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流動(dòng)池和連結(jié)部的設(shè)計(jì)


抖化學(xué) / 2022-10-18

    檢測(cè)器設(shè)計(jì)適用的流動(dòng)池,特別是用于UV光度計(jì)的,已有相當(dāng)多的研究。經(jīng)典的色譜儀生產(chǎn)廠商供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)微量池,實(shí)際上不夠微小,標(biāo)準(zhǔn)的UV檢測(cè)池目前是長(zhǎng)10毫米、直徑1毫米,池體積8微升。然而Kirkland18J最近指出,當(dāng)使用高效的Zobax Sil柱時(shí),8 微升的池子太大。K' 值不大于2時(shí)流出的峰明顯地受到標(biāo)準(zhǔn)池的展寬,但使用體積1微升的池子時(shí),此效應(yīng)顯著減小。表4 3表示45微升池對(duì)K'值不同的三個(gè)組分塔板高度值的影響,并與8微升池所得的值進(jìn)行比較。

 
   對(duì)于不保留峰的巨大影響極為明顯,板高值可達(dá)三倍。此影響隨K'的增大而減小是很明顯的,Kirleland 也觀察到了這種傾向。根據(jù)上述情況,顯然流動(dòng)池體積不應(yīng)大于10微升。隨著日益增高的效率( HETP值<0.05毫米),可能將來(lái)必須采用大約1微升體積的流動(dòng)池作為標(biāo)準(zhǔn)。
   就象池體積那樣,流動(dòng)池中通路的構(gòu)型也有一定的重要性,兩種不同池設(shè)計(jì)的流動(dòng)靈敏度示于圖4-5[19].
   當(dāng)采用分流式流動(dòng)構(gòu)型時(shí),流動(dòng)靈敏度顯著下降,但漂移卻儀在檢測(cè)器使用高靈敏度,同時(shí)流量也有變化時(shí)才可看到。大多數(shù)UV檢測(cè)器采用“雙L”形流動(dòng)方式,其中液體從一端進(jìn)入,沿他流動(dòng),然后從另一端流出。分流式流動(dòng)池的設(shè)計(jì)使液體從中心進(jìn)入流動(dòng)池,流向在此分開,各自流過(guò)池子到達(dá)終端,出口處再次匯合,其方式與池的前半剛好相反。需要注意的是,該設(shè)計(jì)中與柱的連結(jié)存在著一個(gè)正確的和一個(gè)錯(cuò)誤的方式(見附錄I)。
   流動(dòng)池的設(shè)計(jì)可以把測(cè)量池和參比池相互分開,也可聯(lián)結(jié)在起,使UV光度計(jì)穩(wěn)定的方法之一是采用UV燈泡的同一部分作為測(cè)量和參比光束的光源。在兩個(gè)相似的設(shè)計(jì)中(Varian和LDC)做到這一點(diǎn)的方法是采用一個(gè)特殊的池子,其中兩條光路非??拷?,光路之間用一個(gè)密封的特氟隆襯墊隔開。但這樣做是有困難的。在固定這個(gè)密封間隔時(shí),需要特別細(xì)心,因?yàn)榻饘俪貕K和封片之間必須非常清潔,才能保證完全密封。池子必須靠近UV燈泡也是該設(shè)計(jì)中的困難之處。在某些構(gòu)型中池子因被燈泡烤熱而引起基線漂移;當(dāng)池子位于燈泡的垂直上方時(shí),這種影響特別明顯。
 
