儀器分析法導(dǎo)論

儀器分析法導(dǎo)論第1頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

色譜法是一種分離技術(shù)；裝CaCO3的玻璃柱叫色譜柱；其中的一相固定不動(dòng)，稱為固定相；另一相是攜帶試樣混合物流過(guò)此固定相的流體（氣體或液體），稱為流動(dòng)相。試樣混合物的分離過(guò)程也就是試樣中各組分在色譜柱中的兩相間不斷進(jìn)行著的分配過(guò)程。

色譜法的實(shí)質(zhì)是分離，它是根據(jù)混合物各組分在互不相溶的兩相—固定相與流動(dòng)相中吸附能力、分配系數(shù)或其它親和作用性能的差異作為分離依據(jù)的。當(dāng)混合物各組分隨流動(dòng)相通過(guò)固定相時(shí)，在流動(dòng)相與固定相之間進(jìn)行反復(fù)多次分配，使吸附性能或分配系數(shù)有微小差別的物質(zhì)，在移動(dòng)速度上產(chǎn)生較大差別，從而得到分離。與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測(cè)。第2頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.

按固定相的固定方式分類固定相裝于柱內(nèi)的色譜法柱色譜平板色譜固定相呈平板狀的色譜法紙色譜薄層色譜第3頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.

按分離過(guò)程的機(jī)制分類吸附色譜：利用吸附劑表面對(duì)不同組分的物理吸附性能差異分配色譜：利用不同組分在兩相分配系數(shù)不同離子交換色譜：利用離子交換原理排阻色譜：利用多孔性物質(zhì)對(duì)不同大小分子的排阻作用第4頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.色譜法的特點(diǎn)（1）分離效率高復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體。手性異構(gòu)體。（2）靈敏度高可以檢測(cè)出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-12)級(jí)的物質(zhì)量（3）分析速度快一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析（4）樣品用量少

(5)可用于定性和定量

第5頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第6頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

蛋白質(zhì)中含有碳、氫、氧、氮、硫等元素。其中，氮元素極為特別：氮在絕大多數(shù)蛋白質(zhì)中含量相當(dāng)接近，一般為15％～17％，平均值為16％左右。因此，丹麥化學(xué)家約翰·凱達(dá)爾很巧妙地想到，既然氮元素含量穩(wěn)定，只要準(zhǔn)確測(cè)量出氮的含量，便能推算出其蛋白質(zhì)含量。發(fā)表于1883年的此方法，無(wú)疑為蛋白質(zhì)的檢測(cè)做出了巨大貢獻(xiàn)。而凱氏定氮法亦有不足之處。最大的問(wèn)題在于這種方法只能檢測(cè)氮含量，并不能鑒定蛋白質(zhì)真?zhèn)巍２浑y想象，只要加入含氮量高的物質(zhì)，就可以騙過(guò)凱氏定氮法，輕松獲得“高蛋白含量”的稱號(hào)。

以三聚氰胺為例，其分子式由3個(gè)碳原子、6個(gè)氫原子和6個(gè)氮原子組成，氮含量高達(dá)66.7％。而牛乳蛋白氮含量只有15.7％，大豆蛋白氮含量也僅有16％。毋庸置疑，在氮含量比較上，三聚氰胺勝出。難怪，有人把三聚氰胺稱做“蛋白精”。

第7頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

三聚氰胺具有輕微的生物學(xué)毒性。早在1945年，美國(guó)紐約里德勒實(shí)驗(yàn)室兩位毒理學(xué)專家便發(fā)表論文指出，長(zhǎng)期給大鼠、兔和狗喂食大劑量三聚氰胺后，會(huì)造成其生殖、泌尿系統(tǒng)的損害，以及膀胱、腎部結(jié)石，并可以進(jìn)一步誘發(fā)膀胱癌。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法三種方法為三聚氰胺的檢測(cè)方法，檢測(cè)定量限分別為2毫克/千克、0.05毫克/千克和0.01毫克/千克。標(biāo)準(zhǔn)適用于原料乳、乳制品以及含乳制品中三聚氰胺的定量測(cè)定。

第8頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，有三種表示方法：（1）峰底寬(Wb)：色譜峰兩邊轉(zhuǎn)折點(diǎn)所畫(huà)切線與基線相交截距；拐點(diǎn)位于0.607h處。（2）半峰寬(W1/2)：色譜峰高一半處的寬度；（3）標(biāo)準(zhǔn)偏差()：拐點(diǎn)間距離的一半，即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。3.區(qū)域?qū)挾萕b=4

，W1/2=2.354第9頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.峰面積A峰與基線延長(zhǎng)線所包面積，A=1.065hW1/214-2-3保留值1.

