梯度沖提與等位沖提實驗，空間單位理論

在梯度沖提與等位沖提中，兩模式所計算出空間單位理論板數 N

(a)實驗 1 (b)實驗 2

(c)實驗 3 (d)實驗 4

圖 5-9 連續式沖提 4 組實驗中，所計算出之三種理論板數 註：Nt：時圖理論板數，N：理論板數，Nt*：修正後理論板數

表 5-8 連續式沖提實驗 1 及 2，所計算出之理論板數與差異值

表 5-9 連續式沖提實驗 3 及 4，所計算出之理論板數與差異值

管柱位置

註：N17 -N9：管柱 17 公分位置處 N 值減去管柱 9 公分位置處 N 值;

值列於表 5-10 與表 5-11 中，由表中結果可發現，在等位沖提模式下，

使用溶劑強度較弱的移動相 A，相較於溶劑強度較強之移動相 B、C、

D 及 E，其樣品位移至管柱 17 公分處的 N 值，數值皆較小，此原因 為，使用溶劑強度較弱的移動相，樣品在管柱內波峰變寬程度較大，

故所計算出之 N 值較小。在表 5-10 與表 5-11 中，梯度沖提模式下，

其樣品位移至管柱 17 公分處的 N 值，皆較等位沖提模式所計算之 N 值大，此原因為在梯度沖提模式下，變換移動相組成，使空間中的波 寬發生變化，即波峰壓縮效應，使得空間單位的理論板數 N 值增加。

5.5.2 梯度沖提與等位沖提實驗，時間單位理論板數 Nt值比較

在梯度沖提與等位沖提中，兩模式所計算出時間單位理論板數 Nt值列於表 5-12 與表 5-13 中，由表中結果可發現，在等位沖提模式 下，使用溶劑強度較弱的移動相 A，相較於溶劑強度較強之移動相 B、

C、D 及 E，其樣品位移至管柱 17 公分處的 Nt值，數值皆較小，此 原因為，使用溶劑強度較弱的移動相，樣品在管柱中之移速較小，故 所計算出之 Nt值較小。在表 5-12 與表 5-13 中，梯度沖提模式下，其 樣品位移至管柱 17 公分處的時間單位理論板數 Nt值，皆較等位沖提 模式所計算之 Nt 值大，此原因為在梯度沖提模式下，變換移動相組 成，使樣品移速增加，故時間單位的理論板數 Nt值增加。

5.5.3 梯度沖提實驗，理論板數 N 值比較

管柱位置

註：Nt17 -Nt9：管柱 17 公分位置處 Nt值減去管柱 9 公分位置處 Nt值;

在階梯式沖提模式下，由溶劑強度較弱之移動相變換成不同溶劑 強度之移動相組成，其空間單位理論板數 N 值之差異，由表 5-10 結 果可看出，其中，變換成溶劑強度最強之移動相 E，樣品位移至管柱 17 公分處的 N 值，相較於其他階梯式沖提條件 N 值大，此原因為變 換為溶劑強度最強之移動相沖提時，所產生之波峰壓縮效應最為明顯，

故使得所計算出之空間單位理論板數 N 值較大。

在連續式沖提模式下，由溶劑強度較弱之移動相，在不同時間點 作線性變換成溶劑強度較強之移動相，其空間單位理論板數 N 值之 差異，而由表 5-11 結果可看出，變換移動相所需時間最長之條件，

樣品由管柱 9 公分即波峰壓縮效應開始之處，位移至管柱 17 公分處，

其 N 值增加幅度相較於其他條件大，並可與表 5-10 階梯式沖提模式 中，移動相之組成(移動相 A→D)相同條件比較，可看出此階梯式沖 提條件下，樣品由管柱 9 公分，位移至管柱 17 公分處，其 N 值增加 幅度(移動相 A→D，N17 -N9=205)相較於連續式沖提模式皆較小，此 原因為，雖然在連續式沖提模式下，將移動相隨時間作線性變化，其 波峰壓縮效應現象較不明顯(見圖 5-1 與圖 5-4)，但壓縮效應卻持續發 生，即在連續式沖提下，波峰壓縮效應影響之範圍與時間較階梯式沖 提來的大，故使用連續式沖提，其波峰壓縮效應對理論板數影響會較 階梯式沖提大，亦即增加之理論板數超過階梯式的梯度沖提(見圖

5-10)。

5.5.4 梯度沖提實驗，時間單位理論板數 Nt值比較

在階梯式沖提模式下，由溶劑強度較弱之移動相變換成不同溶劑 強度之移動相組成，其時間單位理論板數 Nt值之差異，由表 5-12 結 果可看出，其中，變換成溶劑強度最強之移動相 E，樣品位移至管柱 17 公分處的 Nt值，相較於其他階梯式沖提條件 Nt值大，此原因為變 換為溶劑強度最強之移動相沖提時，其前後樣品移速差異最大，故使 得所計算出之時間單位理論板數 Nt值較大。

在連續式沖提模式下，由溶劑強度較弱之移動相，在不同時間點 作線性變換成溶劑強度較強之移動相，其時間單位理論板數 Nt 值之 差異，而由表 5-13 結果可看出，變換移動相所需時間最長之條件，

