氣相色譜C.PPT

1、1,第五節(jié) 分離條件的選擇 P448,一、分離度（分辨率）及影響因素 二、實驗條件的選擇,2,一、分離度（分辨率）及影響因素,1分離度定義式 2影響分離的因素（分離方程，分離度計算式,3,1分離度定義式,分離度：相臨兩組分間峰頂間距離是峰底寬平均值的幾倍 （衡量色譜分離條件優(yōu)劣的參數(shù),討論,4,2影響分離的因素（計算式,前提定義式基礎上，相鄰兩組分的峰寬一致（假設W1W2,基本分離方程,5,a柱效項及其影響因素,影響色譜峰的寬窄 主要取決于色譜柱性能及載氣流速,6,續(xù)前,討論,增加柱效是提高分離度的一個直接有效手段 提高柱效、改善分離的途徑：增加柱長；降低板高 根據(jù)速率理論，降低板高、提高柱效

2、的方法是： 1）采用粒度較小、均勻填充的固定相（A項 ） 2）分配色譜應控制固定液液膜厚度（C項 ） 3）適宜的操作條件： 流動相的性質和流速，柱溫等等（B項 ） 選用分子量較大、線速度較小的載氣N2氣， 控制較低的柱溫,7,b柱選擇項及其影響因素,影響峰的間距 主要受固定相性質，以及柱溫影響,8,續(xù)前,討論,增大柱選擇性是改善分離度的最有力手段 氣相色譜中，柱選擇性取決于固定相性質（影響K值）和柱溫（K是溫度的函數(shù)） 選擇合適的固定相使與不同組分的作用產生差別 才能實現(xiàn)分離 一般說，降低柱溫可以增大柱的選擇性,9,c柱容量項及其影響因素,影響峰位 主要受固定相用量、柱溫的影響,10,續(xù)前,討

3、論,綜合考慮分離度、分離時間和峰檢測幾項因素 控制k的最佳范圍 25 GC中，增加固定液用量和降低柱溫可以增加 k,11,圖示,k 影響峰位,n 影響峰寬窄,影響兩峰間距,p449,12,二、實驗條件的選擇： P497,色譜條件包括分離條件和操作條件 分離條件是指色譜柱 操作條件是指載氣流速、進樣條件及檢測器,1色譜柱的選擇 2柱溫的選擇 3載氣與流速的選擇 4進樣條件的選擇,13,1色譜柱的選擇（以氣液分配色譜為主,1）固定相的選擇 （2）柱長的選擇,14,1）固定相的選擇,固定液的選擇： 1）按 “相似相溶”原則：極性相似或官能團相似 2）按組分性質主要差別： 沸點相差大的選非極性固定液

4、沸點相差小的選極性固定液 3）柱溫 固定液最高使用溫度防止固定液流失,載體的選擇：種類，粒度,15,續(xù)前,固定液配比的選擇： 高沸點組分比表面積小的載體 低固定液配比（1%3%） 低柱溫 低沸點組分高固定液配比（5%25%） 加大k值，達到良好分離,16,2）柱長的選擇,注：根據(jù)R1.5選擇L，一般較短(0.66m) 不可以無限延長柱子,難分離組分毛細管柱,17,練習,例：兩組分在1 m長柱子上的分離度為0.75，問使用 多長柱子可以使它們完全分離,解,18,練習,例：兩組分A,B，柱長2 m，空氣保留時間30秒，A保留時間230秒， B保留時間250秒，B峰寬30秒，求柱理論塔板數(shù)，分離度；

5、若完全分開，柱長至少多少米,解,19,2柱溫的選擇,原則： 1）在能保證R的前提下，盡量使用低柱溫， 但應保證適宜的tR及峰不拖尾，減小檢測本底 2）根據(jù)樣品沸點情況選擇合適柱溫 柱溫應低于組分沸點501000C 寬沸程樣品應采用程序升溫,20,續(xù)前,程序升溫好處： 改善分離效果 縮短分析周期 改善峰形 提高檢測靈敏度,21,3載氣與流速的選擇,選擇載氣應與檢測器匹配 TCD選H2，He（u 大，粘度?。?FID選N2（u 小，粘度大,選擇流速和載氣應同時考慮對柱效和分析時間的影響,22,4進樣條件的選擇,氣化室溫度一般稍高于樣品沸點（一般不高于500C），保證樣品全部氣化。一般稍高于柱溫。

