большую площадь, то становится понятно почему этот вид насосов практически не использовался в последние годы. Но благодаря тому, что микроколоночная хроматография с ее экономным расходом подвижной фазы набирает все большую популярность, производители стали все чаще прибегать к этой конструкции, обеспечивающей точную работу и беспульсационное поступление растворителей.
Возвратно-поступательные насосы используются при проведении высокоэффективной жидкостной хроматографии в подавляющем большинстве случаев, так как подходят для нее практически идеально. Можно сказать, что сейчас единственным их минусом считается наличие потоковой пульсации. Но ее уменьшают специальные методики. Мелкими проблемами являются уязвимость клапанов к загрязнениям и появление паровых пробок в процессе всасывания если растворители обладают высоким содержанием пара (метиленхлорида, пентана и т. д.).
Возвратно-поступательные насосы бывают мембранными (диафрагменными) и поршневыми (плунжерными). И в тех, и в тех элюент прокачивается возвратно-поступательными движениями либо поршня, либо диафрагмы в ограниченной шариковыми клапанами камере.
Конструкция диафрагменного насоса подразумевает перемещение поршня в замкнутом пространстве, что вызывает изгибание диафрагмы, прикрепленной на другом конце камеры. Основной плюс устройств — растворитель не контактирует с поршневым уплотнением. Это значит, можно брать более дешевые материалы для уплотнения, они не будут разрушаться, и это исключит засорение клапанов.
Производительность таких насосов способна варьировать при ограничении хода поршня (как следствие изменяется рабочий объем цилиндрической полости), так и уменьшением/увеличением частоты поршневых движений. Последнее повышает прецизионность подачи элюента (это заметнее в случаях низкого расхода).
Стандартная форма эксцентрика (круг) в насосах ведет к одинаковости фаз всасывания и нагнетания, и как следствие, степень пульсации потока в таких приборах чрезвычайно высока. Поэтому конструкторы стали использовать сложноустроенные эксцентрики, ощутимо сокращающие длительность всасывания. Как только такт нагнетания заканчивается, устройство быстро перезаполняется, и запускается следующий цикл. Понизить пульсацию может применение устройств с двумя или тремя головками, а также регулирование процесса с помощью электронных систем.
Простой одноголовочный прибор имеет пульсацию примерно 9%, две головки, функционирующие в противофазе позволяют добиться понижения до 3%, а сложноустроенные приборы, у которых три головки могут обеспечить практически беспульсационную подачу растворителя (неравномерность ниже 0,2%). Электронные устройства с обратной связью снижают этот показатель в два раза.
Как видите, существует очень много видов насосов для ВЭЖХ.
Мы предлагаем вам современные высокопроизводительные насосы для ВЭЖХ VWR collection. Это то лабораторное оборудование, которому можно доверить самые ответственные исследования. Все устройства сертифицированы и имеют длительный срок эксплуатации. Мы представляем компанию VWR на российском рынке, оказывая услуги по доставке, установке. Мы осуществляем все виды ремонта. Если вы хотели бы узнать больше об этом оборудовании — звоните или пишите нашим консультантам, они с удовольствием ответят на любой ваш вопрос. Делайте заказ, у нас только проверенные товары и отличные цены!
У нас можно купить оборудование VWR International Avantor от официального дистрибьютора в России.
Покупая насосы ВЭЖХ лабораторные VWR Collection у дилера в РФ, компании «Лабораторное оснащение», вы получаете: гибкие условия поставок, доставку во все регионы России, гарантию производителя, сервис и обслуживание, подбор аналога, комплектующих и самые лучшие цены!