用時(shí)間表示的保留值（2）保留時(shí)間（tR）從進(jìn)樣開(kāi)始到色譜峰出現(xiàn)極大值時(shí)所需的時(shí)間；組分的保留時(shí)間就是它通過(guò)色譜柱所需的時(shí)間，也就是組分在柱內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間。（1）死時(shí)間（tM）不被固定相保留的組分，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需要的時(shí)間。實(shí)際是流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱所需時(shí)間，或組分在流動(dòng)相中消耗的時(shí)間。

對(duì)氣相色譜，tM指從進(jìn)樣到空氣峰（對(duì)熱導(dǎo)檢測(cè)器）或甲烷峰（對(duì)氫火焰檢測(cè)器）最高點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。第10頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

習(xí)慣上，t’R2＞t’R1，故α

＞1，標(biāo)志兩峰在色譜圖中的相對(duì)位置。相對(duì)保留值只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，與其他色譜操作條件無(wú)關(guān)，它表示了固定相對(duì)這兩種組分的選擇性。3.相對(duì)保留值（選擇性因子，ri,s

或α）

組分2與組分1調(diào)整保留值之比：

1.基準(zhǔn)組分，可以是被測(cè)物中某一指定組分，也可人為配制；2.

組分

色譜分離是基于試樣中各組分在兩相間平衡分配的差異。平衡分配可用分配系數(shù)和容量因子表征。第11頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三14-2-4分配系數(shù)和容量因子

組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過(guò)程叫做分配過(guò)程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g/mL）比，稱為分配系數(shù)，用K表示，即：

K除了與溫度、壓力有關(guān)外，還和組分的性質(zhì)、固定相和流動(dòng)相的性質(zhì)有關(guān)。分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。不同組分的分配系數(shù)的差異，是實(shí)現(xiàn)色譜分離的先決條件，分配系數(shù)相差越大，越容易實(shí)現(xiàn)分離。1.分配系數(shù)（partionfactor）K例：組分A、B在某氣液色譜柱上K分別為495，467，哪個(gè)先出峰？第12頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.容量因子(capacityfactor)

k’

在實(shí)際工作中，也常用分配比來(lái)表征色譜分配平衡過(guò)程。分配比是指，在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量比：

1.分配系數(shù)與分配比都是與組分及固定相的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，隨分離柱溫度、柱壓的改變而變化。

2.分配系數(shù)與分配比都是衡量色譜柱對(duì)組分保留能力的參數(shù)，數(shù)值越大，該組分的保留時(shí)間越長(zhǎng)。

3.分配比可以由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。容量因子也稱：容量比（capacityfactor）、分配比（partionradio）msmm第13頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

從色譜流出曲線上，得到信息是：（l）根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù)，可以判斷樣品中所含組份的最少個(gè)數(shù)．（2）根據(jù)色譜峰的保留值(或位置），可以進(jìn)行定性分析．（3）根據(jù)色譜峰下的面積或峰高，可以進(jìn)行定量分析．（4）色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾龋窃u(píng)價(jià)色譜柱分離效能的依據(jù)．（5）色譜峰兩峰間的距離，是評(píng)價(jià)固定相(和流動(dòng)相)選擇是否合適的依據(jù)．第14頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第15頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

減小A、B、C三項(xiàng)可提高柱效；存在著最佳流速；

A、B、C三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？14-3-2速率理論（ratetheory）-影響柱效的因素A：渦流擴(kuò)散項(xiàng)；B：分子擴(kuò)散系數(shù)；C：傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)；：流動(dòng)相平均線速度（cm·s-1）

1956年，荷蘭學(xué)者VanDeemter等在研究氣液色譜時(shí)，提出了色譜過(guò)程的動(dòng)力學(xué)理論-速率理論。第16頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.渦流擴(kuò)散項(xiàng)－A

A=2λdpdp：載體顆粒的平均直徑λ：填充不均勻因子（與載體顆粒大小、分布、填充均勻性等有關(guān)）第17頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

(1)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，H↑(n↓)，分離變差;(3)分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速有關(guān)，流速↓，滯留時(shí)間↑，擴(kuò)散↑;(4)擴(kuò)散系數(shù)：Dg

