ния диаметра и связанные с ними мертвые объемы неизбежно возникают эффекты диффузии и смешивания в камере. Размывание этого типа имеет место при прохождении хрома-тографической зоны через систему ввода пробы, ячейку детектора, а также соединительные трубки и фитинги. Эффект диффузии в камере аналогичен дисперсии ламинарного потока в том смысле, что отставшая часть пробы диффундирует очень медленно. Однако профиль скоростей более сложен и зависит от геометрии канала. Поэтому вклад диффузии этого типа не столь легко рассчитать, как дисперсию ламинарного потока в длинной прямой трубке [см. уравнение (2-25)]. Стериберг [11] показал, что диффузия и смешнваине в камере функционально сходны с той только разницей, что в первом случае диффузия зависит от времени, а во втором - от скорости потока. Уменьшение концентрации пробы во времени под влиянием диффузии в камере обратно пропорционально коэффициенту молекулярной диффузии данного компонента, а уменьшение концентрации, обусловленное эффектом смешения в камере, обратно пропорционально скорости потока. Размывание пиков в результате этих эффектов имеет экспоненциальный характер и приводит к асимметричным пикам с "хвостами" [12]. С повышением скорости потока основную роль в радиальном массо-переносе начинает играть не молекулярная, а вихревая диффузия. Если в результате вихревой диффузии концентрация по всей камере становится одинаковой, можно считать, что мы имеем идеальную камеру смешения. Временная вариация <7t2 камеры смешения выражается уравнением

(15)

где' Vm - объем камеры смешения, a F - скорость потока, или объемная скорость. Вариацию <ту2 можно выразить через объем подвижной фазы с помощью уравнения

<1«)

в котором она не зависит от скорости потока.

В реальных гидравлических системах ВЭЖХ все эти явления выступают в сложном сочетании. В первую очередь это относится к микро-ВЭЖХ и, следовательно, эффекты смешения в камере и диффузии могут давать более заметный вклад в суммарное размывание пика, чем в обычной ВЭЖХ. Поэтому из такой системы следует устранить даже небольшие мертвые объемы и максимально упростить конфигурацию каналов.

В следующем разделе рассмотрены вклады ячейки детектора, постоянной времени детектора и соединительных трубок в размывание пика и проведены расчеты допустимых значений основных параметров, характеризующих систему микро-ВЭЖХ.

2-3.4. Объем пробы

Если пробу объемом Vtaj вводят в колонку в виде прямо-Угольной зоны (идеальный поршень), вариацию пика пробы Ст82 мржно выразить уравнением

2$ \ 2. Особенности аппаратуры

о2, = ПД2 (17)

Если принять, что допустимое виеколоночное размывание пика составляет 5%, то, согласно расчету (путем подстановки уравнения (17) в уравнение (11)), допустимый вводимый объем пробы может достигать примерно одной трети (28%) объема колоночного пика. Однако осуществить ввод пробы в виде идеального поршня с помощью реального узла ввода невозможно. Следовательно, реальный вводимый объем должен быть меньше расчетного, причем величина его зависит от способа ввода пробы, т. е. от исходной кривой ее распределения [11, 14, 28-30].

В литературе описан ряд методов ввода пробы, предназначенных для микро-ВЭЖХ. Это метод остановки потока [3, 4, 31], метод деления потока [32, 33], метод "вырезания сердцевины" [34] и метод, основанный на применении миниатюрных кранов-дозаторов [7, 35, 36]. Некоторые нз перечисленных способов позволяют вводить объемы 'В несколько нанолитров, однако они мало пригодны для серийных анализов. Ниже будут рассмотрены только миниатюрные краны-дозаторы как наиболее удобные для практического использования. Системы ввода такого типа в настоящее время выпускаются несколькими фирмами.

Рекомендуется применять дозатор с простой и плавной конфигурацией каналов, поскольку в кем не происходит задержки части пробы. Использование дозаторов с усложненной конфигурацией каналов чаете приводит к появлению у пиков больших хвостов из-за диффузионных эффектов и эффектов смешения, особенно если скорости потока меньше 100 мкл/мни. Дозатор простой конструкции с плавной конфигурацией каналов описан, например, в работе [35] (см. также рис. 2-6 [36]).

На рис. 2-7 изображены хроматограммы, полученные на полумнкроколонке (1,5 мм (внутр. диам.) х 250 мм) при вводе пробы объемом 1 мкл посредством обычного петлевого дотаблица 2-4. Влияние дозатора на эффективность микроколонки (число теоретических тарелок8

Тип дозатора Бензол Антрацен

Миниатюрный кран-дозатор 9600 10000

Обычный 3700 5200

а Число теоретических тарелок вычисляли из хроматограмм, изображенных на рис. 2-7, ширину пиков измеряли иа уровне 0,607 их высот. Объем пробы составлял 1 мкл. Прочие условия приведены в подписи к рис. 2-7.

Рис. 2-6. Принцип работы крана-дозатора с внутренней дозирующей петлей -и с простым дисковым ротором (а, б). Ввод раствора пробы в колонку путем изменения положения диска (а).

затора JASCO VL-614 и миниатюрного крана-дозатора (JASCO ML-425). В первом случае (хроматограмма а) разделение очень хорошее, во вт