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移動相由 85/15 跳動至 100/0(甲醇/水)

第四章 結果與討論

4.3 數據結果討論

4.3.1 移動相由 85/15 跳動至 100/0(甲醇/水)

圖 4-2 為等位沖堤的管外時圖,移動相為甲醇、水以體積比 85 比 15 的比例混合,流速為 1 mL/min,根據圖 4-1 的滯留因子計算方法,可計算 出圖 4-2 中,層析波峰的 k 值,如式 4-4 所示:

k =14.5667−4.17

4.17 = 2.49 (4-4)

圖 4-2 移動相為體積比 85/15(甲醇/水)的管外時圖

等位沖堤的管外時圖,移動相為甲醇、水以體積比 85 比 15 的比例混合,

流速為 1 mL/min,根據圖 4-1 的滯留因子計算方法,可計算出圖 4-2 中,層 析波峰的 k 值為 2.49。

之後,以圖 4-2 等位沖堤中的移動相為基礎,即初始動相,分別在不同 的層析時間變換移動相,變換成純甲醇為移動相,其管外時圖為圖 4-3,分 別在 3、6、9、10、12、15 分鐘時變換移動相為純甲醇。圖 4-3 中各層析圖 譜皆有基線飄移的問題,因為 UV/Vis 訊號強度在初始移動相沖堤的狀態下

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歸零,而變換移動相為甲醇時,新移動相便會造成一背景吸收值,為了排 除移動相吸收背景值的影響,所以需要做基線校正曲線來解決基線飄移的 問題。

基線校正曲線的實驗方式已在本論文章節 3.6.2 中提及,除了不注入樣 品之外,其餘條件參數都和圖 4-3 的實驗相同。此法,可獲得只含移動相吸 收訊號強度的管外時圖,圖 4-4。發現校正曲線有跳動,之後才回到甲醇的 吸收訊號強度,而非呈現帄穩的階梯型態,這種來自移動相改變的訊號跳 動現象曾經在文獻中被提及[50-53],由於後來進入管柱的移動相黏度較初 始移動相小,即甲醇的比例越高則黏度就越低,在兩種不同移動相的交界 面會有作用力產生,後來注入的移動相便會推擠前方的初始移動相,導致 後方移動相在界面處產生壓縮效應(compression effect),此被壓縮的區域流 出管柱時對 UV/Vis 產生較高的吸收度,於是產生圖 4-4 中的特殊跳動波形。

將圖 4-3 中各圖譜扣除其圖 4-4 中對應的基線校正曲線,可得完全無移 動相吸收強度背景值干擾的管外時圖(圖 4-5)。

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3min 6min

9min 10min

12min 15min

圖 4-3 分別在不同層析時間變換移動相為甲醇

以甲醇、水體積比 85:15 為初始移動相,流速 1 mL/min,分別在不同的層 析時間變換移動相,在 3、6、9、10、12、15 分鐘時變換移動相為純甲醇。

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3min 6min

9min 10min

12min 15min

圖 4-4 移動相由 85/15(甲醇/水)跳至純甲醇基線飄移校正曲線

因為 UV/Vis 訊號強度在初始移動相沖堤的狀態下歸零,而變換移動相為甲 醇時,新移動相便會造成一背景吸收值,為了排除移動相吸收背景值的影 響,所以需要做基線校正曲線來解決基線飄移的問題。除了不注入樣品之 外,其餘條件參數都和圖 4-3 的實驗相同。此法,可獲的只含移動相吸收訊 號強度的管外時圖。

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3min 6min

9min 10min

12min 15min

圖 4-5 基線校正過後的管外時圖

圖 4-3 中,各種不同時間變換移動相之階梯式沖堤(stepwise elution)皆出現 因變換移動相而造成的背景吸收值,即基線飄移的現象,故將圖 4-3 中的各 圖分別扣除圖 4-4 中相對應的基線校正曲線,便可得到此無背景值干擾的管 外時圖。

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由圖 4-5 可看出波峰高度隨著流析時間越長而有漸漸下降的趨勢,此為 層析過程中常見的現象,因為樣品在管柱中的時間越長,就有越長的時間 可以向四周擴散,樣品越不集中其波峰寬度就越寬,相對的,其波峰高度 也就會越矮,所以圖 4-5 中的波形才會由又高又窄慢慢變為又矮又寬。

比較特別的部分是,圖 4-5 中第 10 分鐘變換移動相的層析圖譜,他的 波峰高度比較矮,而且波峰形狀也比較特殊,有「shoulder」出現,而其他 時間變換移動相的層析圖譜中並無此現象,故須透過管內空圖(圖 4-6)來確 認其原因。

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3min 6min

9min 10min

12min 15min

圖 4-6 各管外時圖所對應的管內空圖

分別在 UV/Vis 偵測器開始取點之後的第 3、6、9、10、12、15 分鐘時,將 移動相瞬間跳動至移動相 B,由 A 移動相跳至 B 移動相之過程設定在 0.6 秒內完成,由上述不同改變動相時間所對應的管內空圖可以看到樣品在管 柱中的沖堤過程。

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圖 4-6 為圖 4-5 中不同時間變換移動相所對應的管內空圖,每張管內空 圖皆為不同流析時間的空間波峰疊圖,是樣品在管柱內流動的軌跡。因為 管內空圖取點時是用移動相 A 來做歸零的,所以當移動相 B 進入管柱時會 得到一背景吸收訊號,故可以看到在沖堤過程中移動相 B 在管柱前端追逐 管柱末端的樣品,又因為移動相 B 進入管柱的時間不同,所以和樣品之間 的相對位置也有所差異,也就是造成管外時圖各有不同的原因所在。

圖 4-6 中,第 3、6、9 分鐘變換移動相的管內空圖,可以看到樣品在尚 未到達管柱末端時就已經被移動相 B 趕上,流出管柱時已經有移動相 B 的 背景吸收訊號存在;而第 12、15 分鐘變換移動相的管內空圖,可以看到移 動相 B 在追逐管柱末端的樣品,最後樣品直接流出管柱,並未被移動相 B 趕上;圖 4-5 中波形特殊的第 10 分鐘變換動相圖譜,在圖 4-6 的對應空圖中 可以看到特別的狀況,即樣品有一部分已流出管柱時正好被移動相 B 追趕 上,最後,管柱內剩餘的樣品便和移動相 B 一起流出管柱,所以才會在管 外時圖中看到一個有特殊轉折的波形,即 Pai 在尾論中所提出的狀況(圖 4-7)。

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圖 4-7 樣品在管柱末端遭遇沖堤能力較強移動相的計算波形

樣品一部分流出管柱時,管柱內剩餘的樣品遭遇沖堤能力較強的移動相,

管柱末端固定相加速將樣品釋出到移動相中,造成管外時圖波形有一轉折 產生。

以下將討論移動相沖堤能力變化更劇烈的例子,即由移動相 70/30(甲醇 /水)跳至純甲醇,但因滯留時間太長的問題,所以將流速提高為 2 mL/min。

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