In modernen Analyseinrichtungssystemen, insbesondere in Flüssigchromatographie (HPLC), Gaschromatographie (GC), Ionenchromatographie (IC) und kontinuierlichen Strömungsanalysesystemen, ist das Injektionsventil eines der Kernbauteile für die präzise Einführung von Proben. Sie bestimmt nicht nur die Wiederholbarkeit und Genauigkeit des Eingangs von Proben in das Analysesystem, sondern beeinflusst auch direkt die Zuverlässigkeit der Analyseergebnisse und den Grad der Automatisierung des Systems. Als „Portal“ zwischen Proben und Testern spielt es eine unersetzliche Rolle in den Bereichen Forschung, Umweltüberwachung, Pharma, Lebensmittelsicherheit und klinische Tests.

Grundstruktur und Arbeitsprinzip

Die Kernstruktur des Probenventils besteht aus Ventilkörper, Rotoren, Statoren, Griffen oder Antriebsmotoren sowie mehreren Strömungsschnittstellen. In der Regel gibt es zwei Hauptzustände: "Load" und "Inject".

Im Zustand der „Probenahme“ geht die Flussphase (Trägerflüssigkeit) direkt durch die Chromatografie-Säule, während die Probe über eine Spritze in den Quantierungsring (Sample Loop) eingespritzt wird. Der Quantierungsring ist ein Edelstahlrohr mit einem bekannten Volumen, dessen Volumen das Volumen jedes Eingangs bestimmt (z. B. 10 μL, 20 μL, 100 μL usw.), um eine hohe Präzision und Wiederholbarkeit der Eingangsmenge zu gewährleisten.

Beim Umschalten in den Zustand der "Eingabe der Probe" wird der Ventilkern um 60 Grad gedreht (Sechsweg-Ventil), die Strömungsphase wird umgeleitet, so dass sie durch den Quantierungsring fließt und die Probe in der Chromatografie-Säule "gespült" wird, um den Trennungsprozess zu beginnen. Der gesamte Schaltprozess ist schnell, zuverlässig und das Totvolumen ist klein, wodurch die Probendiffusion und die Spitzenbreite minimiert werden und eine gute Chromatografikauflösung gewährleistet werden.

Typ und Automatisierungsentwicklung

Je nach Betriebsart kann man in zwei Kategorien unterteilt werden: Manuelles Probenventil und Automatisches Probenventil (Auto-Sampler).

Das manuelle Probenventil wird vom Bediener durch den Drehgriff abgeschlossen, um den Zustandsschalter zu beenden. Die Struktur ist einfach, kostengünstig und wartungsfreundlich, und es wird in herkömmlichen Laboren weit verbreitet. Seine repräsentativen Marken wie die 7725i und 7725T der US-amerikanischen Rheodyne (heute Angeland) sind für ihre Langlebigkeit und hohe Dichtbarkeit bekannt.

Mit den steigenden Anforderungen an Analyse- und Automatisierungsdurchfluss werden automatische Probenventile zur Standardkonfiguration der Instrumente. Das automatische Probenaufnahmesystem, das einen Roboterarm, eine Probenaufnahmenadel, eine Reinigungsstation und ein elektronisches Steuermodul integriert, ermöglicht die vollständige Probenaufnahme, die quantitative Ringfüllung, die Ventilstellung, die Probenaufnahme und die Reinigung nach dem vorgegebenen Verfahren und ermöglicht eine unbeaufsichtigte, hohe Durchflussanalyse. Diese Systeme eignen sich insbesondere für Szenarien wie pharmazeutische QC, biopharmazeutische und Umweltmassenprüfungen.

Schlüsselindikatoren und Auswahlpunkte:

Präzision und Wiederholbarkeit der Probenahme: In der Regel als relative Standardabweichung (RSD) ausgedrückt, kann eine hochwertige RSD unter 0,5% liegen;

Druckbeständigkeit: Der Betriebsdruck des Systems muss angepasst werden, und HPLC kann normalerweise bis zu 6000 psi oder mehr widerstehen.

- Totes Volumen: Je kleiner, desto besser, um die Spitzenverleitung zu verringern;

Chemische Kompatibilität: Ventilkörper und Dichtungsmaterialien (wie PEEK, Rubin, Keramik) müssen gegen verschiedene Lösungsmittel, Säuren und Puffersalze standhalten;

- Lebensdauer: Hohe Qualität kann Hunderttausende von Zyklen aushalten.

Bei der Auswahl ist eine umfassende Berücksichtigung der Analysemethode, der Probeneigenschaften, der Flussphase und des Systemdrucks erforderlich, um sicherzustellen, dass sie mit dem gesamten Analysesystem übereinstimmt.

Wartung und häufige Fragen:

- Spülen Sie die Mengenringe und Strömungswege nach der Verwendung mit geeignetem Lösungsmittel;

- Vermeiden Sie Partikeln in das System und verhindern Sie Kratzer auf der Dichtungsfläche;

- regelmäßigen Austausch der Rotor-Dichtung;

Vermeiden Sie eine übermäßige Drehung des Griffs.