∝(M載氣)-1/2；M載氣↑，B值↓。2.分子擴(kuò)散項(xiàng)B/（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）ν：彎曲因子，反映固定相顆粒的幾何形狀對(duì)分子擴(kuò)散的阻礙情況，ν<1。

Dm：組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2·s-1）

B=2νDm第18頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.傳質(zhì)阻力項(xiàng)—

Cu

組分在固相和液相兩相間進(jìn)行反復(fù)分配時(shí)，遇到阻力。傳質(zhì)阻力包括固相傳質(zhì)阻力Cg和液相傳質(zhì)阻力CL

，液相傳質(zhì)阻力大于固相傳質(zhì)阻力。即：

C=（Cg+CL）第19頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

范第姆特方程，也叫速率方程，對(duì)色譜分離條件的選則具有指導(dǎo)意義。它可說(shuō)明，填充均勻程度、填充物粒度、流動(dòng)相種類及流速、固定液膜厚度對(duì)柱效的影響。第20頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三14-5色譜法重要關(guān)系式小結(jié)參數(shù)

符號(hào)

測(cè)定或計(jì)算

死時(shí)間(遷移時(shí)間)，不參與分配組分

Mt

色譜圖

保留時(shí)間，組分1和2

21RRt，t

色譜圖

調(diào)整保留時(shí)間，組分1

'tR1

MR'R1ttt1-=

峰寬，組分1和2

Wb1，Wb2色譜圖

柱長(zhǎng)

L

直接測(cè)量

流速

Fc

直接測(cè)量

流(固)定相體積

Vm，Vs

填充制備記錄

流(固)定相濃度

cm，cs

分析和制備記錄

第21頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三參數(shù)

符號(hào)

測(cè)定或計(jì)算

線速

Mt/Lu=

流動(dòng)相體積

cMmFtV=

容量因子

MMRt/)tt(k’-=

msVKVk’=

分配系數(shù)

smVk’VK=

msccK=

選擇因子

MR1MR2tttt--=a

1212KKk’k’==a

分離度

b2b1R1R2WW)tt(2Rs+-=

)k’1k’)(1(4nRs+-=aa

塔板數(shù)

2R)Wbt(16n=

222)k’k’1()1(Rs16n+-=aa

板高

nLH=

保留(分析)時(shí)間

2322rk)k1()1(uHR16t+-=aa

第22頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三14-6色譜定性和定量分析13-7-1定性分析1.利用純物質(zhì)定性的方法通過(guò)對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰，來(lái)確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。第23頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.利用相對(duì)保留值α定性

α指組分與基準(zhǔn)物的t’R的比值，它僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)，與其他操作條件無(wú)關(guān)。因此比保留值定性更方便、可靠。基準(zhǔn)物：選取易得到純品的，而且與被分析組分保留值相近的物質(zhì)，如：正丁烷、正戊烷、環(huán)己烷、苯、對(duì)二甲苯、環(huán)己醇、環(huán)己酮等。在色譜手冊(cè)中都列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用來(lái)進(jìn)行定性鑒定。

若未知樣品較復(fù)雜，可將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。

注意：當(dāng)進(jìn)樣量很低時(shí)，若峰不重合，峰中出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，或半峰寬變寬，則一般可肯定試樣中不含有與所加已知純物質(zhì)相同的化合物。3.加入已知物增加峰高法第24頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.用經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和文獻(xiàn)值定性

當(dāng)沒(méi)有待測(cè)組分純標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)，可用文獻(xiàn)值定性，或用氣相色譜中的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律定性。第25頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6.雙柱、多柱定性

對(duì)復(fù)雜樣品，組分較多，在一根柱上可能出現(xiàn)兩組分有相同的保留值，若使用雙柱或多柱，則原來(lái)在一根柱上出現(xiàn)相同保留值的組分，在另一柱上就可能出現(xiàn)不同的保留值，從而實(shí)現(xiàn)定性。7.與其他方法結(jié)合小型化的臺(tái)式色質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS；LC-MS）色譜-紅外光譜儀聯(lián)用儀；組分的結(jié)構(gòu)鑒定SampleSample

58901.0DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMassSelectiveDetectorDCBA

