実験室で使用されるセプタの主な材料は何ですか？Ptfe 対シリコーンを解説

実験室環境において、セプタに使用される主な材料は、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）とシリコーンの2つです。これらの材料は、その特有の特性から選ばれ、クロマトグラフィーやサンプル保存などの用途で、非常に効果的なシールを作成するために組み合わせて使用されることがよくあります。

核となる原則は、一方の材料を他方よりも「選ぶ」ことではなく、PTFEの化学的不活性とシリコーンの再シール性という独自の強みがどのように組み合わされて、汚染や蒸発からサンプルの完全性を保護するのかを理解することです。

2つの主要材料：概要

セプタがなぜそれほど効果的なのかを理解するためには、まずセプタが作られている材料の個々の特性を見る必要があります。それぞれが特定かつ重要な機能を持っています。

PTFEはフッ素樹脂であり、テフロンという商品名で広く知られています。その主な特徴は、卓越した化学的不活性です。

これは、ラボで使用される溶媒、酸、塩基の大部分と反応したり溶出したりしないことを意味します。完璧なバリアとして機能し、サンプルが純粋なままであることを保証します。

PTFEは、その非粘着性特性と幅広い温度に耐える能力も評価されています。

シリコーンは、非常に柔軟で弾力性のある合成ゴムです。セプタにとって最も重要な特性は、その優れた再シール性です。

針がシリコーンセプタを貫通すると、材料の弾性により、針の周りにしっかりと閉じて、引き抜かれた後に穴をほぼ完全に再シールします。これにより、溶剤の蒸発を防ぎ、サンプルを大気から保護します。

特にクロマトグラフィー（GC/HPLC）などの高性能な用途では、単一の材料だけで作られたセプタを見つけることはほとんどありません。代わりに、それらは両方の複合体、つまり積層体（ラミネート）になっています。

高品質なセプタは、通常、厚いシリコーン層の上に薄いPTFE層をラミネートしたものになっています。

この設計は究極のソリューションを提供します。化学的に不活性なPTFE側がサンプルに面して保護バリアを提供し、一方、厚いシリコーン層は、繰り返し注入するために必要な物理的な再シール能力を提供します。

PTFE/シリコーンセプタは、多くの場合、無地または「プレ・スリット（事前に切り込みが入っている）」で提供されます。プレ・スリットセプタの中央には小さな切り込み（「Y」字型や十字型など）が入っています。

このスリットは、針が硬いPTFE層を通り抜けるのをガイドし、貫通に必要な力を減らし、針がセプタ材料の小さな断片を押し出す「コーリング（芯抜き）」の可能性を最小限に抑えます。

PTFE/シリコーンの組み合わせは非常に効果的ですが、信頼性の高い結果を保証するために、その限界と潜在的な故障モードを認識しておくことが重要です。

PTFE層は非常に不活性ですが、非常に薄いです。鈍い針や不適切な針で無理に貫通すると、保護バリアが損なわれる可能性があります。

シリコーン自体は、PTFEのような広範な耐薬品性を持ちません。PTFE層が破られると、特定の攻撃的な有機溶剤（塩素系溶剤など）によってシリコーンが膨潤または劣化し、シールの故障につながる可能性があります。

コーリングは、針によってセプタの一部がバイアル内に押し込まれる重大な問題です。この破片がサンプルを汚染したり、オートサンプラーの針を詰まらせたりして、装置のダウンタイムを引き起こす可能性があります。プレ・スリットセプタや適切な針タイプを使用することで、このリスクを軽減できます。

正しいセプタの選択は、分析の精度にとって極めて重要です。選択は、実験の特定の要求によって導かれるべきです。

化学的適合性を最大限に重視する場合： 常にPTFE/シリコーンセプタを選択し、PTFE側がサンプルに面するようにしてください。
繰り返し注入と再シール性を最大限に重視する場合： 高品質のPTFE/シリコーンセプタを使用してください。機械的ストレスを軽減し、コーリングを防ぐために、プレ・スリットバージョンを検討してください。
短期間の非クリティカルなサンプル保存が主な場合： 単純なシリコーンまたは単一材料のセプタでも十分かもしれませんが、純度を確保するためにはPTFEライニングされたキャップが常に安全な選択肢です。

結局のところ、これらの材料がどのように連携して機能するかを理解することで、取り扱うすべてのサンプルの完全性を保護できるようになります。

材料	主な特性	セプタにおける主な機能
PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）	化学的不活性	汚染からサンプルを保護するための不活性バリアとして機能する。
シリコーン	再シール性および弾性	針の穿刺後にセプタが再シールできるようにし、蒸発を防ぐ。
PTFE/シリコーン複合材	両方の特性を兼ね備える	PTFE層が保護のためにサンプルに面し、シリコーンコアが再シール性を提供する。