UHPLC（超高效液相色谱）的故障诊断：管路连接

UHPLC中的系统压力可达15,000psi (1,034 bar) ，所以对于管路连接的物理性要求就非常高。由于UHPLC系统中压力较高，且在系统中的某些特定区域中形成压力循环（例如：在进样阀中），因此UHPLC用户面临的最大问题就是管路的滑移。

在系统的最高压力区域，圆锥状的管接件可以将管路固定在每个连接中的对接端口底部。然而同时，系统流道中的流体则会反向将连接管路推离对接端口的底部。当然，对接端口底部的任何管路移动都会产生死体积，从而导致以上列举的很多色谱分析中产生的问题。

图1：管路滑移

不幸的是，由于通常管路移动非常缓慢，这个问题很难被察觉。因此在流体连接中，这类问题的发生有可能是无征兆的（例如，没有发现流体泄漏和压力损耗等），并且由于不断增大的死体积腔在接口处形成，色谱分析的结果将不断恶化。

在一个标准的用于1/16”外径管路的10-32锥形对接端口，管路在密封卡套末端每滑移.001”，将产生50纳升的死体积。

因为系统压力如此之高，并且传统的聚合物管接件会导致如以上所述的管路滑移，色谱分析工作者通常在UHPLC应用中使用全金属管接件，以确保最可靠的连接。

然而，一些最普通的全金属管接件需要一个高扭矩的力加载，以确保紧贴管路壁。当既需要高紧固扭矩又不得不遵循常理“你永远都不能使它更紧固”，这就意味着把流体管路的内径缩小。如图2中所示。

图2：内径被压缩的情况

• 高系统背压

• 在液流中产生节流效应，导致液流紊乱以及样品和流动相混合过剩

• 由于可能产生悬浮颗粒物质而导致增加管路堵塞的可能性

与管路滑移问题相似，管路内径被压缩也是非常难以被察觉到。由于当场没有泄漏发生以及无压力损耗，使得这个问题更难以被发现并解决，并常常会导致不必要的系统停机和修复费用。

需要使用高扭矩将全金属管接件系统紧贴液流管路， 不仅仅会造成管路内径压缩，视紧固扭矩的大小还有可能造成对接端口的材料滑落至密封卡套的表面。

当发生磨损，即对接端口被损坏——有可能将不能再使用。在这种严重的情况下，从对接端口滑落的材料会像一种“胶”一样将密封卡套牢牢固定在对接端口。这就使得很难将管接件从端口移除并且常常导致非常昂贵的修复费用。

图3：发生磨损的情况

即使不发生磨损，全金属管接件也常常会轻损对接端口内部的锥形表面。如图4所示，一个密封卡套有可能将锥形表面内陷150 µm。

越是将全金属的管接件系统使用在标准对接端口，越是会出现某种永久损坏的情况。

图4：轮廓曲线变化图

由于在UHPLC应用中流道内巨大的压力，连接的失误会导致伤害。当一个接头系统失败后，如果液流产生的压力是15,000psi或者更多，这就有可能使液体从连接中喷射出来，导致破坏一些较软的组织，例如皮肤或者眼睛的表面。因此，无论使用哪种管路，IDEX Health & Science强烈推荐在处理UHPLC应用的连接时，使用合适的保护装置。

 一个非常有效的方式来克服UHPLC连接中产生的这些问题是使用IDEX Health & Science的VHP系列的接头。

  图5：VHP-200,VHP-300,VHP-320 和 VHP-325

有三种型号的接头，具有不同的特性：

• VHP-200系列，最高压力可达30,000psi（2,000bar），可进行“简易插入式”替换双片式不锈钢卡套系统。

• VHP-300和VHP-320系列，提供了可重复利用的特性，即可重复使用同样的接头连接管路至不同的对接端口，而无需每次更换接头。

通过使用一个专利制造的PEEK聚合物前端密封卡套，VHP-300和VHP-320接头确保形成具有生物兼容性以及惰性流体密封，可避免对对接端口内部的锥形表面产生磨损或破坏。此外，该内部密封卡套，使用具有专利的先进技术，安全地固定住管路而不会将管路扭曲。

图6：VHP-320，显示了内部的压缩密封卡套

这种特性既可将同样的管路连接至不同的端口（例如，当更换系统中的柱管时），又可将不同的管路连接至同样的端口（例如，因系统流量的降低而减小流道的内径时）。

由于UHPLC的连接引发的问题可能会很严重，所以必须认清大多数问题都是可追溯到由于管路连接引起的。因此，在投资一笔钱用于更新昂贵的系统组件之前，花一些时间去检测管路的连接并有需要的话更换，或者将这些有问题的接头更新成IDEX Health & Science的VHP系列产品。在保证提供整体系统性能的同时只需要比较少的费用以及比较少的停机时间。