ABCDGasChromatograph(GC)MassSpectrometer(MS)SeparationIdentificationBACD第26頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三13-7-2定量分析定量分析依據(jù)：操作條件一定時(shí)，被測(cè)組分的質(zhì)量（或濃度）與檢測(cè)器給出的響應(yīng)信號(hào)成正比，即定量分析要解決三個(gè)問(wèn)題：準(zhǔn)確測(cè)量檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)—峰面積或峰高；準(zhǔn)確求得比例常數(shù)—校正因子；正確選擇合適的定量計(jì)算方法，將測(cè)得的峰面積或峰高換算為組分的百分含量。第27頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（2）外標(biāo)法外標(biāo)法也稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。外標(biāo)法不使用校正因子，準(zhǔn)確性較高；操作條件變化對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大；對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高，適用于大批量試樣的快速分析。特點(diǎn)及要求：第28頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）內(nèi)標(biāo)法內(nèi)標(biāo)法是將一定量的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物加入到準(zhǔn)確稱量的試樣中，根據(jù)試樣和內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量以及被測(cè)組分和內(nèi)標(biāo)物的峰面積求出被測(cè)組分的含量。內(nèi)標(biāo)物要滿足以下要求：試樣中不含有該物質(zhì)，與被測(cè)組分性質(zhì)比較接近，不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；出峰位置應(yīng)位于被測(cè)組分附近，且無(wú)組分峰影響；質(zhì)量與被測(cè)物質(zhì)接近，以保持色譜峰大小差不多。第29頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三內(nèi)標(biāo)法特點(diǎn)

準(zhǔn)確性較高，操作條件和進(jìn)樣量的稍許變動(dòng)對(duì)定量結(jié)果的影響不大；

ms/m比值恒定，進(jìn)樣量不必準(zhǔn)確；適宜于低含量組分的分析，且不受歸一法使用上的局限。

缺點(diǎn)：每次分析要準(zhǔn)確稱量?jī)?nèi)標(biāo)物和試樣的質(zhì)量，對(duì)分離度的要求增高。第30頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（1）歸一化法

特點(diǎn)及要求：

歸一化法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確；進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性和操作條件的變動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大；僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況。3.常用的幾種定量方法

試樣中所有組分的含量之和按100%計(jì)算，以它們相應(yīng)的色譜峰面積或峰高為定量參數(shù)。第31頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三色譜法導(dǎo)論小結(jié)

一.掌握

1.色譜過(guò)程、色譜圖。

2.有關(guān)術(shù)語(yǔ)：基線、色譜峰、峰高、峰底寬度、半峰寬、峰面積。

3.保留值和選擇性、柱效率和峰擴(kuò)展、分離度及分離度公式。

4.色譜定性和定量分析方法。

二.理解

1.塔板理論和塔板、板高和塔板數(shù)。

2.速率理論和渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散、傳質(zhì)阻力。

3.范第姆特方程（速率方程）。

三.了解

1.色譜分類法、色譜法的發(fā)展。

2.色譜法分析的特點(diǎn)。第32頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.載氣系統(tǒng):