樣品由管柱 9 公分處即波峰壓縮效應開始之處，位移至管柱 17 公分 處，其 Nt值增加幅度相較於其他條件大，並可與表 5-12 階梯式沖提 模式中，移動相之組成(移動相 A→D)相同條件比較，可看出此階梯 式沖提條件下，樣品由管柱 9 公分，位移至管柱 17 公分處，其 Nt值 增加幅度(移動相 A→D，Nt17 -Nt9=672)相較於連續式沖提模式皆較小，

此原因為，在連續式沖提下，變換移動相所造成樣品移速改變影響之 範圍與時間較階梯式沖提來的大，故使用連續式沖提，其理論板數增 加幅度會較階梯式沖提大(見圖 5-10)。

(a)階梯式沖提模式

(b)連續式沖提模式

圖 5-10 階梯式與連續式沖提理論板數增加幅度解釋圖

在使用階梯式沖提時，為瞬間變換成第二移動相，故受影響的範圍與 變換移動所需時間較少，然而在連續式沖提時，為以線性隨時間變換 成第二移動相，因此受波峰壓縮效應影響之範圍與時間較階梯式沖提 大，使得其理論板數增加的幅度較階梯地沖提大。

5.5.5 梯度沖提實驗，管外時圖之時間單位理論板數 Nt與 Nt*值比較 非線性層析條件下，使用理論板數 Nt*之公式(式 5-1)計算，較接近正 確之理論板數，因此，將梯度沖提實驗中，管外時圖所獲得之時間單 位理論板數 Nt與使用式 5-1 所計算出之理論板數 Nt*比較，結果列於 表 5-14，雖然無法正確計算管柱外之理論板數 N，然而可與 WCD 系 統所獲得管內數據之結果比較(表 5-6 與表 5-7)，藉此評估使用 Nt*計 算管外時圖之正確性，可發現在階梯式沖提模式下，管內與管外之時 圖理論板數 Nt皆遠大於理論板數 Nt*，且變換成不同溶劑強度之移動 相，由實驗 1 至 4，其溶劑強度漸增，所計算出之理論板數 Nt亦大幅 提升，而 Nt*增加幅度較小，此趨勢與管內時圖數據相同，透過管內 時圖所計算之 Nt*，較接近於管內數據所計算出之理論板數 N。在連 續式沖提模式下，管內與管外之時圖理論板數 Nt亦大於理論板數 Nt*， 且變換移動相所需時間，由實驗 1 至 4，其時間漸增，所計算出之理 論板數 Nt亦漸增，而 Nt*增加幅度較小，此趨勢與管內時圖數據相同，

透過管內時圖所計算之修正後理論板數 Nt*，較接近於管內數據所計 算出之理論板數 N，因此，可推估以理論板數 Nt*，用於計算非線性 層析條件下之理論板數較為正確。

根據以上結果可發現，在相同實驗條件下，所算出之空間單位理論板 數 N 與時間單位理論板數 Nt，數值差異極大，此原因即在於，由公

表 5-14 梯度沖提實驗，管外時圖理論板數 Nt與 Nt*值比較

第六章 結論

本研究利用全管柱偵測系統觀察液相層析之波峰壓縮效應，在第 四章中，觀察樣品在等位沖提條件中之流動訊號，結果得知，樣品在 k 值越大之條件下，其空間波峰寬度(s)較窄，並且在不同 k 值條件下，

樣品在注入至管柱入口端時，其空間波峰寬度(s)與 成 正 比 之關係，然而當樣品受移動相沖提往管柱後端位移時，受滯留效應等 因素在 k 值越大之條件下其空間波峰寬度越寬，而當樣品在流析出管 柱之際，會受到樣品之移速不同而影響其在管柱外偵測器之波峰寬度。

在第五章中，觀察樣品在非線性層析下之波峰壓縮效應現象，並提出 在梯度沖提模式下，較正確以及簡便之方法計算理論板數與樣品移速，

相較於一般以時間單位計算出之理論板數 N_t，所提出理論板數 N_t^*計 算結果，更接近於正確空間單位理論板數 N 之結果。和傳統方式計 算理論板數相比，其結果顯示有大幅的改善，在某些實驗中有高達四 倍的改進。

影響層析波峰寬度變化的原因是相當廣泛的，舉凡所有發生在移 動相與固定相兩相間的物理作用力、化學作用力等都會對樣品之層析 行為產生變化，諸如此類的研究發展至今，已相當完備，雖然本研究 中探討的方法與以往不同，然而，以全管柱偵測系統之方法，可全面 性地觀測樣品在管柱中之流動訊號，可以彌補一般層析系統之偵測器

1 1 k

所不足，有助於釐清層析空間和時間訊號之差異，對於層析分離現象 可以提供更入微的觀察。

未來研究將利用全管柱偵測系統進一步觀察樣品在梯度沖提模 式中，使用溶劑強度不同之移動相時，其交界處會產生波峰壓縮效應，

以及溶劑交界處會產生不穩定之情形，進而使得其時圖產生不規則波 形，由於液相層析常以梯度沖提模式來提高分離效率以及減少所需分 析時間，然而甚少研究針對在時圖中產生不規則波形之成因作解釋，

因此，未來將以全管柱偵測系統搭配管柱外偵測器來觀察此現象，並 且更進一步解釋此一現象成因。

參考文獻

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[12] 賴俊傑, 以因次化郵包模型模擬層析管分離作用之研究, 國立

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