Los cromatógrafos líquidos desempeñan un papel importante en la separación y análisis de macromoléculas biomédicas, compuestos iónicos, productos naturales y otros compuestos de alto peso molecular. Sin embargo, durante el uso, el sistema fluídico a menudo se ve afectado por problemas de burbujas, que afectan la precisión de los resultados experimentales. Este artículo proporciona un análisis detallado de dónde se producen las burbujas en una cromatografía líquida, sus causas y soluciones.
Dos lugares comunes donde ocurren burbujas
Tubo de succión del cabezal de la bomba (tubo blanco) – un área donde la presión del sistema cambia dramáticamente.
Celda de flujo del detector – un área donde las burbujas se acumulan fácilmente y afectan la estabilidad de la línea base.
Causas fundamentales de la formación de burbujas
El principio básico de la formación de burbujas se puede resumir en dos puntos: aumento de temperatura y caída de presión .
Factor de temperatura: Cuando la temperatura ambiente o la temperatura de la columna se acerca al punto de ebullición del disolvente, el disolvente puede vaporizarse y formar burbujas; Las pequeñas burbujas originalmente presentes en el disolvente pueden expandirse debido al calentamiento.
factor de presión: Incluso después de la sonicación o filtración, es posible que aún queden pequeñas burbujas en la fase móvil. Cuando la presión del sistema cae, estas pequeñas burbujas pueden crecer y fusionarse, interfiriendo con los experimentos normales.
Problemas de burbujas en el cabezal de la bomba y el tubo de succión
Burbujas en el cabezal de la bomba
El cabezal de la bomba experimenta los cambios de presión más dramáticos en el sistema, lo que lo convierte en un lugar privilegiado para la formación de burbujas. La bomba depende de la presión negativa para extraer líquido, y este entorno de presión negativa hace que crezcan pequeñas burbujas en la fase móvil. Cuando la cámara de la bomba cambia a presión positiva, es posible que las burbujas agrandadas no se contraigan por completo y queden atrapadas en la cámara de la bomba, lo que afecta la precisión del suministro de líquido.
Soluciones:
Utilice la válvula de purga especialmente diseñada en el cabezal de la bomba para expulsar las burbujas.
Observe la estabilidad de la presión de la columna; Una presión de columna estable indica una eliminación exitosa de las burbujas del cabezal de la bomba.
Burbujas en el tubo de succión blanco.
Caso A: Fuga de aire en el punto de conexión del tubo blanco.
Característica: Aparecen burbujas visibles. Debido a que el tubo experimenta presión atmosférica y negativa alternas, las fugas se manifiestan como aire que ingresa al tubo en lugar de una fuga de líquido.
Acción: Reemplace el tubo directamente.
Caso B: Filtro obstruido
como diagnosticar: Retire el filtro; Si dejan de aparecer burbujas, el filtro está obstruido.
Pasos de limpieza:
Sonicar el filtro en una solución de ácido nítrico al 30% durante unos 20 minutos.
Sonicar el filtro en agua, cambiando el agua varias veces durante el proceso.
Caso C: Vaporización de la fase móvil.
Situación común: Cuando la temperatura ambiente es demasiado alta en verano, los disolventes de bajo punto de ebullición, como el ácido acético, el agua con amoniaco o el éter de petróleo, pueden vaporizarse fácilmente.
Acción: Sonicar la fase móvil y bajar la temperatura ambiente.
Problemas de burbujas en la celda de flujo del detector
La celda de flujo es otro lugar donde las burbujas se acumulan fácilmente, lo que afecta significativamente la línea base. Después de que la fase móvil ingresa a la columna, la presión disminuye gradualmente, permitiendo que crezcan pequeñas burbujas. Debido a que el área de la sección transversal de la celda de flujo es mucho mayor que la del tubo de acero, es más probable que las burbujas se expandan dentro de la celda de flujo y pueden llegar a ser demasiado grandes para encogerse y salir a través del tubo.
Manejo de burbujas en una celda de flujo de detector de índice de refracción
Una celda detectora de índice de refracción sólo puede soportar unos pocos kilogramos de presión. Los métodos de tratamiento incluyen:
Lavado repetido de la celda de flujo.
Levantar la botella de desechos para aplicar una pequeña contrapresión usando la columna de líquido en el tubo de desechos. Sin embargo, este método puede dificultar la eliminación de las burbujas; Actualmente no hay ninguna alternativa mejor disponible.
Eliminación de burbujas de una celda de flujo de detector UV
Cuando la línea base es caótica e irregular, se debe sospechar que hay burbujas en la celda de flujo.
Método 1: ajustar el regulador de contrapresión
Ajuste repetidamente el regulador de contrapresión hasta que la línea base se estabilice.
Método 2: pasos para eliminar burbujas manualmente
Retire el regulador de contrapresión y conecte un tubo de acero de repuesto.
Encienda la bomba para aspirar líquido y ajuste el detector a cero.
Aumente el límite superior de presión en 50 kg por encima de la presión actual de la columna (por ejemplo, si la presión de la columna es de 60 kg, establezca el límite de presión máxima en 110 kg).
Bloquee manualmente el extremo de salida del tubo de acero residual mientras observa el aumento de presión de la bomba y el cambio en el valor A/V del detector.
Cómo juzgar la eliminación exitosa de burbujas:
Si hay burbujas en la celda de flujo, bloquear manualmente el tubo de desechos hará que el valor A/V cambie dramáticamente. Cuando se desbloquea el tubo, el valor A/V puede volver a aumentar bruscamente; esto indica que hay burbujas presentes pero no eliminadas por completo.
Cuando el valor A/V permanece esencialmente sin cambios tanto al bloquear como al desbloquear el tubo de desechos, la eliminación de burbujas ha sido exitosa.
Después de una eliminación exitosa, la línea base se estabilizará.
Principio de cómo las burbujas afectan los valores de detección
Cuando la celda de flujo se llena con aire o líquido, la transmitancia de luz es alta. Sin embargo, cuando hay burbujas, la transmitancia de luz disminuye significativamente. El bloqueo manual del tubo de residuos comprime las burbujas, lo que aumenta la transmitancia de la luz y hace que el valor A/V caiga bruscamente (se vuelva más negativo). Comprender este principio ayuda a diagnosticar y resolver problemas de burbujas con mayor precisión.
Al identificar sistemáticamente la ubicación de las burbujas, comprender sus causas y tomar medidas correctivas específicas, se puede mejorar enormemente la estabilidad operativa de la cromatografía líquida y la confiabilidad de los datos experimentales. La inspección y el mantenimiento periódicos del sistema de fluidos, especialmente las áreas propensas a la formación de burbujas, son clave para garantizar el funcionamiento adecuado del instrumento.
