氣相色譜法和高效液相色譜法

1、1第十一章 色譜分析法Principles of Chromatography2應(yīng)用舉例（應(yīng)用舉例（GC）3應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例(HPLC)4 第一節(jié) 概 述 色譜法早在色譜法早在1903年由俄國植物學(xué)家茨維特年由俄國植物學(xué)家茨維特（Tsweett)分離植物色素時采用。后來不僅用分離植物色素時采用。后來不僅用于分離有色物質(zhì)，還用于分離無色物質(zhì)，并于分離有色物質(zhì)，還用于分離無色物質(zhì)，并出現(xiàn)了種類繁多的各種色譜法。許多氣體、出現(xiàn)了種類繁多的各種色譜法。許多氣體、液體和固體樣品都能找到合適的色譜法進(jìn)行液體和固體樣品都能找到合適的色譜法進(jìn)行分離和分析。目前色譜法已廣泛應(yīng)用于許多分離和分析。目前色譜法已廣泛

2、應(yīng)用于許多領(lǐng)域，成為十分重要的分離分析手段。領(lǐng)域，成為十分重要的分離分析手段。5茨維特的實驗6石油醚碳酸鈣顆粒色素玻璃柱概述色譜法：色譜法：利用組分在兩相間分配系數(shù)不同而進(jìn)行分離的技術(shù)流動相：流動相：在管內(nèi)自上而下連續(xù)流動的流體（液體或氣體）。 固定相：固定相：裝填在玻璃管或金屬管中固定不動的一相。色譜柱：裝填有固定相的玻璃管或金屬管。7概述不管屬于哪一類色譜法，其共同的基本特不管屬于哪一類色譜法，其共同的基本特點是具備兩個相：點是具備兩個相：不動的一相，稱一為固定不動的一相，稱一為固定相；另一相是攜帶樣品流過固定相的流動體，相；另一相是攜帶樣品流過固定相的流動體，稱為流動相稱為流動相。當(dāng)流動

3、相中樣品混合物經(jīng)過固。當(dāng)流動相中樣品混合物經(jīng)過固定相時，就會與固定相發(fā)生作用，由于各組定相時，就會與固定相發(fā)生作用，由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相相互作分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相相互作用的類型、強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動用的類型、強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動力的作用下，不同組分在固定相力的作用下，不同組分在固定相滯留滯留時間長時間長短不同，從而按先后不同的次序從固定相中短不同，從而按先后不同的次序從固定相中流出。流出。8色譜法分類1按兩相狀態(tài)分類按兩相狀態(tài)分類氣相色譜（氣相色譜（GCGC）：）：流動相為氣體的色譜法。 根據(jù)固定相是固體吸附劑還是固定液（附著在惰性載體上的一薄層

4、有機(jī)化合物液體），又可分為氣固色氣固色譜（譜（GS CGS C）和氣液色譜（）和氣液色譜（GLCGLC）液相色譜（液相色譜（LCLC）：）：流動相為液體的色譜法。同理，液相色譜亦可分為液固色譜（液固色譜（LSCLSC）和液液色譜（）和液液色譜（LLCLLC）超臨界流體色譜（超臨界流體色譜（SFCSFC）：）：流動相為超臨界流體的色譜法。9色譜法分類2按分離機(jī)理分類按分離機(jī)理分類利用組分在吸附劑（固定相）上的吸附能力強(qiáng)弱利用組分在吸附劑（固定相）上的吸附能力強(qiáng)弱不同而得以分離的方法，稱為不同而得以分離的方法，稱為吸附色譜法。吸附色譜法。利用組分在固定液（固定相）中溶解度不同而達(dá)利用組分在固定液（

