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Kapillaren
Kapillaren dienen zur Verbindung der einzelnen Bauteile wie Injektoren, Pumpen und Detektoren und befördern Eluenten und Probelösungen. Hierbei steht eine große Auswahl an unterschiedlichen Materialien und Durchmessern zur Verfügung, um die optimale Eignung für ihre Anwendung zu gewährleisten. Typischerweise kommen in der HPLC Kapillaren aus Edelstahl oder PEEK zum Einsatz, da sich diese Materialien durch gute chemische Beständigkeit und hohe Druckstabilität auszeichnen. Muss eine Kapillare nicht so hohen Drücken standhalten, können auch weichere Kunststoffe wie z.B. Nylon zum Einsatz kommen.
Technische Daten
Welches Kapillarenmaterial ist wofür geeignet?
Edelstahl
- Gute mechanische Eigenschaften
- Druckstabil für bis zu 1200 bar
- Nicht für alle Proben und Methoden geeignet (Bioanwendungen schwierig!)
- Bevorzugte Wahl für UHPLC
- Deformation beim Schneiden möglich (Achtung!)
PEEK
- Aus Kunststoff (Polyetheretherketon)
- Geeignet für Bioanwendungen
- Bis 400 bar druckstabil
- Einfach zu schneiden
Edelstahl mit PEEK-Schicht
- Auch PEEK-lined stainless steel genannt
- Außen: Edelstahl
- Innen: PEEK
- Robuster als reines PEEK
- Geeignet für Bioanwendungen
- Ähnliche Druckstabilität wie reiner Edelstahl
Weitere Metalle
- Kupfer - Standardmaterial für GC-Anwendungen
- Nickel - Alternativmaterial für GC
- Titan - Möglicher Ersatz für Edelstahl, aber säurenlabil und spröde
- MP35N - Legierung auf Nickel-Kobalt-Basis, äußerst robust und sehr korrosionsbeständig
Weitere Kunststoffe
- ETFE und PTFE - Handelsname Tefzel, Fluropolymere, chemisch inert, weniger druckbeständig als PEEK
- Nylon - Leicht, flexibel und bruchsicher, dafür nur für geringe Drücke geeignet
- Polyurethan (PU) - Weicher und biegsamer als Nylon, nur für geringe Drücke
PEEKsil / Fused Silica
- Kombinationsmaterial aus PEEK und Silica
- Außen: PEEK-Wand
- Innen: Schicht aus fused-core Silica
- Für die Verwendung mit Kapillarsäulen
- Erfüllt den Zweck einer Vorsäule
Welcher Durchmesser ist wann sinnvoll?
Kapillaren für die Chromatographie haben standardmäßig einen Außendurchmesser von 1/16'' (1.59 mm) und eine variablen Innendurchmesser. Wie große der Innendurchmesser ist bestimmt ganz zentral Eigenschaften und Verwendungszweck einer Kapillare. Große Innendurchmesser ermögliche eine hohe Flussrate bei vergleichsweise geringem Druck und verstopfen selten. Ein geringer Durchmesser hingegen wird zwingend in kritischen Bereichen ihrer Anlage benötigt, um möglichst schmale Peaks im Chromatogramm zu erhalten.
Niederdruckbereich
- Bereich bis zur Pumpe
- Nicht von Probe durchflossen
- Druck vergleichsweise gering
- Weichere Kunststoffe verwendbar (z.B. PTFE oder Nylon)
- Totvolumen hat keinen Einfluss auf Analyse
- Großer Innendurchmesser für maximalen Fluss
- Standard: 1.0 mm Innendurchmesser
Verweilvolumen (dwell volume)
- Bereich von Pumpe bis Injektor
- Nicht von Probe durchflossen
- Punkt an dem Lösungsmittel gemischt werden
- Verweilvolumen (engl. dwell volume) verzögert Ankunft der Eluenten Mischung
- Folge: Isokratischer Bereich bevor ein Gradient die Säule erreicht
- Verweilvolumen minimieren wenn Methode mit Gradient verwendet wird
- Rein isokratische Methoden hier weniger kritisch
Totvolumen (extra column volume)
- Bereich von Probe durchflossen (Injektor bis Detektor)
- Totvolumen (engl. extra column volume) minimieren (Achtung: Nicht V0 bzw. t0!)
- Zu großer Kapillardurchmesser verbreitert Peaks, insbesondere bei UHPLC
- Standard: 0.17 mm oder 0.25 mm Innendurchmesser (entspricht 23 µl/m bzw. 50 µl/m Totvolumen)
- Filter verwenden gegen Verstopfungen
- Um eine sehr gute Trennleistung bei hohen Drücken zu erzielen kann kleinerer Durchmesser nötig sein
- Für präparative Säulen mit hohem Fluss evtl. größerer Innendurchmesser nötig
Kapillaren schneiden
- Verwendung von Spezialwerkzeug empfohlen
- Schneidverhalten von Metall und Kunststoff ist stark unterschiedlich
- Kunststoffe (z.B. PEEK) können mit Klinge geschnitten werden
- Stahl nicht schneiden, da Verformung
- Schneidewerkzeug für Stahl ritzt die Außenseite an, Kapillare kann dann gebrochen werden
Haben sie sich für eine Kapillare entschieden? Dann finden sie hier auch die passenden Fittings.
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