   對(duì)于不同檢測(cè)器的其它池子的設(shè)計(jì),更多地取決于檢測(cè)器本身的要求而不是色譜的需要,大多數(shù)情況下池體積為10微升或稍小些是較為標(biāo)準(zhǔn)的。一些商品液相色譜儀的缺點(diǎn)是柱和檢測(cè)器之間連結(jié)管的長(zhǎng)度和體積問(wèn)題。Scott(20) 曾研究了各種導(dǎo)管的長(zhǎng)度和大小所引起的彌散,證實(shí)一個(gè)溶質(zhì)譜帶遷移通過(guò)管道的時(shí)間變量,如理論上所預(yù)測(cè)的那樣,取決于液體流速的倒數(shù),以及管子的長(zhǎng)度和內(nèi)徑。他用不同內(nèi)徑的管子所作實(shí)驗(yàn)的結(jié)果示于圖4-6。清楚地說(shuō)明預(yù)測(cè)的時(shí)間變量比例于半徑的四次方。管子大小不同的影響示于表4-4。三根20厘米長(zhǎng)的管子依次安裝于柱和檢測(cè)器之間,并計(jì)算了三種不同溶質(zhì)的塔板高度。對(duì)于譜帶擴(kuò)展的影響的增加,類似于上面提到的采用不同體積檢測(cè)器池的情況(見13章,實(shí)驗(yàn)1)。
   這樣,柱和流動(dòng)池之間的連結(jié)管保持一個(gè)絕對(duì)的最小值就很重要。其內(nèi)徑應(yīng)不大于0.25毫米(0.010英寸),并且不長(zhǎng)于200毫米。用來(lái)連結(jié)兩根管子的耦合器也應(yīng)同樣鉆孔,使管子能頭對(duì)頭地連接。
   輔助設(shè)備以上已經(jīng)討論了液相色諧儀器的三個(gè)基本組成部分。從各生產(chǎn)廠商的樣本上可以看到,還有一些其它裝置在儀器中有著不同程度的重要性。輔助設(shè)備欄中最重要的裝置是溫度控制箱,它在室溫時(shí)作為恒溫箱使用,如果必須在高于室溫下運(yùn)轉(zhuǎn)色譜儀,它就可當(dāng)作烘箱。凝膠滲透色譜法常常必須既增加聚合物在流動(dòng)相中的溶解度,同時(shí)又要降低流動(dòng)相的粘度,以使擴(kuò)散時(shí)間減至最小。其它方式的LC,當(dāng)離子交換或反相色譜中使用水或水-乙醇流動(dòng)相時(shí),增高溫度以減小粘度極其有用。在吸附色譜和分配色譜中,因?yàn)榍罢呶絼┗钚缘淖兓昂笳吖潭ㄏ嗳芙舛鹊淖兓?,都與溫度有關(guān),所以在室溫時(shí)的恒溫控制也很重要。需要精確測(cè)定保留體積時(shí)尤為重要。
   如果需要進(jìn)行制備操作,則餾分收集器就非常有用。在LC中很容易收集樣品以供進(jìn)一步使用或鑒定。市售液相色譜儀上的收集器通常是雙向閥門用手動(dòng)收集,在高流速時(shí)使用這一套裝置還不太麻煩。當(dāng)然,閥門應(yīng)有最小的死體積,以不致?lián)p失緊密相鄰峰的分辨。
   共它輔助設(shè)備還有溶劑供輸系統(tǒng)中使用的流量計(jì)和安全裝置。流量計(jì)對(duì)于檢查流量的穩(wěn)定性很有用,但為了得到這一參數(shù)的精確值,就必須收集一段時(shí)間內(nèi)的溶劑,然后 據(jù)以計(jì)算出流速。在恒流泵系統(tǒng)中裝入一個(gè)可變壓力切換閥,前面已經(jīng)述及。還有用于清掃烘箱的情性氣體供應(yīng)系統(tǒng),當(dāng)在高于室溫下使用易燃流動(dòng)相時(shí),這還是一種實(shí)用的防火安全措施。
   也許還應(yīng)提到,盡管在現(xiàn)代LC中有時(shí)使用很高的壓力,但它并不象高度壓縮的氣體那樣具有潛在的危險(xiǎn)。液體在21兆牛頓/米(3000磅/英寸²)以下沒(méi)有顯著的壓縮,而且據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn), 柱的破裂只發(fā)生于玻璃柱,即使在這種事例中柱子也從未粉碎過(guò),只是沿縱向裂開而已。因此,唯一的危險(xiǎn)可能來(lái)自流動(dòng)相的泄漏,即使發(fā)生泄漏事故,危險(xiǎn)性也是極小的。盡管如此,儀器放置在通風(fēng)良好的地方仍然是有好處的,可以防止積聚易燃的或有害的蒸氣。

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