Trong các hệ thống dụng cụ phân tích hiện đại, đặc biệt là sắc ký lỏng (HPLC), sắc ký khí (GC), sắc ký ion (IC) và các hệ thống phân tích dòng chảy liên tục, van mẫu (Injection Valve) là một trong những thành phần cốt lõi để đạt được sự giới thiệu chính xác của mẫu. Nó không chỉ xác định độ lặp lại và chính xác của mẫu vào hệ thống phân tích mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của kết quả phân tích và mức độ tự động hóa của hệ thống. Là "cửa ngõ" kết nối mẫu và máy dò, nó đóng một vai trò không thể thay thế trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học, giám sát môi trường, dược phẩm, an toàn thực phẩm và kiểm tra lâm sàng.

I. Cấu trúc cơ bản và nguyên tắc làm việc

Cấu trúc cốt lõi của van mẫu bao gồm thân van, rôto, stator, tay cầm hoặc động cơ truyền động và nhiều giao diện dòng chảy. Thông thường có hai trạng thái làm việc chính: "Load" và "Inject".

Trong trạng thái "nạp mẫu", pha chảy (chất mang) đi trực tiếp qua cột sắc ký, trong khi mẫu được tiêm qua ống tiêm vào vòng định lượng (Sample Loop). Vòng định lượng là một phần của ống thép không gỉ có thể tích đã biết xác định thể tích của mỗi mẫu (ví dụ: 10μL, 20μL, 100μL, v.v.) để đảm bảo độ chính xác cao và lặp lại của mẫu.

Khi chuyển sang trạng thái "lấy mẫu", ống van được xoay 60 độ (van sáu chiều) và dòng chảy của pha chảy được chuyển hướng để nó chảy qua vòng định lượng, mẫu trong đó được "rửa sạch" vào cột sắc ký, bắt đầu quá trình tách. Toàn bộ quá trình chuyển đổi nhanh chóng, đáng tin cậy và kích thước chết nhỏ, giảm thiểu sự khuếch tán mẫu và độ rộng đỉnh, đảm bảo độ phân giải sắc ký tốt.

II. Phát triển loại hình và tự động hóa

Theo cách hoạt động, nó có thể được chia thành hai loại van mẫu thủ công và van mẫu tự động (Auto-sampler).

Van lấy mẫu bằng tay được chuyển đổi trạng thái bởi người vận hành bằng tay cầm quay. Cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và bảo trì thuận tiện. Nó được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm thông thường. Các mô hình như 7725i, 7725T từ các thương hiệu đại diện của Mỹ như Rheodyne (nay là Agilent), được biết đến với độ bền và độ kín cao.

Với sự gia tăng của thông lượng phân tích và nhu cầu tự động hóa, van lấy mẫu tự động trở thành cấu hình tiêu chuẩn của thiết bị. Hệ thống lấy mẫu tự động tích hợp cánh tay robot, kim lấy mẫu, trạm làm sạch và mô-đun điều khiển điện tử. Nó có thể hoàn thành toàn bộ quá trình lấy mẫu, làm đầy vòng định lượng, chuyển đổi vị trí van, lấy mẫu và làm sạch theo quy trình đặt trước để đạt được phân tích thông lượng cao và không giám sát. Loại hệ thống này đặc biệt thích hợp cho các tình huống như QC dược phẩm, dược phẩm sinh học và kiểm tra khối lượng lớn môi trường.

Ba, các chỉ tiêu tính năng then chốt và các điểm lựa chọn:

- Độ chính xác và độ lặp lại của mẫu: thường được biểu thị bằng độ lệch chuẩn tương đối (RSD), RSD chất lượng cao có thể thấp hơn 0,5%;

- Khả năng chịu áp lực: cần phù hợp với áp suất vận hành của hệ thống, HPLC thường chịu được áp suất trên 6000 psi;

- Khối lượng chết: càng nhỏ càng tốt để giảm khuếch tán đỉnh;

- Khả năng tương thích hóa học: thân van và vật liệu niêm phong (như PEEK, Ruby, gốm sứ) cần chịu được các dung môi, axit và kiềm khác nhau và muối đệm;

- Tuổi thọ: Chất lượng cao có thể chịu được hàng trăm nghìn chu kỳ hoạt động.

Khi chọn loại, cần phải xem xét toàn diện phương pháp phân tích, tính chất mẫu, loại pha dòng chảy và áp suất hệ thống để đảm bảo nó phù hợp với toàn bộ hệ thống phân tích.

4. Bảo trì và các vấn đề thường gặp:

- Rửa vòng định lượng và dòng chảy bằng dung môi thích hợp sau khi sử dụng;

- Tránh vật chất hạt xâm nhập vào hệ thống và ngăn chặn trầy xước bề mặt niêm phong;

- Thay đổi vòng đệm rôto thường xuyên;

- Tránh xoay tay cầm quá mạnh.