6、檢測室溫度應高于柱溫30500C，防止樣品冷凝于檢測器。 進樣量不可過大，一般0.1n ，否則造成拖尾峰,注： 檢測器靈敏度足夠進樣量盡量小 最大允許進樣量使理論塔板數(shù)降低10%的進樣量,23,討論： tR H R 流速加倍 1/2 tR 增大 變小 柱溫加倍 變小 - 變小 柱長加倍 2tR 不變 1.414R 固定液用量加倍 2 tR - - 記錄儀紙速加倍 不變 不變 不變,24,練習,例：已知物質A和B在一根30.0cm長的柱上的保留時間分別為 16.40和17.63min，不被保留組分通過該柱的時間為1.30min， 峰底寬為1.11和1.21min，試計算 （1）柱的分離度（2）柱

7、的平均塔板數(shù)（3）塔板高度 （4）達1.5分離所需柱長,解,25,續(xù)前,26,第六節(jié) 定性定量分析,一、定性分析 1.己知物對照法 未知物 對照物 同一柱 tR相同 可能為同一物質 2.相對保留值 柱溫與固定相與文獻相同 3.兩譜聯(lián)用定性 GC-MS聯(lián)用儀 GC-IR,1未知物 2標準物,注意：程序升溫時保留時間有變化， 常用調整保留時間與保留溫度定性,27,二、定量分析 P504,1.峰面積測量 A=1.065*h*W 0.5 2.校正因子 絕對校正因子 fi=mi/Ai 需準確體積進樣 相對校正因子 fi=fi/fs 標準物s TCD 苯 FID 正庚烷 相對質量校正因子 進樣量不需淮確

8、操作條件變化關系不大,28,3.定量方法 RSD2,歸一化法 若樣品中有n個組分，進樣量為m （已知校正因子） 優(yōu)點：a.不需精確體積進樣 b.操作條件不需嚴格控制（如載氣流速 是否穩(wěn)定）； c.可用代替計算，用峰高校正因子 缺點(應用條件)：必須所有組分在操作時間內流出，檢測器對它們都產生信號;知道校正因子,29,2）外標法 mA 標準曲線法 A=a+bC r=0.999 外標一點法(比較法,外標法特點： 1）不需要校正因子，不需要所有組分出峰 2）結果受進樣量、進樣重復性和操作條件影響大 每次進樣量應一致，否則產生誤差,1，濃度盡量接近 2，標準曲線通過原點 例如：農殘測定,計算與作圖 兩

9、種方法,30,圖示,back,31,3）內標法,1，純度較高2，不是試樣中的組分3，在色譜中與各組分完全分離，但其保留時間與被測組分的保留時間不要相差太大，應盡量靠近4，從樣品前處理考慮，內標物與被測組分的物理化學性質最好接近，以保證有相近的提取率,對內標物的要求： P507,32,精確稱量m（樣品）,ms（內標） mi=Aifi ms=Asfs,內標法： 進樣量對結果影響不大 已知校正因子,內標法（一份樣品加內標，已知校正因子,33,內標標準曲線法（不同濃度的標準品分別加內標，一份樣品加內標） Ai/As=a+bC r=0.999 內標一點法 （內標對比法，一份標準品加內標，一份樣品加內標,

10、內標標準曲線法與內標對比法 進樣量對結果影響不大 不需要校正因子,1，濃度盡量接近 2，標準曲線通過原點 例如：酊劑中乙醇含量測定,34,內標法優(yōu)點： 進樣量不超量時，重復性及操作條件對結果無影響 只需待測組分和內標物出峰，與其他組分是否出峰無關 適合測定微量組分 內標法缺點： 制樣要求高；找合適內標物困難；已知校正因子,GC中常用內標法定量（進樣量少，進樣誤差大,35,比較,36,第七節(jié) 應用與示例,1.藥物制劑中含醇量測定 2.藥物中有機溶劑殘留量測定 3.藥物的含量測定 VE 鹽酸林克霉素 鹽酸克林霉素 OV-17 4.中藥中揮發(fā)油研究,37,例 在一根1m長的色譜柱上測得兩組分的分離度

11、為0.68,要使它們完全分離則柱長應為多少？解,即在其他操作條件不變的條件下，色譜柱長要選擇5m左右才能使分離度達R=1.5,組分達到完全分離,38,例 已知一色譜柱在某溫度下的速率方程的A=0.08; B=0.65; C=0.003, 求最佳線速度和最小塔板高H. 解: 欲求 最佳和H最小,要對速率方程微分,即 dH/dd(A+B/+C)/d -B/2+C0 而,最佳線速: 最佳(B/C)1/2 最小板高: H最小A+2(BC)1/2 可得 最佳(0.65/0.003)1/214.7cm/s H最小0.08+2(0.650.003)1/20.1683cm,39,例 已知物質A和B在一個30.