5、固定相）中溶解度不同而達(dá)到分離的方法稱為到分離的方法稱為分配色譜法。分配色譜法。利用組分在離子交換劑（固定相）上的親和力大利用組分在離子交換劑（固定相）上的親和力大小不同而達(dá)到分離的方法，稱為小不同而達(dá)到分離的方法，稱為離子交換色譜法。離子交換色譜法。利用大小不同的分子在多孔固定相中的選擇滲透利用大小不同的分子在多孔固定相中的選擇滲透而達(dá)到分離的方法，稱為而達(dá)到分離的方法，稱為凝膠色譜法或尺寸排阻色譜凝膠色譜法或尺寸排阻色譜法法。最近，又有一種新分離技術(shù)，利用不同組分與固最近，又有一種新分離技術(shù)，利用不同組分與固定相（固定化分子）的高專屬性親和力進(jìn)行分離的技定相（固定化分子）的高專屬性親和力進(jìn)

6、行分離的技術(shù)稱為親和色譜法，常用于蛋白質(zhì)的分離。術(shù)稱為親和色譜法，常用于蛋白質(zhì)的分離。 10色譜法分析的基本原理一、分配系數(shù)一、分配系數(shù)K Kp p和分配比和分配比k k 1 1分配系數(shù)分配系數(shù) Kp Kp 如前所述，分配色譜的分離是基于樣品組分如前所述，分配色譜的分離是基于樣品組分在固定相和流動相之間反復(fù)多次地分配過程，而在固定相和流動相之間反復(fù)多次地分配過程，而吸附色譜的分離是基于反復(fù)多次地吸附一脫附過吸附色譜的分離是基于反復(fù)多次地吸附一脫附過程。這種分離過程經(jīng)常用樣品分子在兩相間的分程。這種分離過程經(jīng)常用樣品分子在兩相間的分配來描述，而描述這種分配的參數(shù)稱為分配系數(shù)。配來描述，而描述這種

7、分配的參數(shù)稱為分配系數(shù)。它是指它是指在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動相之間分配達(dá)平衡時的濃度之比值，即動相之間分配達(dá)平衡時的濃度之比值，即 11色譜法分析的基本原理2.2.分配比分配比k k 分配比又稱容量因子，它是分配比又稱容量因子，它是指在一定溫度和指在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達(dá)平衡時，分配在固壓力下，組分在兩相間分配達(dá)平衡時，分配在固定相和流動相中的質(zhì)量比定相和流動相中的質(zhì)量比。即。即 msmm組分在流動相中的質(zhì)量組分在固定相中的質(zhì)量12色譜法分析的基本原理k值越大，說明組分在固定相中的量越多，相當(dāng)于柱的容量大，因此又稱分配容量或容量因

8、子。它是衡量色譜柱對被分離組分保留能力的重要參數(shù)。k值也決定于組分及固定相熱力學(xué)性質(zhì)。它不僅隨柱溫、柱壓變化而變化，而且還與流動相及固定相的體積有關(guān)。式中Cs，Cm分別為組分在固定相和流動相的濃度；Vm為柱中流動相的體積，即柱內(nèi)固定相顆粒間的空隙體積，近似等于死體積。Vs為柱中固定相的體積，在各種不同的類型的色譜中有不同的含義。例如：在分配色譜中，Vs表示固定液的體積；在尺寸排阻色譜中，則表示固定相的孔體積。13色譜法分析的基本原理 3. 分配系數(shù)K與分配比k的關(guān)系其中稱為相比率，它是反映各種色譜柱型特點的又一個參數(shù)。kVVkVmVmCCKsmmmssms/14第二節(jié) 色譜流出曲線及有關(guān)術(shù)語一

