氣相液相色譜技術(shù)及應(yīng)用

氣相、液相色譜

技術(shù)及應(yīng)用昆蟲生理毒理組一、色譜學(xué)發(fā)展簡史

二、色譜學(xué)基本原理

三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

一、色譜學(xué)發(fā)展簡史

二、色譜學(xué)基本原理

三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

色譜法（chromatography）是20世紀初由俄國植物學(xué)家Tswett發(fā)明并命名的

1903年，他做了一個著名的實驗，把干燥的葉用石油醚萃取后，將少量的萃取液傾入填充有沉降CaCO3的直立玻璃管柱的頂端，然后用石油醚洗脫，發(fā)現(xiàn)葉中的色素在CaCO3柱上互相分離，形成不同顏色的色帶。他把這種方法命名為色譜法（Chromatography）。

1931年，Kuhn和Lederer用填充氧化鋁粉末的柱管將胡蘿卜素中兩種性質(zhì)非常相似的烴的異構(gòu)體（α-和β-胡蘿卜素）分離成功，才引起人們的注意，認識到色譜法在分離混合物方面有著廣闊的前景。1940-1943年，Tiselius發(fā)展了吸附色譜，并由于在吸附色譜和電泳等方面做出的重要貢獻而獲得1948年的諾貝爾化學(xué)獎。1941年，Martin和Synge在研究氨基酸分離時又發(fā)明了分配色譜法，他們因此獲得了1952年諾貝爾化學(xué)獎。

一、色譜學(xué)發(fā)展簡史

二、色譜學(xué)基本原理

三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

色譜是一種分離技術(shù)，當(dāng)這種分離技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)分析，就是色譜分析色譜分析的基本要求是實現(xiàn)各混合物的分離它的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進行分配：即固定相、流動相固定相分兩類：活性固體、活性液體流動相一般為惰性氣體或有機溶劑1.色譜法分類

按兩相物理狀態(tài)分類：氣-固色譜（gas-solidchromatography,GSC）氣-液色譜（gas-liquidchromatography,GLC）液-固色譜（liquid-solidchromatography,LSC）液-液色譜（liquid-liquidchromatography,LLC）按固定相形態(tài)分類：填充柱色譜柱色譜

毛細柱色譜（開管式色譜）

1.色譜法分類

按分離過程物理化學(xué)原理分類：吸附色譜：用固體吸附劑做色譜固定相，樣品各組分在吸附劑上吸附力大小不同。分配色譜：用液體做固定相，利用試樣組分在固定相中溶解、吸收或吸著能力不同，因而兩相分配系數(shù)不同進行分離。離子交換色譜：離子交換劑為固定相，分離離子型化合物還有：離子對色譜、凝膠色譜、絡(luò)合色譜、親和色譜等。2.色譜過程:由于各組分在固定相的分配系數(shù)或吸附和脫附能力有差異，各組分在色譜柱中的滯留時間也就不同，即它們在柱中向前移動的速率不同。隨著流動相不斷流過，組分在柱中兩相間經(jīng)過了反復(fù)多次的分配和平衡過程，當(dāng)移動一定柱長以后，試樣中各組分即可得到較完整的分離。

色譜圖的基本結(jié)構(gòu)：1基線

2色譜峰

3峰高與峰面積

4保留時間色譜圖：色譜圖：一、色譜學(xué)發(fā)展簡史

二、色譜學(xué)基本原理

三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

流動相供輸系統(tǒng)進樣器色譜柱（恒溫箱）檢測器（恒溫箱）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組分收集系統(tǒng)控制顯示系統(tǒng)（計算機）三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

3.1氣相色譜儀

3.2液相色譜儀三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

3.1氣相色譜儀

3.2液相色譜儀3.1氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)3.1氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)流動相：氣-液色譜分離中載氣是惰性的，僅攜帶樣品通過色譜柱。氣-固色譜載氣與組分一起與固體吸附劑作用，因而對氣譜分離具有一定影響。一般載氣主要為：氮、氫、氦、氬、空氣、氧氣、二氧化碳等。要求：純度高3.1氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)進樣系統(tǒng)：進樣就是把試樣快速、準確的加到色譜柱頭。若試樣為純液體或溶液，則要求在進樣系統(tǒng)中瞬間氣化。進樣系統(tǒng)包括進樣口、氣化室。氣化室的溫度通常比試樣中最難氣化的組分的沸點高50℃。