12、0cm柱上的保留時間分別為16.40和17.63分鐘.不被保留組分通過該柱的時間為1.30分鐘.峰寬為1.11和1.21mm,計算: (1) 柱的平均塔板數(shù)目; (2) 塔板高度; (3)達到1.5分離度所需的柱長度; (4)在較長柱上把物質B洗脫所需要的時間,40,解: (1) nA=16(16.40/1.11)2=3493 nB=16(17.63/1.21)2=3397 nav=(3493+3397)/2=3445=3.44103 (2) H=L/n=30.0/3445=8.70810-3cm =8.7110-3cm (3) n2=34452.25/1.124=6.90103 源于n1/n

13、2= ( R1/R2)2 L=nH=6.901038.7110-3=60.1cm (4) tR2=tR1(R2/R1)2=17.631.52/1.062 =35.3分鐘,41,例：用一根2m長色譜柱將組分A、B分離，實驗結果如下：空氣的保留時間30秒，A峰與B峰的保留時間分別為230秒和250秒，B峰峰寬為25秒，求色譜柱的理論塔板數(shù)和兩峰的分離度；若將兩峰完全分離，柱長至少多少米,42,例：用氣相色譜分析某一試樣組分，得如下數(shù)據(jù)：死時間為1.5min，保留時間為6.5min，固定液體積為2.5ml，載氣平均流速為0.8 ml/min。 計算 （1）該組分的容量因子和分配系數(shù) （2）死體積，保

14、留體積和調整保留體積,43,例：A. B兩物質在一根2米長的柱子上進行氣相色譜分析，用熱導檢測，測得tRA= 250秒，tRB= 310秒，tR空氣= 10秒，要達到完全分離，此柱的理論塔板數(shù)至少要多少,44,示例,例：內標法測定無水乙醇中微量水分,注：甲醇為內標，熱導檢測器，GDX固定相，水與甲醇的相對校正因子分別為0.55與0.58,45,補充概念,相比：流動相與固定相體積比,46,一,一、基本術語和計算公式： 1. 保留值 tR, tR, tM , VR, VR, VM 2. 色譜峰區(qū)域寬度：W，W1/2， 3hA, k, , R, n, H 4. tR = tR+tM , tR = t

15、M(1+K*VS/Vm) 5. VR = tR*FC 6. W = 4 W1/2 = 2.355,47,7. k = tR/tM , k = K*VS/VM 8. a = K2/K1 = k2/k1 = tR2/tR1 (tR2tR1) 9. n = (tR/ )2 = 5.54(tR/W1/2)2 =16(tR/W)2 , H=L/n n有效=（tR/ ）2 11. R=(tR2 t R1 ) /(W1+W2)/2) R= ( n1/2 /4 )*( 1 )/ ) *( k2 /(1+k2) 12.R12/R22 =L1/L2,48,差速遷移 在色譜中，不同的組分要有不 同的遷移速度，（根據(jù)

16、公式tR=tM(1+K*VS/Vm) 應 有不同的K或k，調整保留時間。 要改變k，主要通過選擇合適的固定相和流動相來達到目的。 在GC中，載氣的選擇余地不大，主要通過選擇合適的固定相。 塔板理論 重點掌握n,H的計算，峰形窄，理論塔板數(shù)高，板高小，柱效高,49,速率理論 Van Deemter 方程式 簡式 H=A+ B/u + C/u ( 填充柱) H=B/u +C/u ( 空心柱) 詳細式 H=2d*p +2Dm/u +(2*k)/(3*(1+k)2)*df2/DL*u 了解各項，各符號的含義， 理解分離條件的 選擇，即填充均勻度，填料的平均顆粒直徑，液膜厚度，載氣的性質及流速，柱溫等對

17、柱效及分離的影響。 從范氏曲線理解最小板高和最佳線速度的含義，為了減少分析時間，常用最佳實用線速度，其數(shù)值大于最佳線速度,50,三儀器,儀器主要部件 載氣鋼瓶 氣化室 色譜 柱 檢測器 記錄儀 填充柱 氣-固色譜柱 氣-液色譜柱 氣-液色譜柱由固定液和載體組成， 固定液按極性分類可分為非極性，中等 極性、極性以及氫鍵型固定液,51,一,TCD 濃度型 載氣與組分有差別 H2 He 開氣相色譜儀時，必須先開載氣，后開電源， 加熱。關機時，最后關載氣。 FID 質量型 含C化合物 N2 H2 Air 具有靈敏度高，檢測限小，死體積小等優(yōu)點 好的檢測器，應靈敏度S大，檢測限（D=2N/S） 小，線性范圍寬，死體積小，響應快,52,小 結,1 了解氣相色譜的分類及一般流程