9、流出曲線和色譜峰15色譜流出曲線及有關(guān)術(shù)語色譜流出曲線：從載氣帶著組分進(jìn)入色譜柱起就用檢測器檢測流出柱后的氣體，并用記錄器記錄信號隨時間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線，當(dāng)待測組分流出色譜柱時，檢測器就可檢測到其組分的濃度，在流出曲線上表現(xiàn)為峰狀，叫色譜峰。16色譜流出曲線及有關(guān)術(shù)語如果進(jìn)樣量很小，濃度很低，在吸附等溫線的線性范圍內(nèi)，色譜峰如果對稱，可用Gauss正態(tài)分布函數(shù)表示：式中：C不同時間t時某物質(zhì)的濃度，C0進(jìn)樣濃度，tr保留時間，標(biāo)準(zhǔn)偏差。17色譜流出曲線及有關(guān)術(shù)語二、基線 是柱中僅有流動相通過時，檢測器響應(yīng)訊號的記錄值，僅有流動相通過時，檢測器響應(yīng)訊號的記錄值，即圖中Ot線穩(wěn)定

10、的基線應(yīng)該是一條水平直線 三、峰高（h ） 色譜峰頂點與基線之間的垂直距離色譜峰頂點與基線之間的垂直距離，以h表示，如圖中BA 18保留值1保留時間保留時間tR 試樣從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)峰極大點時所經(jīng)歷的時間，稱為保留時試樣從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)峰極大點時所經(jīng)歷的時間，稱為保留時間，間，如圖中如圖中 OB它相應(yīng)于樣品到達(dá)柱末端的檢測器所需的時間它相應(yīng)于樣品到達(dá)柱末端的檢測器所需的時間 19保留值2 2死時間死時間t tM M 不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時，從進(jìn)樣到出現(xiàn)不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時間稱為死時間峰極大值所需的時間稱為死時間。如圖中 O

11、A。3 3調(diào)整保留時間調(diào)整保留時間t tR R某組份的保留時間扣除死時間后稱為該組份的調(diào)整保留時間，某組份的保留時間扣除死時間后稱為該組份的調(diào)整保留時間，即即 t tR R = t = tR R-t-tM M20保留值由于組份在色譜柱中的保留時間tR包含了組份隨流動相通過柱子所需的時間和組份在固定相中滯留所需的時間，所以tR實際上是組份在固定相中停留的總時間保留時間可用時間單位（如s）或距離單位（如cm）表示。 保留時間是色譜法定性的基本依據(jù)保留時間是色譜法定性的基本依據(jù)，但同一組份的保留時間常受到流動相流速的影響，因此色譜工作者有時用保留體積等參數(shù)進(jìn)行定性檢定21保留值4保留體積 VR指從進(jìn)

12、樣開始到被測組份在柱后出現(xiàn)濃度極大指從進(jìn)樣開始到被測組份在柱后出現(xiàn)濃度極大點時所通過的流動相體積。點時所通過的流動相體積。保留體積與保留時間t。的關(guān)系如下： VR = tRqv,0 uqv,0為色譜柱出口載氣流量，以mL/min計。22保留值5死體積死體積 VM 指色譜柱在填充后，柱管內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空指色譜柱在填充后，柱管內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空間、色譜儀中管路和連接頭間的空間以及檢測器的空間間、色譜儀中管路和連接頭間的空間以及檢測器的空間的總和的總和當(dāng)后兩項很小而可忽略不計時，死體積可由死時間與流動相體積流速qv,0（mLmin）計算： VM = tMqv,0 6調(diào)整保留體積調(diào)整保留

13、體積VR某組份的保留體積扣除死體積后，稱該組份的調(diào)整保某組份的保留體積扣除死體積后，稱該組份的調(diào)整保留體積，留體積，即 VR = VR- VM =tRqv,023保留值7相對保留值相對保留值21 某組份2的調(diào)整保留值與組份1的調(diào)整保留值之比，稱為相對保留值：由于相對保留值只與柱溫及固定相的性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱長、填充情況及流動相流速無關(guān)，因此，它是色譜法中，特別是氣相色譜法中，廣泛使用的定性數(shù)據(jù)。必須注意，相對保留值絕對不是兩個組份保留時間或保留體積之比。24區(qū)域?qū)挾壬V峰的區(qū)域?qū)挾仁墙M份在色譜柱中譜帶擴(kuò)張的函數(shù)，它反映了色譜操作條件的動力學(xué)因素度量色譜峰區(qū)域?qū)挾韧ǔＳ腥N方法： 1. 標(biāo)準(zhǔn)