3.1氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)氣譜柱：色譜柱包括填充柱和毛細柱，填充柱是在柱內(nèi)均勻、緊密填充固定相顆粒的色譜柱。填充柱管通常用玻璃、金屬（不銹鋼、銅、鋁）或聚四氟乙烯制成。柱長1-3m。填充劑可以是吸附劑（氣-固色譜），也可以是涂有固定液的載體（氣-液色譜）。毛細柱一般為開管柱，即在毛細柱內(nèi)壁上涂有固定液。

3.1氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)固定相:氣-固色譜以固體吸附劑作為固定相，例如：炭質(zhì)吸附劑、硅膠、氧化鋁等。氣-液色譜以涂有固定液的載體作為固定相。固定液系涂漬在載體表面上起分離作用的物質(zhì)，在操作溫度下不易揮發(fā)的物質(zhì)。例如：聚硅氧烷。3.1氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)檢測器：是能檢測色譜柱流出組分及這些組分量的變化的器件，其功能是將經(jīng)色譜分離的組分的物質(zhì)信號轉(zhuǎn)化為易于測量的電信號，故也稱為“換能器”。最常用的檢測器是熱導(dǎo)檢測器（TCD）和火焰離子化檢測器（FID）。此外，電子俘獲檢測器（ECD）和火焰光度檢測器（FPD）也用得比較多。問題：1、為什么程序升溫可以更好的實現(xiàn)混合物的分離？問題：恒溫氣相色譜的柱溫恒定在試樣平均沸點，如試樣的沸程很寬，則低沸點組分因柱溫太高而色譜峰窄，相互重疊，而高沸點組分又因柱溫太低，洗出很慢，有些甚至不能洗出如果采用程序升溫，采用足夠低的初始溫度，低沸點組分最先洗出，得到很好分離，隨著柱溫升高，較高沸點的組分也能較快洗出，得到良好的峰形問題：2、為什么需要分流？由于開管柱載氣體積流速很小，將樣品從汽化室沖洗到色譜柱需要較長時間，導(dǎo)致進樣器內(nèi)色譜帶擴張。此外，開管柱樣品容量小，采用填充柱常規(guī)進樣方式，引入樣品量將超過色譜柱負荷問題：3、氣譜峰的拖尾與哪些因素有關(guān)？如何消除？問題：與載體、樣品類型、進樣量等因素有關(guān)。樣品含脂肪烴、芳香烴、烯烴等成較弱的拖尾；含羥基、羧基的醇、酸等嚴重拖尾；脂類拖尾較小。進樣量小，拖尾弱，進樣量大，拖尾嚴重。問題：盡量減少進樣量形成衍生物使用氣相色譜注意事項綜上所述，使用儀器時，應(yīng)注意：1.樣品要進行凈化，提純2.進樣量要控制在一定范圍內(nèi)3.進樣要迅速4.柱溫要控制在300℃以內(nèi)，以免損害柱子三、色譜儀的基本結(jié)構(gòu)

3.1氣相色譜儀

3.2液相色譜儀3.2液相色譜的基本結(jié)構(gòu)流動相：種類較多。改變流動相的性質(zhì)和組成，是提高色譜系統(tǒng)分離度和分析速度的重要手段基本要求：保持色譜柱的穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、必須適合所使用的檢測器、具有溶解樣品的能力、溶劑的清洗和更換方便、毒性小、價格便宜、純度高3.2液相色譜的基本結(jié)構(gòu)色譜柱：采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼管或硬質(zhì)玻璃管。最好是直形柱。裝柱方法復(fù)雜，需要高壓泵加壓。硅膠是高效液相色譜應(yīng)用最多的固定相填料。最重要的有兩種：表面多孔層硅膠，全多孔微粒硅膠。3.2液相色譜的基本結(jié)構(gòu)高壓泵：它將流動相在高壓下連續(xù)不斷地送入色譜系統(tǒng)。高壓泵的性能直接影響整機的穩(wěn)定性、重復(fù)性和分析精度。它應(yīng)具有如下性能：流量穩(wěn)定；流量范圍寬，且連續(xù)可調(diào)；輸出壓力高、密封性能好；耐腐蝕；操作、更換溶劑方便。3.2液相色譜的基本結(jié)構(gòu)檢測器：常用的有紫外檢測器（ultravioletdetector,UV）和熒光檢測器（fluorescencedetector,FD）。兩種色譜法的特點

