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小角度锥形液相色谱体构架等大扩散及内部流转的合理化探讨

导读: 流速对谱带流型的影响流动相的流速可能会影响谱带流型,即影响锥型柱获得的平头塞子状流型。

  液相色谱柱的制备制备了两种尺寸的10b锥型制备液相色谱柱:柱1[50mm@(18→9)mm.id.]和柱2[100mm@(36→18)mm.id.]。可视化装置的柱管材料为有机玻璃,由于有机玻璃易被溶剂腐蚀,所以将加工尺寸相同的不锈钢色谱柱用于考察柱效。在考察流型时,为观测到清晰的样品谱带,柱1的进样量为80LL,柱2的进样量为600LL.在分离样品时,进样量分别为40和160LL.

  流型的研究由于整个可视化装置为一体结构,因此可以准确地确定内部锥型液相色谱柱入口和出口的位置。将纸质标尺垂直粘贴在其中一个垂直平面上,其0刻度位置与锥型液相色谱柱入口处的位置相同,利用该标尺就可以准确地测量样品谱带沿柱长方向移动的距离。

  谱带在柱内的动态过程用肉眼可以清楚地看到谱带流型的立体图像。但由于受数码相机记录系统的限制,只能给出二维照片。为可视化装置得到的谱带流型的动态照片。可以看出,样品在锥型柱内的洗脱过程中能保持平头塞子状流型。在(A)中,使用无定形硅胶填料,样品在柱内有明显的拖尾,使谱带展宽,降低了分离柱效。(B)使用球形硅胶填料,样品没有拖尾。对无定形填料的孔径分布的测量结果表明,它含有大量3nm左右的孔分布,由于对小分子样品有强烈的滞留作用而引起拖尾,而球形硅胶单体中这种孔分布则很少。

  从直观的谱带流型照片可见,(B)比(A)有更高的柱效。(A)的峰形有严重拖尾,而(B)的峰形对称性很好,这一结果用可视化装置直观拍摄到的谱带流型动态照片一致,表明可视化装置可真实地反映样品谱带在柱内的动态过程。

  流速对谱带流型的影响流动相的流速可能会影响谱带流型,即影响锥型柱获得的平头塞子状流型。实验采用数码相机和自制标尺考察了流速对流型的影响,结果如所示。结果表明,对于柱长5cm,锥角10b的锥型柱,流速的变化对谱带流型几乎无影响,即流速在18mL/min范围内,谱带能保持塞子状的最大长度(Lmax)是恒定的。比较曲线a和b可见,球形硅胶填料能保持谱带为塞子状的最大长度比使用无定形填料的长度要长,表明球形填料比无定形填料效果好。

  填料粒径对流型的影响为考察填料的粒径对10b锥型柱中塞子状流型的影响,观察了样品在20Lm球形硅胶填料上的分离过程。为谱带流型的动态照片(流速2mL/min),可见在整个色谱过程中均能保持平头塞子状,说明填料的粒径对锥型柱中的平头塞子状流型基本无影响。但是,在进样量和流速相同的情况下,小粒径填料的色谱柱中的谱带宽度较小。为填料粒径不同时所对应的紫外检测谱图,(A)的半峰宽为0126min,而(B)的半峰宽为0119min.这与直观拍摄到的谱带流型动态照片一致,说明利用可视化装置可以提供一种直观有效的评价制备液相色谱柱柱效的方法。

  柱尺寸对流型的影响为考察柱尺寸对流型的影响,将上述获得很好塞子状流型的锥型柱(锥角保持不变)等比例放大,得到柱长为10cm的锥形柱。由可见,在已放大的锥型柱内,样品在整个分离过程中仍保持平头塞子状,而且流速的改变同样不会影响谱带的流型。从谱带流型照片可以看出,在柱的入口处样品分配均匀,说明柱头及分配盘的设计合理。

  结果表明,将10b锥型液相色谱柱等比例放大后,总柱效等比例增加,而且由于柱外效应的影响减小,柱效还有所提高。

  为比较柱尺寸变化对分离度的影响,使用相同的色谱填料和流动相(流动相3),分别在柱1和柱2上对胭脂红和亮蓝进行了分离。为获得的紫外检测谱图,可见,两个样品在柱1上的分离度Rs1为1152,在柱2上的分离度Rs2为2121,Rs2/Rs1=1145,比2(11414)略高。表明10b锥型柱的尺寸按比例放大后柱效略有提高。

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