14、偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 流出曲線上二拐點間距離之半，即0.607倍峰高處色譜峰寬的一半。 2. 半峰寬半峰寬Wh/2 即峰高一半處對應(yīng)的峰寬，它與標(biāo)準(zhǔn)偏差的關(guān)系是： Wh/2 = 2.35425色譜流出曲線及有關(guān)術(shù)語3. 峰寬W即色譜峰兩側(cè)拐點上的切線在基線上的截距，如圖中IJ的距離它與標(biāo)準(zhǔn)偏差的關(guān)系是： W = 4 26塔板理論 最早由Martin等人提出塔板理論，把色譜柱比作一個精餾塔，沿用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分配行為，同時引入理論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo)。 27塔板理論由塔板理論推導(dǎo)出的理論塔板數(shù)由塔板理論推導(dǎo)出的理論塔板數(shù)n n的計算公式如下：的計算公式如下：而理論塔板高度（

15、而理論塔板高度（H H）即：）即： 從上兩式可以看出，色譜峰從上兩式可以看出，色譜峰Y Y越小，越小，n n就越大，而就越大，而H H就越就越小，柱效能越高。因此，小，柱效能越高。因此，n n和和H H是描述柱效能的指標(biāo)是描述柱效能的指標(biāo)。28塔板理論由于死時間由于死時間tm包括在包括在tR中，而實際上中，而實際上tm不參不參與柱內(nèi)分配，所計算的與柱內(nèi)分配，所計算的n值偏大，值偏大，H偏小，與偏小，與實際柱效能相差甚遠(yuǎn)。所以，采用有效理論實際柱效能相差甚遠(yuǎn)。所以，采用有效理論塔板數(shù)塔板數(shù)n有效有效和有效塔板高和有效塔板高H有效有效評價柱效能更評價柱效能更為合理。為合理。 222/有效)(16)

16、(54.5wtwtnRhR有效有效nLH29n 塔板理論的貢獻(xiàn)塔板理論有助于我們形象的理解色譜的塔板理論有助于我們形象的理解色譜的分離過程。分離過程。導(dǎo)出色譜流出曲線方程，它符合高斯分導(dǎo)出色譜流出曲線方程，它符合高斯分布，與實驗現(xiàn)象相吻合。布，與實驗現(xiàn)象相吻合。導(dǎo)出理論塔板數(shù)的計算公式，作為柱效導(dǎo)出理論塔板數(shù)的計算公式，作為柱效的評價指標(biāo)的評價指標(biāo)。 30n 塔板理論的局限塔板高度塔板高度H是一個抽象的物理量，它的色譜本是一個抽象的物理量，它的色譜本質(zhì)是什么？它與哪些參變量有關(guān)，又怎樣影響峰質(zhì)是什么？它與哪些參變量有關(guān)，又怎樣影響峰的擴(kuò)張？對實驗的指導(dǎo)意義有限。的擴(kuò)張？對實驗的指導(dǎo)意義有限。不

17、能解釋流速對理論塔板數(shù)的影響。不能解釋流速對理論塔板數(shù)的影響。有些假設(shè)不合理，如沒有考慮縱向擴(kuò)散對色譜有些假設(shè)不合理，如沒有考慮縱向擴(kuò)散對色譜分離的影響等。分離的影響等。31速率理論 19561956年荷蘭學(xué)者年荷蘭學(xué)者Van DeemterVan Deemter等在研究氣液色譜等在研究氣液色譜時，提出了色譜過程動力學(xué)理論時，提出了色譜過程動力學(xué)理論速率理論。他們速率理論。他們吸收了塔板理論中板高的概念，并充分考慮了組分在吸收了塔板理論中板高的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程，從而在動力學(xué)基礎(chǔ)上較好兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程，從而在動力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解釋了影響板高的各種因素。該理論模

