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第五章 結果與討論(二)-非線性層析之波峰壓縮效應

5.1 梯度沖提結果

首先在等位沖提實驗中,樣品分子之移動速度可透過 WCD 系統 所獲得之遷移路徑圖與管外時圖計算而得,並在本研究 4.3 節指出,

由一般管柱外偵測器所獲得之管外時圖,即可代表樣品在管柱中的移 動速度。在梯度沖提模式下[18,61,101],由於移動相之組成並非固定,

在先使用溶劑強度較弱之移動相再變換為強度較強之移動相時,其 k 值亦會隨著沖提時間改變,且有波峰壓縮效應現象產生,因此樣品在 此種模式下,其在管柱中之滯留因子 k 值,則應視為一帄均值k,而 非樣品在個別移動相在等位沖提情況下所得之 k 值,由於波峰壓縮效 應[61],在梯度沖提時,變換為溶劑強度較強之移動相時,其所表現 之 k 值,相較於在等位沖提模式下,使用同樣溶劑強度之移動相所獲 得之 k 值較大,然而欲正確計算梯度沖提模式下所表現之帄均 k 值,

需要考量許多參數,以及應用到許多繁瑣之公式,且在此類型研究上 仍有許多爭議點,在文獻中[10],利用兩移動相在等位沖提下之個別 k 值所計算出之樣品移速則會有所誤差,因此在本實驗中,將使用 WCD 系統獲得樣品在管柱內變換移動相所得之帄均移動速率,並計 算出其差異值。以下將探討兩梯度沖提實驗之結果,並說明計算理論 板數以及樣品移速方式。

5.1.1 階梯式沖提

於階梯式沖提模式之4組實驗中,以WCD系統觀察樣品位移至管

柱位置7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17公分處的管內空 圖(圖5-1),可看出樣品波高在9公分處開始逐漸變高,而波峰變寬程 度亦有下降之趨勢,即可看出波峰壓縮效應之現象,在實驗1中,因 前後移動相極性差異最小,故其波峰壓縮程度較不明顯。從管內時圖 (圖5-2)結果顯示,將移動相變換為溶劑強度較強之移動相後,樣品在 管柱內之移速增加,故在管內時圖可明顯看出樣品之波峰寬度變小,

且所變換之第二移動相的溶劑強度,由實驗1至4逐漸變強,故在實驗 4中,因移動相極性差異最大,即前後兩移動相對樣品的移動速度差 值越大,其波峰壓縮程度最為明顯,因此從圖5-2(d)可觀察到變換成 溶劑強度最強之第二移動相,在管柱位置7公分處之時圖波峰,產生 不規則之波形,在圖5-2(c)於管柱位置9公分處之時圖波峰,亦可觀察 到此種不規則波形產生,此不規則波形產生發生原因為在樣品受到後 端溶劑強度較強之移動相沖提時所造成之波峰變化,即變換移動相使 得樣品移速增加所導致。於文獻[3,102-103]有提及此類相關研究,其 中在文獻[3],利用所發展之郵包理論(Parcel model)探討層析中由於時 間扭曲效應(temporal distortion effect)造成各類型不對稱波形產生;

文獻[102-103]指出,在等位沖提情況下,當選用之移動相與溶解樣

(a)實驗 1 (b)實驗 2

(c)實驗 3 (d)實驗 4

圖 5-1 階梯式沖提實驗中,當樣品抵達管柱約 7、8、9、10、11、12、

13、14、15、16、17 公分處之管內空圖結果 註:詳細實驗條件可參考圖 3-8

(a)實驗 1 (b)實驗 2

(c)實驗 3 (d)實驗 4

圖 5-2 階梯式沖提實驗中,當樣品抵達管柱約 7、8、9、10、11、12、

13、14、15、16、17 公分處之管內時圖結果 註:詳細實驗條件可參考圖 3-8

文獻[102-103] 指出,在等位沖提情況下,當選用之移動相與溶解樣 品之溶劑,兩溶劑之黏度差異過大,會造成不對稱波形產生,原因為 當移動相之黏度與溶解樣品之溶劑差異極大時,在沖提過程中,兩不 同黏度之流體接觸時其交界處會產生不穩定之情況,進而使得其波形 產生變化。而變換移動相產生之黏度差異,亦可反映在樣品移速之改 變,即變換為極性較小,黏度較低之第二移動相,樣品在管柱中之移 速會提升。樣品移速之改變,透過4組實驗之遷移路徑圖(圖5-3)可看 出;在遷移曲線斜率變化處,也就是樣品開始受變換的第二移動相所 影響,其移速開始變化的位置,約在管柱9公分位置處,且變換後之 移動相與原移動相移速差異越大,其在遷移路徑圖中所變化程度即越 明顯,而其中實驗1(圖5-3(a))中因為移動相移速差異較小,因此在管 內空圖與遷移路徑圖中變化程度較不明顯。

5.1.2 連續式沖提

於連續式沖提模式之4組實驗中,以WCD系統觀察樣品位移至管 柱位置7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17公分處的管內空 圖(圖5-4)所示,可看出樣品波高在9公分處開始逐漸變高,而波峰變 寬程度亦有稍微下降之趨勢,然而此處改變之幅度較無階梯式沖提模 式明顯。從管內時圖(圖5-5)結果顯示,將移動相變換為溶劑強度較強 之移動相後,樣品在管柱內之移速增加,故在管內時圖可明顯看出樣

(a)實驗 1 (b)實驗 2

(c)實驗 3 (d)實驗 4

圖 5-3 階梯式沖提實驗中,樣品之遷移路徑圖

樣品開始受第二移動相影響,移速開始變化的位置,約在 9 cm 處 註:詳細實驗條件可參考圖 3-8

(a)實驗 1 (b)實驗 2

(c)實驗 3 (d)實驗 4

圖 5-4 連續式沖提實驗中,當樣品抵達管柱約 7、8、9、10、11、12、

13、14、15、16、17 公分處之管內空圖結果 註:詳細實驗條件可參考圖 3-8

(a)實驗 1 (b)實驗 2

(c)實驗 3 (d)實驗 4

圖 5-5 連續式沖提實驗中,當樣品抵達管柱約 7、8、9、10、11、12、

13、14、15、16、17 公分處之管內時圖結果 註:詳細實驗條件可參考圖 3-8

品之波峰寬度變小,然而由於移動相之組成為隨時間作線性改變,移 動相在管柱中之移速變化亦較小,故管內時圖並無如階梯式沖提模式 中產生不規則波形。樣品移速之改變,透過 4 組實驗之遷移路徑圖(圖 5-6)可看出;在遷移曲線斜率變化處,也就是樣品開始受變換之第二 移動相所影響,其移速開始變化的位置,約在管柱 9 公分位置處,於 連續式沖提模式中,為隨時間將移動相成分以線性變換成第二移動相,

而不像階梯式沖提模式中瞬間變換成第二移動相,故其在遷移路徑圖 中,移速改變點較不明顯,且在實驗 4 中(圖 5-6(d)),由於變換至第 二移動相所需時間較長,故可看出其遷移曲線轉折點較不明顯,且稍 呈圓弧狀改變,非像階梯式沖提中呈現折線改變情形。