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影響色譜峰擴(kuò)展的因素

更新時(shí)間:2019-05-23    點(diǎn)擊次數(shù):3151

  在液相色譜法中,除了追求通用性和高靈敏外,由于色譜柱體積小,且溶質(zhì)在液相中擴(kuò)散系數(shù)很低,柱外效應(yīng)對(duì)色譜峰擴(kuò)展是個(gè)不可忽略的因素。柱外效應(yīng)直接影響了色譜系統(tǒng)的zui小檢測(cè)量,而且間接限制了容量因子的zui大值,應(yīng)盡可能減小。隨著快速柱和微徑柱的發(fā)展,檢測(cè)系統(tǒng)造成的峰展寬問(wèn)題就顯得更為重要了。檢測(cè)系統(tǒng)造成峰展寬的主要來(lái)源是:柱外死體積,包括樣品池體積和連接管體積;時(shí)間常數(shù),包括放大器及記錄儀的時(shí)間常數(shù)等。
    樣品池體積是檢測(cè)器的重要參數(shù)。池體積大,使樣品被流動(dòng)相稀釋?zhuān)粌H會(huì)降低檢測(cè)靈敏度,還使峰展寬。除了池體積大小的影響外,池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(幾何形狀)和池內(nèi)的流動(dòng)特性(從連接管到樣品池由于直徑變化引起的)都會(huì)影響峰展寬,端情況就是在池內(nèi)發(fā)生的湍流混合。此時(shí)檢測(cè)池內(nèi)產(chǎn)生的色譜峰擴(kuò)展等于檢測(cè)池體積,這是檢測(cè)池內(nèi)色譜峰擴(kuò)展的上限,實(shí)際上不存在的紊亂混合。有關(guān)研究表明,只要檢測(cè)池體積Vd小于色譜峰體積Vp(決定于容量因子k')的十分之一(即Vd<0.1Vp)時(shí),檢測(cè)池造成的峰擴(kuò)展就不嚴(yán)重。目前使用的檢測(cè)池體積大多數(shù)都小于等于8μL,對(duì)于常規(guī)分析一般沒(méi)有多大影響。另外,當(dāng)使用小體積柱時(shí),檢測(cè)池引起的峰擴(kuò)展,與使用常規(guī)液相色譜柱相比,對(duì)出峰早的化合物(k;<2)尤為重要。故希望檢測(cè)池體積小于5μL,微量色譜柱的體積應(yīng)減少到1μL,甚至更小。

    連接管對(duì)色譜峰擴(kuò)展的影響,是由于流動(dòng)相在空管中的流動(dòng)速度分布的縱斷面呈拋物線(xiàn)狀,管中心的樣品分子比管壁部分的樣品分子先到達(dá)樣品池,而樣品分子在液體中的徑向擴(kuò)散很慢,因此引起了峰擴(kuò)展。樣品池和連接管對(duì)峰擴(kuò)展的貢獻(xiàn)有可能使在色譜柱上已經(jīng)分離了的組分在樣品池中又重疊混合。檢測(cè)池與色譜柱出口的連接,或者幾個(gè)檢測(cè)器之間的連接,應(yīng)采用細(xì)內(nèi)徑連接管并控制zui短的距離,以使峰擴(kuò)展zui小。但應(yīng)注意,連接管內(nèi)徑減小時(shí),管內(nèi)壓力降會(huì)有所增加。
    檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)也叫響應(yīng)時(shí)間,定義為從樣品進(jìn)入檢測(cè)池到真實(shí)信號(hào)輸出,63.2%的時(shí)間,用"表示,是樣品進(jìn)入檢測(cè)器產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)時(shí)間的度量,反映了檢測(cè)器跟蹤組分濃度變化的快慢。
    檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)包括檢測(cè)器傳感器和電子元件的響應(yīng)時(shí)間,它間接對(duì)色譜系統(tǒng)的zui小檢測(cè)量和zui低檢測(cè)濃度產(chǎn)生影響。一般說(shuō)來(lái),傳感器的響應(yīng)較快。而檢測(cè)器放大器和記錄儀的時(shí)間常數(shù)有可能過(guò)大,使色譜峰變形失真,導(dǎo)致柱效下降,也影響色譜分析的可靠性和準(zhǔn)確性。對(duì)保留值小的組分及進(jìn)行快速分析時(shí),問(wèn)題就顯得更為突出,尤其需要使用時(shí)間常數(shù)小的檢測(cè)器和記錄儀。目前使用的檢測(cè)器和記錄儀的時(shí)間常數(shù)一般在0.5s-1.0s 就是合適的。需要特別注意的是,當(dāng)進(jìn)行高靈敏度檢測(cè)時(shí),自動(dòng)加上去的濾波電路的時(shí)間常數(shù)可達(dá)1.5s。另外,檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)也決定于檢測(cè)器的死體積。對(duì)濃度型檢測(cè)器,死體積越小,濃度變化越快,則時(shí)間常數(shù)越小。有研究表明,為了測(cè)定色譜柱的“真實(shí)柱效”,應(yīng)使用時(shí)間常數(shù)很小的檢測(cè)器(τ<0.1s),或使用容量因子k'大于或等于6的溶質(zhì)進(jìn)行

 

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