18、型對氣相、地解釋了影響板高的各種因素。該理論模型對氣相、液相色譜都適用。液相色譜都適用。 Van DeemterVan Deemter方程的數(shù)學(xué)簡化式為方程的數(shù)學(xué)簡化式為 式中式中u u為流動相的線速度；為流動相的線速度；A A，B B，C C為常數(shù)，分別代表渦為常數(shù)，分別代表渦流擴(kuò)散項系數(shù)、分子擴(kuò)散項系數(shù)、傳質(zhì)阻力項系數(shù)。流擴(kuò)散項系數(shù)、分子擴(kuò)散項系數(shù)、傳質(zhì)阻力項系數(shù)。 現(xiàn)分別敘述各項系數(shù)的物理意義?，F(xiàn)分別敘述各項系數(shù)的物理意義。 321 1）渦流擴(kuò)散項）渦流擴(kuò)散項(A)(A) 在填充柱中，由于受到固定相顆在填充柱中，由于受到固定相顆粒的阻礙，組份在遷移過程中隨流動粒的阻礙，組份在遷移過程中隨

19、流動相不斷改變方向，形成紊亂的相不斷改變方向，形成紊亂的“渦流渦流”：從圖中可見，因填充物顆粒大?。簭膱D中可見，因填充物顆粒大小及填充的不均勻性及填充的不均勻性同一組分運行同一組分運行路線長短不同路線長短不同流出時間不同流出時間不同峰形展寬。展寬程度以峰形展寬。展寬程度以A A表示：表示： A=2A=2 d dp p其中其中d dp p填充物平均直徑；填充物平均直徑； 填充不填充不規(guī)則因子。規(guī)則因子。 可見，使用細(xì)粒的固定相并填充均勻可減小可見，使用細(xì)粒的固定相并填充均勻可減小A A，提高柱，提高柱效。對于空心毛細(xì)管柱，無渦流擴(kuò)散，即效。對于空心毛細(xì)管柱，無渦流擴(kuò)散，即A=0A=0。流動方向流

20、動方向33渦流擴(kuò)散項A=2dp渦流擴(kuò)渦流擴(kuò)散項散項均勻性均勻性因子因子粒徑粒徑34 渦流擴(kuò)散項渦流擴(kuò)散項A 由不等路徑造成的色譜峰擴(kuò)展由不等路徑造成的色譜峰擴(kuò)展。由于柱填料粒徑大小。由于柱填料粒徑大小不同，粒度分布范圍不一致及填充的不均勻，形成寬窄、不同，粒度分布范圍不一致及填充的不均勻，形成寬窄、長短不同的路徑，因此流動相沿柱內(nèi)各路徑形成紊亂的渦長短不同的路徑，因此流動相沿柱內(nèi)各路徑形成紊亂的渦流運動，有些溶質(zhì)分子沿較窄且直的路徑運行，以較快的流運動，有些溶質(zhì)分子沿較窄且直的路徑運行，以較快的速度通過色譜柱，發(fā)生分子超前，反之，有些分子發(fā)生滯速度通過色譜柱，發(fā)生分子超前，反之，有些分子發(fā)生滯

21、后，從而使色譜峰產(chǎn)生擴(kuò)散。后，從而使色譜峰產(chǎn)生擴(kuò)散。 35速率理論 2.分子擴(kuò)散項分子擴(kuò)散項B/u（縱向擴(kuò)散項）（縱向擴(kuò)散項） 縱向分子擴(kuò)散是由濃度梯度造成的。組分從柱入縱向分子擴(kuò)散是由濃度梯度造成的。組分從柱入口加入，其濃度分布的呈口加入，其濃度分布的呈“塞子塞子”狀。如圖所示。它狀。如圖所示。它隨著流動相向前推進(jìn)，由于存在濃度梯度，隨著流動相向前推進(jìn)，由于存在濃度梯度，“塞子塞子”必然自發(fā)地向前和向后擴(kuò)散，造成譜帶展寬。分子擴(kuò)必然自發(fā)地向前和向后擴(kuò)散，造成譜帶展寬。分子擴(kuò)散項系數(shù)為：散項系數(shù)為： B2Dg 36B/u 分子擴(kuò)散項 B = 2 Dg ：彎曲因子，填充柱色譜，彎曲因子，填充柱色