形成干凈、有恒定壓力和流速的載氣流，包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測(cè)量

2.進(jìn)樣系統(tǒng):進(jìn)樣器和汽化室，汽化室可控制溫度為20~400℃

3.色譜柱:完成樣品的分離，包括柱箱、恒溫控制裝置

4.檢測(cè)器:將濃度或質(zhì)量信號(hào)電信號(hào)，包括檢測(cè)器，控溫裝置

5.記錄系統(tǒng):將電信號(hào)放大,記錄出色譜圖,經(jīng)數(shù)據(jù)處理得出結(jié)果，現(xiàn)用色譜工作站§3、氣相色譜法氣路色譜柱進(jìn)樣檢測(cè)器數(shù)據(jù)記錄與處理第33頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二.分離原理§3、氣相色譜法氣相色譜分離過(guò)程是在色譜柱內(nèi)完成的。固定相固體吸附劑擔(dān)體和固定液分離原理吸附與脫附溶解與揮發(fā)1.分離原理第34頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三.氣相色譜固定相及其選擇有活性的多孔固體支持物(擔(dān)體)+固定液氣-固色譜固定相氣-液色譜1.氣-固色譜——活性多孔固體固體吸附劑硅膠、氧化鋁、碳質(zhì)、分子篩等高分子聚合物以二乙烯基苯為單體交聯(lián)聚合而成的小球§3、氣相色譜法第35頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.氣-液色譜——擔(dān)體+固定液提供一個(gè)大的惰性表面，承載固定液。3）熱穩(wěn)定性好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度1）多孔性，表面積大，顆粒及孔徑均勻2）表面化學(xué)惰性，無(wú)吸附和催化性能功能:要求：分類非硅藻土型擔(dān)體硅藻土型擔(dān)體紅擔(dān)體（天然硅藻土）白擔(dān)體（天然硅藻土+CaCO3）§3、氣相色譜法擔(dān)體第36頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固定液：(1)要求操作溫度下，呈液態(tài)，粘度低；揮發(fā)性小，熱穩(wěn)定性高；能牢固地吸附在擔(dān)體表面，形成均勻和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的薄層；化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰?，并具有高選擇性。一般是高沸點(diǎn)有機(jī)物§3、氣相色譜法第37頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固定液類型極性應(yīng)用特點(diǎn)固定液舉例烴類最弱非極性化合物角鯊?fù)楣栌皖悩O性范圍廣應(yīng)用范圍廣SE-30、SE-54聚乙二醇類強(qiáng)極性強(qiáng)極性化合物PEG-20M酯類中強(qiáng)極性價(jià)廉苯二甲酸二壬酯腈類強(qiáng)極性極性化合物3-ββ’一氧二丙腈特殊固定液分離異構(gòu)體有機(jī)皂土§3、氣相色譜法(2)固定液分類及其應(yīng)用第38頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(4)固定液的選擇“相似相溶”的原則非極性固定液按沸點(diǎn)由低至高出峰極性固定液按極性由小至大出峰中等極性固定液先非極性，后極性出峰氫鍵型固定液按氫鍵由弱至強(qiáng)出峰特殊固定液樣品固定液試液出峰順序非極性組分極性組分極性和非極性的混合物含氫鍵的組分復(fù)雜組分§3、氣相色譜法第39頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§3、氣相色譜法2.氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）(1)特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選擇性檢測(cè)器，對(duì)有機(jī)物響應(yīng)，靈敏度高，是目前應(yīng)用最廣泛的色譜檢測(cè)器之一。(2)結(jié)構(gòu)第40頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§3、氣相色譜法第41頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)原理蒸氣分子受激發(fā)后被離子化，在電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)形成離子流，然后進(jìn)行放大和記錄。(4)操作條件的選擇氣體流量載氣:氫氣:空氣=1:1:10氣體純度：要求高使用溫度：大于80℃§3、氣相色譜法第42頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.高效液相色譜法的特點(diǎn)高壓：用高壓泵使流動(dòng)液能迅速通過(guò)色譜柱高效：與單位長(zhǎng)度氣相柱效能比高十多倍高靈敏度：最小檢測(cè)量可達(dá)10-9g，甚至10-11g高速：配備高壓輸液設(shè)備，流速達(dá)1ml/min。應(yīng)用范圍廣泛：可分析80%有機(jī)化合物“四高”

“一廣”

§4、高效液相色譜法可用于高沸點(diǎn)的、不能氣化的、熱不穩(wěn)定的以及具有生理活性物質(zhì)的分析

第43頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三自動(dòng)進(jìn)樣100樣品盤/機(jī)器手/自動(dòng)洗針機(jī)械手樣品盤自動(dòng)進(jìn)樣器第44頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三柱溫箱外掛架色譜柱第45頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二.高效液相色譜儀高壓輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)§4、高效液相色譜法第46頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三色譜柱是液相色譜的心臟部件色譜柱柱管：固定相：不銹鋼、鋁、銅等柱長(zhǎng)5~30cm，內(nèi)徑為4~5mm常用分離柱：柱體為直型不銹鋼管§4、高效液相色譜法第47頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4．檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)被分離組分的物理或化學(xué)特性有響應(yīng)，如紫外、熒光、折光指數(shù)測(cè)器等§4、高效液相色譜法第48頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.紫外檢測(cè)器(2)優(yōu)點(diǎn)：是高效液相色譜儀的標(biāo)準(zhǔn)配置應(yīng)用最廣，對(duì)大部分有機(jī)化合物有響應(yīng)。靈敏度高，可檢測(cè)10-9g?mL-1的物質(zhì)線性范圍寬，104~105對(duì)溫度及流動(dòng)相的流速改變不敏感適合梯度洗提§4、高效液相色譜法(1)原理：朗伯比爾定律。第49頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固定波長(zhǎng)的紫外檢測(cè)器可變波長(zhǎng)的紫外檢測(cè)器二極管陣列檢測(cè)器(3)紫外檢測(cè)器分類§4、高效液相色譜法第50頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(A)固定波長(zhǎng)的紫外檢測(cè)器§4、高效液相色譜法第51頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

