Thứ nhất, khả năng tương thích hóa học của vật liệu: tránh ô nhiễm và thất bại bộ lọc

Khả năng tương thích hóa học là tiền đề cốt lõi của việc lựa chọn vật liệu lọc hàn, trực tiếp quyết định xem nó có thể phù hợp với pha dòng chảy, hệ thống mẫu hay không, để tránh sự suy thoái của chính nó hoặc giải phóng các tạp chất gây ô nhiễm mẫu:

Thép không gỉ (316L/Hastelloy):

Khả năng chống ăn mòn mạnh, phù hợp với phần lớn các hệ thống không ăn mòn mạnh (như dung môi hữu cơ, mẫu axit và kiềm trung tính/yếu, pha nước), là vật liệu rất phổ biến trong phân tích sắc ký. Nhưng trong môi trường ăn mòn mạnh (chẳng hạn như pha chảy có nồng độ axit clohiđric cao, chloroform, hoặc pha chảy kiềm pH>12), thép không gỉ có thể bị ăn mòn, giải phóng các ion kim loại (ví dụ: Fe³, Cr⁶) được hấp thụ vào các pha cố định cột sắc ký, dẫn đến giảm hiệu ứng cột, kéo theo đỉnh núi (ví dụ: tách đỉnh của các hợp chất kiềm), đồng thời gây ô nhiễm máy dò (ví dụ: nguồn ion của máy dò phổ khối).

Chất liệu PTFE (PTFE):

Tính trơ hóa học mạnh, chịu được gần như tất cả các axit và kiềm, dung môi hữu cơ (bao gồm axit nitric đậm đặc, tetrahydrofuran, v.v.), không bị ô nhiễm chất hòa tan và phù hợp với các mẫu/pha dòng chảy ăn mòn mạnh (ví dụ: sắc ký ion, phát hiện kim loại nặng trong các chất gây ô nhiễm môi trường, phân tích mẫu axit/kiềm mạnh). Nhưng PTFE có độ bền cơ học thấp, dễ bị biến dạng, vỡ trong hệ thống sắc ký áp suất cao (áp suất>20MPa), dẫn đến thất bại của bộ lọc.

Polypropylene (PP):

Kháng axit trung tính/kiềm yếu, dung môi hữu cơ một phần (ví dụ: methanol, acetonitrile), chi phí thấp hơn, phù hợp với hệ thống pha nước hữu cơ của sắc ký phản sắc ký thông thường (ví dụ: thử nghiệm thành phần thông thường trong thực phẩm, dược phẩm). Nhưng trong các dung môi hữu cơ mạnh (ví dụ như dichloromethane, toluene) dễ bị phồng lên, biến dạng, giải phóng các tạp chất polymer trọng lượng phân tử thấp, dẫn đến sự trôi dạt cơ bản, sự xuất hiện của các đỉnh ma.

Gốm sứ (Alumina/Zirconia):

Chịu được áp suất cao, chịu được nhiệt độ cao (lên đến 300 ℃), ổn định hóa học tốt hơn, phù hợp với sắc ký nhiệt độ cao, hệ thống sắc ký lỏng siêu cao (UHPLC), hoặc các mẫu phức tạp với một lượng nhỏ vật chất hạt (ví dụ: mẫu nước môi trường, mẫu sinh học). Nhưng vật liệu gốm có độ giòn lớn, dễ bị vỡ do va chạm và có thể xảy ra hòa tan trong pha dòng chảy kiềm mạnh (pH>13), giải phóng ion nhôm để phân tích ảnh hưởng.

Thứ hai, hiệu quả lọc của vật liệu phù hợp với khẩu độ: bảo vệ lõi cột sắc ký

Chức năng cốt lõi của bộ lọc hàn là lọc các hạt vật chất (chẳng hạn như tạp chất lơ lửng trong mẫu, các hạt nhỏ trong pha chảy, các mảnh vỡ rơi ra từ chất độn cột sắc ký), cấu trúc lỗ chân lông và độ bền cơ học của vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả lọc:

Bộ lọc bằng thép không gỉ: chủ yếu là hình thành thiêu kết, khẩu độ đồng nhất (thường là 0,22 μm, 0,45 μm), độ chính xác lọc cao, có thể chặn các hạt nhỏ một cách hiệu quả; Độ bền cơ học cao, phù hợp với hệ thống sắc ký áp suất cao (áp suất ≤40MPa), không dễ bị biến dạng khẩu độ do dao động áp suất, hiệu quả lọc ổn định khi sử dụng lâu dài. Thích hợp cho phân tích thông thường của độ nhớt mẫu thấp và không ăn mòn mạnh (chẳng hạn như xác định hàm lượng thuốc, kiểm tra phụ gia thực phẩm), nó có thể bảo vệ hiệu quả các tấm màn hình cột sắc ký khỏi tắc nghẽn.

Bộ lọc PTFE/PP: Hầu hết là bộ lọc màng mỏng, phân bố khẩu độ rộng hơn, độ chính xác lọc thấp hơn một chút so với thép không gỉ, nhưng độ thấm của các mẫu nhớt (như chất lỏng sinh học, dung dịch polymer) tốt hơn và không dễ bị tắc nghẽn. Nhưng PTFE dễ bị biến dạng dưới áp suất cao, dẫn đến khẩu độ lớn hơn và hiệu quả lọc giảm; Sau khi bộ lọc PP hòa tan trong dung môi hữu cơ, khẩu độ sẽ thay đổi và có thể không ngăn chặn hiệu quả các hạt vật chất, làm tăng nguy cơ tắc nghẽn cột sắc ký.

Bộ lọc gốm: khẩu độ đồng nhất và độ cứng cao, hiệu quả lọc cao, phù hợp với áp suất cao, cảnh nhiệt độ cao (như SFC sắc ký chất lỏng siêu tới hạn), có thể giữ khẩu độ ổn định trong thời gian dài. Nhưng độ xốp của bộ lọc gốm thấp hơn, dòng chảy của mẫu có độ nhớt cao nhỏ hơn, dễ bị tăng áp suất do sự tích tụ của các hạt và cần được làm sạch thường xuyên.

Thứ ba, tính hấp thụ mẫu của vật liệu: tránh lỗi phân tích

Sự khác biệt về khả năng hấp phụ của các vật liệu khác nhau đối với các thành phần mẫu sẽ trực tiếp dẫn đến mất mẫu, giảm diện tích đỉnh hoặc kéo, ảnh hưởng đến độ chính xác định lượng:

Bộ lọc bằng thép không gỉ: hấp phụ yếu đối với các hợp chất không phân cực (ví dụ: hydrocacbon, vitamin tan trong chất béo), nhưng có một số tác dụng hấp phụ đối với các hợp chất có phân cực mạnh (ví dụ: axit hữu cơ, phenol), chelate kim loại (ví dụ: phức hợp EDTA), có thể dẫn đến đuôi núi, lặp lại khu vực đỉnh kém. Ví dụ, khi phân tích các thành phần phenolic trong y học cổ truyền Trung Quốc, sự hấp phụ của bộ lọc bằng thép không gỉ có thể dẫn đến kết quả thử nghiệm thấp.

Bộ lọc PTFE: Bề mặt trơ, hấp phụ rất thấp đối với phần lớn các hợp chất (bao gồm phân cực, không phân cực, axit, kiềm) và hầu như không mất mẫu, là vật liệu được lựa chọn để phân tích dấu vết, phân tích hợp chất phân cực (ví dụ: phát hiện dấu vết VOC trong môi trường, phân tích hormone trong các mẫu sinh học).

Bộ lọc PP: có sự hấp phụ nhẹ đối với các hợp chất không phân cực và ít hấp phụ hơn đối với các hợp chất phân cực so với thép không gỉ, nhưng khi phân tích các mẫu nồng độ thấp, chẳng hạn như mức ng/mL, lỗi do hấp phụ vẫn không thể bỏ qua và không phù hợp để phân tích dấu vết.

Bộ lọc gốm: có sự hấp phụ nhất định đối với các hợp chất phân cực (ví dụ: alkyl, amin), đặc biệt là trong pha nước, tác dụng hấp phụ rõ ràng hơn, thích hợp cho việc phân tích các mẫu không phân cực, nồng độ cao (ví dụ: tách hydrocacbon trong các sản phẩm dầu mỏ).