22、譜，11。 Dg：試樣組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（：試樣組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2s-1） (1) 存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴(kuò)散存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴(kuò)散; (2) 擴(kuò)散導(dǎo)致色譜峰變寬，擴(kuò)散導(dǎo)致色譜峰變寬，H(n)，分離變差，分離變差; (3) 分子擴(kuò)散項與流速有關(guān)，流速分子擴(kuò)散項與流速有關(guān)，流速，滯留時間，滯留時間，擴(kuò)散，擴(kuò)散; (4) 擴(kuò)散系數(shù)：擴(kuò)散系數(shù)：Dg (M載氣載氣)-1/2 ； M載氣載氣，B值值。37速率理論3傳質(zhì)阻力項Cu由于氣相色譜以氣體為流動相，液相色譜以液體為流動相，它們的傳質(zhì)過程不完全相同，現(xiàn)分別討論之。對于氣液色譜，傳質(zhì)阻力系數(shù)C包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg和液相

23、傳質(zhì)阻力系數(shù)Cl兩項，即 CCgCl 38速率理論氣相傳質(zhì)過程是指試樣組分從氣相移動到固定相氣相傳質(zhì)過程是指試樣組分從氣相移動到固定相表面的過程。表面的過程。這一過程中試樣組分將在兩相間進(jìn)行質(zhì)這一過程中試樣組分將在兩相間進(jìn)行質(zhì)量交換，即進(jìn)行濃度分配。有的分子還來不及進(jìn)入兩量交換，即進(jìn)行濃度分配。有的分子還來不及進(jìn)入兩相界面，就被氣相帶走；有的則進(jìn)入兩相界面又來不相界面，就被氣相帶走；有的則進(jìn)入兩相界面又來不及返回氣相。這樣，使得試樣在兩相界面上不能瞬間及返回氣相。這樣，使得試樣在兩相界面上不能瞬間達(dá)到分配平衡，引起滯后現(xiàn)象，從而使色譜峰變寬。達(dá)到分配平衡，引起滯后現(xiàn)象，從而使色譜峰變寬。對于填

24、充柱，氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)對于填充柱，氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)CgCg為為式中式中k k為容量因子為容量因子。由上式看出，氣相傳質(zhì)阻力與填充物粒度的平。由上式看出，氣相傳質(zhì)阻力與填充物粒度的平方成正比、與組分在載氣流中的擴(kuò)散系數(shù)成反比。因此，采用粒度方成正比、與組分在載氣流中的擴(kuò)散系數(shù)成反比。因此，采用粒度小的填充物和相對分子質(zhì)量小的氣體（如氫氣）做載氣，可使小的填充物和相對分子質(zhì)量小的氣體（如氫氣）做載氣，可使CgCg減減小，提高柱效。小，提高柱效。 39 4）流速u 由方程 H = A + B/u + Cu知道： 當(dāng)u一定時，僅在A、B、C 較小時，H 較小，柱效較高；反之則柱效較低，色譜峰將展寬。

25、以u對H作圖，可得H-u曲線（如圖），從該曲線得到：40板高，板高，H(cm)HminA+B/u+CuCmuCsuAB/u41四、分離度與基本色譜分離方程式圖說明了柱效和選擇性對分離的影響。圖中（a）兩色譜峰距離近并且峰形寬。兩峰嚴(yán)重相疊，這表示選擇性和柱效都很差。圖中（b）雖然兩峰距離拉開了，但峰形仍很寬，說明選擇性好，但柱效低。圖中（c）分離最理想，說明選擇性好，柱效也高。 42分離度與色譜分離基本方程式由此可見，單獨用柱效或選擇性不能真實反映組分在色譜柱中分離情況，故需引人一個綜合性指標(biāo)分離度R。分離度是既能反映柱效率又能反映選擇性的指標(biāo)，稱總分離效能指標(biāo)。分離度又叫分辨率，它定義為相鄰