(B)可變波長(zhǎng)的紫外檢測(cè)器§4、高效液相色譜法第52頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(C)光電二極管陣列檢測(cè)器一系列光電二極管，一個(gè)二極管對(duì)應(yīng)接受光譜上約1nm譜帶寬的單色光，各檢測(cè)特定波長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)快速處理，三維立體譜圖?！?、高效液相色譜法第53頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三.HPLC主要分離類型及其原理

化學(xué)鍵合相色譜法液固色譜法離子交換色譜法體積排阻色譜法§4、高效液相色譜法第54頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

利用化學(xué)反應(yīng)將固定液的官能團(tuán)鍵合在載體表面形成固定相的色譜法。

特點(diǎn)

1）固定相不易流失，使用周期長(zhǎng)

2）固定相的穩(wěn)定性好，化學(xué)性能好

3）柱效高；重現(xiàn)性好；

4）載樣量大

5）適于梯度洗脫§4、高效液相色譜法1.化學(xué)鍵合相色譜法第55頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§4、高效液相色譜法根據(jù)化學(xué)鍵合相與流動(dòng)相極性的相對(duì)強(qiáng)弱(1)正相鍵合相色譜法：固定相：極性鍵合相，如氰基（－CN）流動(dòng)相：非極性或弱極性溶劑，如烷烴適用范圍：分離油溶性或水溶性的極性或強(qiáng)極性化合物分離原理：分配+吸附分離選擇性：極性強(qiáng)的組分,后洗脫出柱。流動(dòng)相的極性增強(qiáng)，洗脫能力增加，使組分tR

減小。第56頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2)反相鍵合相色譜法：固定相：非極性鍵合相，如C8柱，C18柱流動(dòng)相：極性溶劑，甲醇-水、乙腈-水等適用范圍：分離非極性、極性和離子性化合物分離選擇性：極性強(qiáng)的組分先洗脫出柱。正相與反相的出峰順序相反§4、高效液相色譜法第57頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)固定相

§4、高效液相色譜法固定相應(yīng)符合下列要求：顆粒細(xì)且均勻；傳質(zhì)快；機(jī)械強(qiáng)度高，能耐高壓；化學(xué)穩(wěn)定性好，不與流動(dòng)相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。第58頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§4、高效液相色譜法鍵合固定相類型非極性鍵合相：非極性烴如C18,C8與苯基等鍵合在硅膠表面用于反相色譜；弱極性鍵合相：

醚基和二羥基等鍵合相用于反相或正相色譜極性鍵合相：常用氨基﹑氰基鍵合相鍵合硅膠一般用于正相色譜第59頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(4)流動(dòng)相§4、高效液相色譜法要求與固定相不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)對(duì)試樣有適宜的溶解度與使用的檢測(cè)器要有相容性純度高，粘度小，沸點(diǎn)不能太低，價(jià)格便宜

第60頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三流動(dòng)相的強(qiáng)度和選擇性溶劑的極性（強(qiáng)度）正相色譜：溶劑極性越強(qiáng)，洗脫能力越強(qiáng)反相色譜：極性弱的溶劑洗脫能力強(qiáng)溶劑的選擇性不同種類的溶劑，分子間的作用力不同，故選擇性不同混合溶劑（二元或多元流動(dòng)相）§4、高效液相色譜法第61頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三溶劑的種類

正相：正己烷、正庚烷、乙醚、二氯甲烷、氯仿等，己烷為主體，加入質(zhì)子接受體乙醚或甲基叔丁基醚，質(zhì)子給予體氯仿，偶極溶劑二氯甲烷

反相：水、甲醇、乙腈、四氫呋喃、乙醇及其混合物等，以水為主體，加入質(zhì)子接受體甲醇，質(zhì)子給予體乙腈，偶劑溶劑四氫呋喃?！?、高效液相色譜法第62頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.液固色譜法

(1)分離原理以固體吸附劑為固定相、液體為流動(dòng)相的液相色譜法。由于溶質(zhì)分子和流動(dòng)相分子在吸附劑表面的吸附活性中心上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)吸附，這種競(jìng)爭(zhēng)吸附形成不同溶質(zhì)在吸附劑表面的吸附、解吸平衡。平衡常數(shù)的不同導(dǎo)致不同溶質(zhì)得以分離。§4、高效液相色譜法第63頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