1、氣相色譜法

（1）高選擇性：能夠分離分析性質(zhì)極為相近的物質(zhì)（2）高效能（3）高靈敏度（4）分析速度快但由于它要求試樣必須能夠氣化，使其應(yīng)用受到一定限制。兩種色譜法的特點2、高效液相色譜法（HPLC）

（1）高效（2）高速（3）較高靈敏度（4）高度自動化高效液相色譜法具有應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點，表現(xiàn)在：（1）HPLC不受試樣揮發(fā)性和相對分子質(zhì)量的限制，可用于分離高沸點、相對分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性差的有機化合物，還可用于各種離子的分離。（2）HPLC不僅可利用被分離組分的極性差別，還可利用組分分子尺寸大小的差別、離子交換能力的差別以及生物分子間親和力的差別進行分離。它還可以用多種溶劑作為流動相，對于性質(zhì)和結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)，分離的可能性比氣相色譜法更大。（3）HPLC易于收集流出的組分，可利用制備柱進行較大量的制備。氣相色譜儀的應(yīng)用多重聯(lián)用

氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）曾經(jīng)是實驗室里最需要并被認為是一定會出現(xiàn)的技術(shù)裝備。

今天的色譜技術(shù)發(fā)展是日新月異，不但與質(zhì)譜連用，還與液譜、紅外光譜儀、EAG等連用，大大的加大了其應(yīng)用范圍。

氣相色譜儀與EAG連用氣譜進樣口毛細管柱觸角檢測器雙通道記錄儀氣譜的FID檢測器氣相色譜在昆蟲學(xué)中的應(yīng)用氣相色譜應(yīng)用于昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)昆蟲性信息素的研究

昆蟲抑卵信息素的研究氣相色譜在昆蟲學(xué)中的應(yīng)用氣相色譜應(yīng)用于昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)昆蟲性信息素的研究

昆蟲抑卵信息素的研究氣相色譜在昆蟲學(xué)中的應(yīng)用氣相色譜在昆蟲學(xué)中的應(yīng)用在昆蟲分類中的應(yīng)用

利用氣相色譜技術(shù)對昆蟲表皮碳氫化合物進行分析，并以此來對昆蟲進行分類鑒定，是近年來昆蟲分類研究的一種新方法。它主要用于近緣種及種下類群的分類研究。

例如：用氣相色譜(GC)分析岡比亞按蚊（Anophelesgambiae）復(fù)合組中兩個近緣種An.arabiensis、An.gambiae，結(jié)果發(fā)現(xiàn)C25-39的化合物分布有種間差異。

島津氣譜儀操作過程：1.開氮氣，平衡十分鐘2.打開氣相色譜儀開關(guān)，轉(zhuǎn)換器開關(guān)，計算機開關(guān)3.打開Class-GC10程序4.調(diào)出realtime系統(tǒng)，設(shè)置程序升溫，點擊systemon，激活5.開氫氣、空氣，平衡十分鐘6.點火島津氣譜儀操作過程：關(guān)機1.設(shè)置降溫程序：進樣口、柱溫、檢測器都為25℃，等待降溫。2.降溫之后，關(guān)閉程序3.關(guān)機，關(guān)閉色譜儀，轉(zhuǎn)換器，拔掉電源。4.關(guān)氫氣、氮氣、空氣。5整理桌面，關(guān)燈。

Class-GC10工作站工作站結(jié)構(gòu)包括：修改和設(shè)定氣譜條件部分(configuration)，實時分析系統(tǒng)（realtimeanalysis)，分析數(shù)據(jù)和修改文