26、兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬總和之半的比值，即R值越大，表明相鄰兩組分分離越好。一般說，當(dāng)R1時，兩峰有部分重疊；當(dāng)R1時，分離程度可達(dá)98；當(dāng)R1.5時，分離程度可達(dá)99.7。通常用R=1.5作為相鄰兩組分已完全分離的標(biāo)志。 2121)(2)(211212wwttwwttRrrrr432 色譜定量分析(1) 色譜定量基礎(chǔ) 色譜定量分析是基于被測物質(zhì)的量與峰面色譜定量分析是基于被測物質(zhì)的量與峰面積成正比積成正比。在一定色譜條件下有：.,是峰面積是絕對質(zhì)量校正因子其中iiiiiAfAfm 44校正因子的測量與計算相對校正因子相對校正因子 由于絕對校正因子與儀器的靈敏度有關(guān)，又由于靈敏

27、度與實驗條件相關(guān)，且每一檢測器的靈敏度都是不同的，它不容易測量準(zhǔn)確，亦無通用性，所以實際工作中使用相對校正相對校正因子因子。45n 相對校正因子的表達(dá)式質(zhì)量校正因子 摩爾校正因子 相對響應(yīng)值 siismsmimmAmAfff,isisisMsMiMMmAMmAfff,1iifS被測組分被測組分的質(zhì)量的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量分子量分子量46n 相對校正因子的測量理論上相對校正因子與試樣、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、檢測器類型、載氣類型有關(guān)，與其它色譜條件無關(guān)。無純物質(zhì)時或?qū)Y(jié)果準(zhǔn)確度要求不高時，相對校正因子可通過查表得。 即無純物，手冊上又無數(shù)據(jù)時，可用一些計算方法估算這些物質(zhì)的相對校正因子。47定量方法校正歸

28、一化法 含歸一化內(nèi)標(biāo)法 含內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法外標(biāo)法 含單點校正48n 校正歸一化法100100100%221121 nniiniiifAfAfAfAmmmmmmC推導(dǎo)推導(dǎo)：%100%iiiiiAfAfC49應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍：當(dāng)試樣中各組分都能流出色譜柱，且在檢測器上均有響應(yīng)，各組分峰沒有重疊時，可用此法。優(yōu)點優(yōu)點：簡便、準(zhǔn)確，當(dāng)操作條件如進(jìn)樣量等變化時，對定量結(jié)果影響很小，該法適合于常量物質(zhì)的定量。缺點缺點：對該法的苛刻要求限制了它的使用。50歸一化法若各組分的定量校正因子相近或相同，則上式可簡化為：%100%iiiAAC51n 內(nèi)標(biāo)法推導(dǎo)推導(dǎo) 將一定量的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物，加入到準(zhǔn)確稱量的試樣中。

29、ssiisiAfAfmm1001001100%,sississsiiiifmmAAmAfmAfmmC52適用范圍：適用范圍：當(dāng)只需測定試樣中某幾個組分，且試樣中所有組分不能全部出峰時可用。優(yōu)點：優(yōu)點：受操作條件的影響較小，定量結(jié)果較準(zhǔn)確，使用上不象歸一化法那樣受到限制，此法適合于微量物質(zhì)的分析。缺點：缺點：每次分析必須準(zhǔn)確稱量被測物和內(nèi)標(biāo)物，不適合于快速分析。53n 外標(biāo)法（標(biāo)準(zhǔn)曲線法）用于常規(guī)分析用于常規(guī)分析優(yōu)點：優(yōu)點：操作簡單，計算方便。缺點：缺點：結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于進(jìn)樣量的重現(xiàn)性和操作條件的穩(wěn)定性。該法必須定量進(jìn)樣。54單點校正當(dāng)被測試樣中各組分的濃度變化范圍不大時而用單點校正法。即配制