非極性固定相：活性炭、高分子多孔微球、碳多孔微球等原理：吸附+分配，蒹小孔凝膠作用特點(diǎn)：柱選擇性好，峰形好，柱效低適用：分離弱極性化合物

（2）固定相極性固定相：硅膠、氧化鎂、氧化鋁等原理：吸附特點(diǎn)：峰易拖尾適用：分離極性化合物§4、高效液相色譜法第64頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三硅膠為固定相時(shí)：以弱極性的正構(gòu)烷烴為主體，加入二氯甲烷等中等極性溶劑調(diào)節(jié)合適的洗脫強(qiáng)度。可用水對(duì)硅膠進(jìn)行減活處理，或加入四氫呋喃、乙腈、甲醇、異丙醇等改性劑（3）流動(dòng)相§4、高效液相色譜法第65頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(4)應(yīng)用中等分子量的油溶性樣品如油品、脂肪、芳烴等不同極性取代基的化合物結(jié)構(gòu)異構(gòu)體和幾何異構(gòu)體混合物的分離§4、高效液相色譜法第66頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.離子交換色譜法和離子色譜法

§4、高效液相色譜法(1）分離機(jī)理試樣離子與離子交換樹(shù)脂上的離子發(fā)生反應(yīng)：陽(yáng)離子交換：R-SO3-H++M+=R-SO3-M++H+

陰離子交換：R-NR3+Cl-+X-=R-NR3+X-+Cl-

不同的離子與樹(shù)脂離子的交換能力（親和能力）不同，親和力越大，離子越難洗脫，從而得以分離。第67頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）固定相離子交換樹(shù)脂，根據(jù)功能基分為強(qiáng)酸型（磺酸基團(tuán)）強(qiáng)堿型（季銨基）弱酸型（羧酸）弱堿型（伯、仲、叔胺）§4、高效液相色譜法第68頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）流動(dòng)相雙柱抑制型：分離陽(yáng)離子，一般采用無(wú)機(jī)酸如HCl，HNO3等；分離陰離子，一般采用NaOH、NaHCO3/NaCO3。單柱非抑制型：分離陽(yáng)離子，用低濃度的HCl，HNO3等；分離陰離子，可用苯甲酸及其鹽、酒石酸、檸檬酸等§4、高效液相色譜法第69頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（4）應(yīng)用分析無(wú)機(jī)陰離子的首選方法還可用于分析無(wú)機(jī)陽(yáng)離子，有機(jī)酸、堿，糖類、蛋白質(zhì)等?！?、高效液相色譜法第70頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、概述

GCHPLC應(yīng)用范圍能氣化、熱穩(wěn)定、低沸點(diǎn)的物質(zhì)熱不穩(wěn)定、高沸點(diǎn)、離子型的物質(zhì)熱力學(xué)理論較成熟正在發(fā)展中分析成本低高分離能力與柱的類型有關(guān)較高§4、高效液相色譜法1.高效液相色譜與氣相色譜的比較第71頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)基本知識(shí)一、質(zhì)譜原理

基本原理：使待測(cè)的樣品分子氣化，用具有一定能量的電子束（或具有一定能量的快速原子）轟擊氣態(tài)分子，使氣態(tài)分子失去一個(gè)電子而成為帶正電的分子離子。分子離子還可能斷裂成各種碎片離子，所有的正離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的綜合作用下按質(zhì)荷比（m/z）大小依次排列而得到譜圖。使氣態(tài)分子轉(zhuǎn)化為正離子的方法：EI源、CI源等EI：electronimpactionization，電子轟擊法CI：chemicalionization化學(xué)電離第72頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、質(zhì)譜儀(massspectrographorspectrometry)入口系統(tǒng)離子源(電離和加速室)質(zhì)量分析器(電分析器、磁分析器)檢測(cè)、記錄系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)在高真空下運(yùn)行第73頁(yè)，共83頁(yè)，2023年，2月20日，星期三質(zhì)譜儀基本構(gòu)成質(zhì)譜儀核心部件1.真空系統(tǒng)：10-4~10-6Pa；2.進(jìn)樣系統(tǒng)；3.電離源；4.質(zhì)量分析器：第74頁(yè)，共83頁(yè)，20