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流動池和連結部的設計


抖化學 / 2022-10-18

    檢測器設計適用的流動池,特別是用于UV光度計的,已有相當多的研究。經(jīng)典的色譜儀生產(chǎn)廠商供應的標準微量池,實際上不夠微小,標準的UV檢測池目前是長10毫米、直徑1毫米,池體積8微升。然而Kirkland18J最近指出,當使用高效的Zobax Sil柱時,8 微升的池子太大。K' 值不大于2時流出的峰明顯地受到標準池的展寬,但使用體積1微升的池子時,此效應顯著減小。表4 3表示45微升池對K'值不同的三個組分塔板高度值的影響,并與8微升池所得的值進行比較。

 
   對于不保留峰的巨大影響極為明顯,板高值可達三倍。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,顯然流動池體積不應大于10微升。隨著日益增高的效率( HETP值<0.05毫米),可能將來必須采用大約1微升體積的流動池作為標準。
   就象池體積那樣,流動池中通路的構型也有一定的重要性,兩種不同池設計的流動靈敏度示于圖4-5[19].
   當采用分流式流動構型時,流動靈敏度顯著下降,但漂移卻儀在檢測器使用高靈敏度,同時流量也有變化時才可看到。大多數(shù)UV檢測器采用“雙L”形流動方式,其中液體從一端進入,沿他流動,然后從另一端流出。分流式流動池的設計使液體從中心進入流動池,流向在此分開,各自流過池子到達終端,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,該設計中與柱的連結存在著一個正確的和一個錯誤的方式(見附錄I)。
   流動池的設計可以把測量池和參比池相互分開,也可聯(lián)結在起,使UV光度計穩(wěn)定的方法之一是采用UV燈泡的同一部分作為測量和參比光束的光源。在兩個相似的設計中(Varian和LDC)做到這一點的方法是采用一個特殊的池子,其中兩條光路非??拷?,光路之間用一個密封的特氟隆襯墊隔開。但這樣做是有困難的。在固定這個密封間隔時,需要特別細心,因為金屬池塊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燈泡也是該設計中的困難之處。在某些構型中池子因被燈泡烤熱而引起基線漂移;當池子位于燈泡的垂直上方時,這種影響特別明顯。
 
   對于不同檢測器的其它池子的設計,更多地取決于檢測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準的。一些商品液相色譜儀的缺點是柱和檢測器之間連結管的長度和體積問題。Scott(20) 曾研究了各種導管的長度和大小所引起的彌散,證實一個溶質譜帶遷移通過管道的時間變量,如理論上所預測的那樣,取決于液體流速的倒數(shù),以及管子的長度和內徑。他用不同內徑的管子所作實驗的結果示于圖4-6。清楚地說明預測的時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厘米長的管子依次安裝于柱和檢測器之間,并計算了三種不同溶質的塔板高度。對于譜帶擴展的影響的增加,類似于上面提到的采用不同體積檢測器池的情況(見13章,實驗1)。
   這樣,柱和流動池之間的連結管保持一個絕對的最小值就很重要。其內徑應不大于0.25毫米(0.010英寸),并且不長于200毫米。用來連結兩根管子的耦合器也應同樣鉆孔,使管子能頭對頭地連接。
   輔助設備以上已經(jīng)討論了液相色諧儀器的三個基本組成部分。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。輔助設備欄中最重要的裝置是溫度控制箱,它在室溫時作為恒溫箱使用,如果必須在高于室溫下運轉色譜儀,它就可當作烘箱。凝膠滲透色譜法常常必須既增加聚合物在流動相中的溶解度,同時又要降低流動相的粘度,以使擴散時間減至最小。其它方式的LC,當離子交換或反相色譜中使用水或水-乙醇流動相時,增高溫度以減小粘度極其有用。在吸附色譜和分配色譜中,因為前者吸附劑活性的變化及后者固定相溶解度的變化,都與溫度有關,所以在室溫時的恒溫控制也很重要。需要精確測定保留體積時尤為重要。
   如果需要進行制備操作,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收集,在高流速時使用這一套裝置還不太麻煩。當然,閥門應有最小的死體積,以不致?lián)p失緊密相鄰峰的分辨。
   共它輔助設備還有溶劑供輸系統(tǒng)中使用的流量計和安全裝置。流量計對于檢查流量的穩(wěn)定性很有用,但為了得到這一參數(shù)的精確值,就必須收集一段時間內的溶劑,然后 據(jù)以計算出流速。在恒流泵系統(tǒng)中裝入一個可變壓力切換閥,前面已經(jīng)述及。還有用于清掃烘箱的情性氣體供應系統(tǒng),當在高于室溫下使用易燃流動相時,這還是一種實用的防火安全措施。
   也許還應提到,盡管在現(xiàn)代LC中有時使用很高的壓力,但它并不象高度壓縮的氣體那樣具有潛在的危險。液體在21兆牛頓/米(3000磅/英寸²)以下沒有顯著的壓縮,而且據(jù)個人經(jīng)驗, 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,只是沿縱向裂開而已。因此,唯一的危險可能來自流動相的泄漏,即使發(fā)生泄漏事故,危險性也是極小的。盡管如此,儀器放置在通風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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