30、一個與被測組分含量十分接近的標(biāo)準(zhǔn)溶液，定量進(jìn)樣，計算被測物的含量。%100%ssiiCAAC歸一化法內(nèi)標(biāo)法外標(biāo)法適用范圍各組分都能能流出色譜柱，并在色譜圖上顯示色譜峰。當(dāng)只需要測定試樣中的某幾個組分，而試樣不能全部出峰的情況。適用于常規(guī)分析優(yōu)點簡便、準(zhǔn)確，當(dāng)條件改變時，對結(jié)果影響小，適合于常量物質(zhì)的定量。定量較準(zhǔn)確，無歸一化法的限制，適用于微量物質(zhì)的分析操作簡單，計算方便缺點該法的苛刻要求限制了它的使用每次準(zhǔn)確稱取試樣和內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量，不適于快速控制分析。結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于進(jìn)樣量的重現(xiàn)行和操作條件的穩(wěn)定性。5511-311-3 氣相色譜法概述氣相色譜法概述56用氣體作為流動相的色譜法稱為氣相色譜

31、法。用氣體作為流動相的色譜法稱為氣相色譜法。57 ( (一一) )氣相色譜流程氣相色譜流程 氣相色譜法用于分離分析樣品的基本過程如下圖氣相色譜法用于分離分析樣品的基本過程如下圖： 圖圖12.5 12.5 氣相色譜過程示意圖氣相色譜過程示意圖載氣系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器、記錄系統(tǒng)。載氣系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器、記錄系統(tǒng)。158柱長 (米)I.D. (mm).5-102-45-100.5305-100.1-.25填充柱530系列柱細(xì)孔徑柱填充柱開管柱（毛細(xì)管柱）壁涂開管柱11-4 氣相色譜固定相氣相色譜固定相色譜柱類型色譜柱類型59氣相色譜柱中固定相是影響組分分配系數(shù)的氣相色譜柱中固定

32、相是影響組分分配系數(shù)的主要因素主要因素氣固色譜(GSC)(GLC)流動相固定相氣態(tài)固態(tài)氣液色譜氣態(tài)液態(tài)固定相固定相6011-5 氣相色譜檢測器熱導(dǎo)池檢測器 常用TCD表示。由于結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度適宜，穩(wěn)定性較好，而且對所有物質(zhì)都有響應(yīng)，因此是應(yīng)用最廣、最成熟的一種檢測器。熱導(dǎo)池檢測器是根據(jù)各種物質(zhì)和載氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同，采用熱敏元件進(jìn)行檢測的。61熱電檢測器(Thermal Conductivity Detector, TCD)電橋線路示意圖 622. 氫火焰離子化檢測器 氫火焰離子化檢測器（FID）簡稱氫焰檢測器。它具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，死體積小，響應(yīng)快，穩(wěn)定性好的特點，是目前常用的檢測器之一。但是，它僅對含碳有機(jī)化合物有響應(yīng)，對某些物質(zhì)，如永久性氣體、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氫等不產(chǎn)生信號或者信號很弱。 氫焰檢測器是以氫氣和空氣燃燒的火焰作為能源，利用含碳化合物在火焰中燃燒產(chǎn)生離子，在外加的電場作用下，使離子形成離子流，根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號強(qiáng)度，檢測被色譜柱分離出的組分。63氫焰檢測器氫焰檢測器6411-6 氣相色譜操作條件的選擇載氣種類及流速的選擇柱溫的選擇柱長和內(nèi)經(jīng)的選擇進(jìn)樣量和進(jìn)樣時間的選擇氣化溫度的選擇6511-8 高效液相色譜分析 高效液