Simulation of the effects of negative thermal gradients on separation performance of gas chromatography.
Simulation of the effects of negative thermal gradients on separation performance of gas chromatography.
复制标题
负热梯度对气相色谱分离性能影响的模拟
DOI：
10.1016/j.chroma.2021.461943
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Boeker
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Leppert;Blumberg;Leonid M;Matthias;Boeker
通过模拟研究了溶质速度梯度对近距离溶质色谱分离的影响。由Blumberg提出的理想基本分离(IBS)的概念被用来确定分离的理论极限，而不需要任何自然或人工的色谱介质特征梯度。IBS是最好的可实现的分离，因此可用作其他分离可与之比较的基线。添加负速度梯度并不能改善紧密分布的溶质的分离。速度梯度是通过在GC分离中加入温度梯度来实现的。在第二部分中，我们使用与IBS的受控偏差来说明，速度梯度在现实的、非IBS中是有益的。添加负速度梯度可以改善宽进样溶质区的分离，或抵消气体沿GC柱减压引起的流动相速度正梯度。然而，改进后的分离不能超过相应的理想基本分离。通过增加负速度梯度，宽注入溶质的分辨率可以提高高达相应IBS分辨率的45%。由于气体减压而产生的正速度梯度使分离度降低高达6%。通过线性温度梯度实现的附加负速度梯度可以补偿高达2%的分辨率损失。
The effect of a gradient of solute velocity on the chromatographic separation of closely spaced solutes is investigated by usage of a simulation. The concept of theideal basic separation(IBS), introduced by Blumberg, is used to determine the theoretical limit of a separation without any natural or artificial gradients of features of the chromatographic medium. The IBS is the best achievable separation and can therefore be used as a baseline to which other separations can be compared to. An addition of a negative velocity gradient cannot improve the separation of closely spaced solutes. The velocity gradient is realized by adding a temperature gradient to a GC separation. The simulation confirms this theoretical limit for a range of differently strong retained solutes.In a second part controlled deviations from IBS are used to show, that a velocity gradient can be beneficial in realistic, non-IBS. The addition of a negative velocity gradient can improve e.g. the separation of broad injected solute zones or counteract a positive gradient of the mobile phase velocity caused by gas decompression along the GC column. However, the improved separation cannot exceed that of a corresponding ideal basic separation. The resolution of broadly injected solutes can be increased by up to 45% of the corresponding IBS resolution by adding a negative velocity gradient. A positive velocity gradient due to gas decompression reduces the separation by up to 6%. The added negative velocity gradient, realized by a linear temperature gradient, can compensate this resolution loss by up to 2%.
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