第三章 實驗
3.3 儀器組裝及各裝置介紹:
儀器組裝示意圖如圖3-1 所示
圖3-1 實驗裝置圖
包含光源、光學盒、自製管柱等零件架於XYZ 軸調整基座上
3.3.1 自製 HPLC 管柱:
將一長度 20 公分、外徑 2 公分、內徑 8 毫米的不鏽鋼管柱兩側 切割出長15 公分，寬 4 毫米的開口，然後將長 18 公分、外徑 8 毫米、
內徑3 毫米的玻璃管柱放入上述的不鏽鋼管柱中，而光線可由不鏽鋼 管柱其中一側開口進入，穿過玻璃管柱後，再由另一側開口出來，抵
達偵測器。玻璃管與不鏽鋼管接合方是為在玻璃管兩端末端切面處放 置Viton 材質的 O 型環，然後在旁邊鎖上 Swagelok 的 male nuts，當 male nuts 擠壓 O 型環時，此不鏽鋼管會過 O 型環與玻璃管連結成一 內徑 3 毫米、長度 25 公分的空心管柱，並在不鏽鋼管柱末端接上一 Swagelok nut，然後連接內含檔板(frit，0.45 μm)的 external column connector 以避免靜相流失，如此便完成空心管柱本體。以上管柱本 體委託彥宏開發科技有限公司設計製造(台北縣新莊市化成路 63 巷 71 號)。而後委託建宏層析企業股份有限公司(台北市內湖區港墘路 221 巷 19 號 5 樓)以高壓填充方式將 10 μm ODS 靜相注入管中，便 完成了自製的25 公分長，內徑 3 毫米，填充 10 μm ODS 作為靜相 的HPLC 管柱，詳細說明見參考文獻 1。
3.3.2 WCD 系統:
系統包含光學盒、燈源、XYZ 軸 調 整機 座 以及處理訊號用的個人電 腦。光學盒從虹光精密工業股份有限公司(新竹科學工業園區研新一 路20 號)所提供的光學掃描器(型號 CanoScan 5000) 拆解下來，內部 包含三組平面鏡和一片聚焦的透鏡，透過此光學盒所設計的光學路徑，
21 公分寬的光線可被聚焦在一個 6 公分的 CCD(型號 Toshiba models T8E21)上，然後轉換成電訊號於個人電腦上，燈源為放射波長為 460 nm 的藍光 LED 燈源由曜宇科技股份有限公司(台北縣中和市中正路
872 號 6 樓之 1)提供，(型號 DL-15-300-B)。 XYZ 軸調整機座分 為 兩 個 部 分，第 一 個 部 分 可 架 設 光 源、管 柱，第 二 個 部 分 架 設 光 學 盒，兩 個 部 分 總 共 可 以 有 5 種方向來調整彼此間的距離與 高 度，以 及 調 整 光 源 之 光 線 穿 透 管 柱 後 射 入 光 學 盒 的 角 度，此 機 台 委 託 彥 宏 開 發 科 技 股 份 有 限 公 司 設 計 製 作 。
光 線 必 須 通 過 有 填 充 靜 相 的 管 柱 後 抵 達 位 於 光 學 盒 內 的 CCD 上 ， 雖 然 填 充 的 靜 相 並 不 透 明 ， 但 光 線 可 藉 由 擴 散 反 射 (diffuse-reflection)的方式穿越於靜相空隙間，雖然以此方式所 收 集 的 穿 透 光 線 並 非 一 般 常 見 的 吸 收 光 譜 測 量 方 法，但 根 據 文 獻[26-27]指出，仍 有不少團隊以此種模式觀察管內樣品分離行 為，此 即 表 示 以 此 種 方 法 進 行 分 析 是 可 行 的，亦 可 以 精 確 的 表 現 樣 品 在 管 柱 中 的 移 動 行 為 。
樣 品 吸 收 訊 號 處 理 方 法 如 下:樣 品 尚 未 注 入 管 柱 前 ， 先 收 集 光 源 通 過 含 有 初 始 條 件 動 相 之 管 柱 後 抵 達 CCD 的訊號，令 其 為 P0，樣 品 注 入 的 同 時，再 次 啟 動 WCD 系統收集樣品在通 過 管 柱 過 程 中 所 有 光 線 強 度 訊 號 ， 令 其 為 P ， 吸 收 值 A=log(P0/P)，此為根據 CCD 所收集之電訊號來計算樣品通過 管 柱 過 程 中 之 吸 收 訊 號 的 方 法 。
3.3.3.WCD 操作介面設定
電腦操作界面圖如圖3-2:
圖 3-2 電腦操作介面圖 (a) 樣品取樣時間 (sampling interval)
樣品取樣時間是以毫秒為單位，根據實驗條件做調整，輸入適當 的取樣時間。
(b) 取樣點數 (sampling method)
此欄可以選擇訊號收集點的數量，總共有 5 個選項: 670、1340、
2680、5360、10720，在偵測範圍 21 公分的全管柱偵測器裡，其光學 盒內線性 CCD 上有 10720 個像素(即 10720 個訊號收集點)，若以相
鄰2 點做平均積分處理，會得到 5360 個訊號收集點；若以相鄰 4 點、
8 點、16 點做平均積分處理，分別會有 2680、1340、670 個訊號收集 點，本實驗每一組訊號波形皆由 2680 個點所組成，空間解析度相當 於0.078 mm，對本研究而言其解析度已足夠。
(c) 取樣模式 (sampling mode)
光學盒內部的 CCD 有塗佈材料，可以過濾掉不同波長的光源，
因此，由取樣模式可以選擇光源通過CCD 的波段，選擇模式有 5 種，
分別為 Red、Green、Blue、Color、Gray，在本實驗中，因所選擇的 光源已是單波段光源，所以選擇〝Gray〞為取樣模式，即 CCD 不需 濾掉任何波長的光，盡可能讓所有可用的光線都能到達偵測器，提高 偵測訊號的靈敏度。
(d) 曝光時間 (Exposure)
曝光時間是以百分比(%)，輸入不同的數值會對應到不同的曝光 時間(表 3-1)，本研究中，WCD 系統的最短曝光時間為 3.6 ms，但由 於管柱內填充靜相會導致光源訊號大幅減弱，進而影響訊號解析度，
故本研究所選擇的曝光時間長度固定為最大值1600 % ( 57.6 ms )。
表 3-1 曝光時間對照表