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液相色譜中的各種“體積”到底都是些什么?

時間:2021/9/6閱讀:2294
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大家在閱讀液相色譜的文章的時候,經常能夠看到各種名字的“體積",比如死體積、駐留體積、延遲體積、孔隙體積、空體積、滯留體積、柱體積、柱外體積、擴散體積等等等等,簡直是讓人頭昏眼花……這些形形色色的“體積"到底都是些什么東西?它們對我的液相分析到底意味著什么呢?
首先要說的是,液相色譜溶劑從溶劑瓶出發、最終從檢測器出來去到廢液桶,中間會經過各個模塊的各種管路,上面提到的這些不同“體積"的概念,就是不同管路的各種集合。
接下來,從這些體積的意義,或者對于液相分析的影響來看,它們主要可以分成兩個大的部分,對于流動相的影響,以及對于樣品的影響。
液相色譜儀
關鍵詞:延遲體積
我們首先來看對于流動相的影響。
相信絕大多數使用液相的同學都是使用梯度方法,當然也使用泵來在線混合流動相的。我們也知道流動相的比例的改變會改變它的洗脫強度,從而改變樣品的出峰時間和分離度。但是,流動相的比例的改變是需要到色譜柱上面才能對分離產生影響的。
這樣從流動相混合點開始,到色譜柱的柱頭這中間所有的體積,就叫做延遲體積(Delay Volume),因為流動相比例的變化因為這一段體積而被延遲了。
有時候,這個體積也被叫做梯度延遲體積(Gradient Delay Volume)、駐留體積(Dwell Volume),有時候這個Dwell Volume也被翻譯成滯留體積,這個是容易讓人產生混淆的地方,因為這里的滯留是指的流動相的滯留,稍后我們還會講到樣品的滯留。
 
關鍵詞:空隙體積
接下來是體積對于樣品的影響。
大家都知道,樣品一旦進入了液相系統,被流動相帶著往前運動的過程中,自身也會因為熱力學運動產生擴散,所以在等度液相的條件下,越往后出的峰,峰寬一般都越寬。
一般來說,樣品由自動進樣器引入系統,可能經過了自動進樣器內部的一些管路后,通過進樣器到柱溫箱的色譜柱。色譜柱的體積包括了填料的體積、以及填料間空隙的體積。
一般對于多孔硅膠填料的色譜柱來說,填料之間的體積占到了色譜整體體積的60%左右。我們一般把這部分叫做色譜柱的空體積/空隙體積(Column Void Volume)或者填料間體積(Interparticle Volume)。
 
關鍵詞:滯留體積、死體積
在色譜柱中,樣品也會在硅膠小球的空隙中持續地運動擴散。這種擴散會一直持續到檢測器的流通池。整個這段樣品擴散的體積就叫做液相色譜的滯留體積(Holdup Volume),或者是系統空體積/空隙體積(System Void Volume)。
請注意,這里是針對樣品的滯留來說的,它包括了色譜柱內部填料空隙的體積(Interparticle Volume),以及從進樣點到被檢測到的所有的管路和接頭的體積。后面這部分也別叫做柱外體積(Extra-Column Volume)或者死體積(Dead Volume)。
 
關鍵詞:餾分收集的延遲體積
大多數時候,樣品只要從檢測器出來了,我們就不關心了它了,所以我們也不太去關心廢液管的體積了。
但是只有一種情況例外,就是色譜分離檢測到的樣品,我還想要使用餾分收集器去把這些分開的化合物收集起來,去做進一步的分析。我們把這樣的液相叫做制備液相。
餾分收集器都是跟檢測器配合起來工作的,一旦檢測器檢測到有樣品過來,就會告訴餾分收集器準備好去收集了。
但是它們之間是有一個時間差的,原因就是從檢測器到餾分收集器之間的管路的體積。
這個體積,通常也被叫做延遲體積(Delay Volume),不過請注意這個是指的樣品從檢測器到餾分收集器的延遲,跟之前提到的流動相的混合的延遲*不是一會兒事兒。


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