色谱系统的三个部分以及它们的作用

步琦实验室设备

2022.4.12

作者步琦

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很少有人注意到，在一套色谱装置的内部有一个非常精致的色谱系统部件网络。我们希望能通过这篇文章，带大家了解中压和高压制备色谱的接头、管线和接口这三个部分，以及如何最好地安装和使用它们。

色谱系统部件：接头

常规的色谱接头看起来如下图所示：

图示：色谱接头一览

接头的设计可以是一体式的，即螺母和卡套结合在一起；也可以是两段式的，有单独的螺母和卡套，这两种设计都可用于中压制备色谱（Flash）的应用。一体式设计更容易使用，只需要用手拧紧。两段式设计提供了更多的选择和灵活性。当用钢材料制成时，它可以用扳手拧紧，而当用PEEK、FEP、ETFE或PTFE材料制成时，可以用手拧紧。

图示:左侧为两段式接头，右侧为一体式接头

关于构成色谱接头的材料主要有以下几类：

钢 ——

是一种高强度的材料，对任何溶剂都有抵抗力。常见的钢制色谱接头一般都为316不锈钢，因此通常用于极度高压的应用，如高压制备色谱（Prep Hplc）。钢制接头只能使用一次，因为当它们被紧固在接口上时会发生不可逆的形变。

PEEK ——

是一种高螺纹强度的材料，可抵抗大多数溶剂，但浓酸和氯化溶剂除外。这种材料高压适应性好，生物相容性强，非常适合需要频繁更换管线和连接件的应用，如中压和高压制备色谱（Flash和Prep HPLC）。

FEP/ ETFE / PTFE ——

这种材料的螺纹强度较低，但对任何溶剂都有抵抗力，并且具有生物相容性，因此非常适合中压制备色谱（Flash）。

常见的色谱接头主要由以下两部分组成：

卡套——

色谱接头的卡套可以是平底的，也可以是锥形的，如下图所示：

图示：左侧的卡套为平底的，右侧的卡套为锥形的

平底卡套适用于低压应用，如中压制备色谱。它们不是永久性地连接到管子上，而且卡套的尖端面向螺母。锥形卡套更适合于高压应用，如高压制备色谱。这些类型的卡套一旦被紧固就会变形并固定在管子上，卡套的尖端远离螺母。

螺母——

螺母的尺寸可以用英制来描述，比如直径≥1/4"，孔径为≤1/4"，有若干螺纹。或者也可以通过公制尺寸来描述，比如直径为6毫米，螺纹间距为1毫米。更大的直径（1/4-28）用于高流速的系统（Flash），以减少背压。更多的螺纹（10 -32）可以抵抗更高的压力，是高压系统的首选，如Prep HPLC。

螺母头可以是滚花头（Knurl），需要用手指拧紧，也可以是六角头（Hex），通常只由钢制成，需要用扳手拧紧。

图示：左侧为滚花头，右侧为六角头

色谱系统部件：管线

管线的材料同样有很多种，包括不锈钢，PEEK，PTFE 以及ETFE 等等。这些管线的内径（ID）和长度会影响背压和死体积，从而影响峰形。常见的内径为 0.08"，用于中压制备色谱（Flash），0.02" 用于高压制备色谱。常见的外径有用于中压制备色谱的1/8"和用于高压制备色谱的 1/16"。由于管线的长度越长，所产生的背压和死体积就越大，因此需要根据管线所连接的部件决定其长度。

色谱系统部件：接口

接口可用于不同尺寸的螺母。例如，10 - 32 用于锥形螺母，1/4-28 用于平底螺母。接口可以是平底的，用于契合卡套的平底。这些类型的接口适用于中压制备色谱。接口也可以是锥形的，用于契合卡套的尖端。锥形端口适用于高压制备色谱。

图示：左侧为平底接口，右侧为锥形接口

在使用以上这三个色谱系统部件时，我们还需要注意这些事项才能保证最佳的使用状态：

在安装到任何色谱系统之前，确保所有的管线都有一个笔直的切口，边缘没有任何残留物

始终使用适当的工具来切割管线

滚花头的螺母或配件只能用手拧紧

过度拧紧螺母或接头通常会减少管线的内径，导致压力升高和流速错误

六角接头通常与不锈钢管一起使用，首次安装时必须用手拧紧，以免损坏螺纹。用手拧紧后必须用合适的扳手再次紧固（通常为1/4圈）

如果您对以上三个色谱部件非常感兴趣，请长按识别以下二维码，下载免费的色谱系统部件表格（Chromatography Fittings Factsheet）了解更多。

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