現(xiàn)代色譜分析課件

HPLC的介紹及應(yīng)用一、HPLC的分離方式1、吸附色譜2、分配色譜3、離子交換色譜4、凝膠色譜1、吸附色譜

根據(jù)填充劑吸附活性點(diǎn)對(duì)樣品的吸收系數(shù)不同而分離充填劑：硅膠2、分配色譜根據(jù)固定相與流動(dòng)相的極性不同而分為正相分配色譜和反相分配色譜兩者的區(qū)別如下圖所示：

固定相流動(dòng)相正相分配極性非極性反相分配非極性極性分配色譜

充填劑：多孔聚合物３、離子交換色譜

是根據(jù)固定相的離子交換基和樣品成分中的離子性基進(jìn)行交換來分離的4、凝膠色譜

凝膠色譜分離方法是利用分子振動(dòng)效應(yīng)，根據(jù)樣品分子的大小而進(jìn)行分離。所以又稱為排斥色譜充填劑多采用：一定孔徑的多孔性聚合物二、LC在環(huán)保方面的應(yīng)用

1、農(nóng)藥殘留量分析：含氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、除蟲菊2、致癌物質(zhì)：霉素、亞硝胺(香煙中的亞硝胺)、苯并芘3、水質(zhì)分析三、LC在生化方面的應(yīng)用

1、蛋白質(zhì)分析2、肽類的分析3、核酸4、氨基酸四、LC在藥物方面的應(yīng)用1、藥品的預(yù)處理：片劑，油膏，水劑等2、體液：血、尿、脊椎液、唾液等3、抗菌素：青霉素、甾族(激素)第二章色譜基本理論

第一節(jié)色譜圖及基本參數(shù)

色譜圖:色譜柱流出物通過檢測器時(shí)所產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)對(duì)時(shí)間的曲線圖,其縱坐標(biāo)為信號(hào)強(qiáng)度,橫坐標(biāo)為保留時(shí)間.色譜圖示意圖色譜圖相關(guān)術(shù)語.

色譜峰(Peak):.峰底(PeakBase):.峰高h(yuǎn)(PeakHeight):.峰(底)寬W(PeakWidth):.半(高)峰寬W1/2(PeakWidthatHalfHeight):.峰面積(PeakArea):.標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)(StandardError):.拖尾峰(TailingPeak):.前伸峰(LeadingPeak):.鬼峰,假峰(GhostPeak):色譜圖相關(guān)術(shù)語.基線(Baseline):.基線飄移(BaselineDrift):.基線噪聲(N)(BaselineNoise):.譜帶擴(kuò)展(BandBroadening):色譜圖相關(guān)術(shù)語留值的基本參保數(shù)保留時(shí)間(tR)(Retentiontime):死時(shí)間(tM)(Deadtime):調(diào)整保留時(shí)間(tR’)tR’=tR-tM,校正保留時(shí)間（tR0）tR0=jtR,

凈保留時(shí)間(tN)tN=jtR’,校正保留體積（VR0）:VR0=jVR凈保留體積(VN):VN=jVR’

比保留體積(Vg):Vg=(273/Tc)(VN/ML)

保留值的基本參數(shù)有關(guān)分離的參數(shù)一相對(duì)保留值α又叫選擇性系數(shù)或選擇性因子α=1時(shí)兩個(gè)組分分不開，改變?chǔ)恋耐緩绞牵焊淖児潭ㄏ?，改變流?dòng)相，改變樣品本身的性質(zhì)（如衍生化法）

二區(qū)域?qū)挾?/p>

（1）標(biāo)準(zhǔn)偏差σ（2）半峰寬W1/2（3）峰底寬度W從色譜圖中，可得許多信息：1色譜峰的個(gè)數(shù)，可判斷所含組分的最少個(gè)數(shù)；2

根據(jù)色譜峰的保留值，可以進(jìn)行定性分析；3

根據(jù)色譜峰的面積或峰高，可以進(jìn)行定量分析；4

色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?，評(píng)價(jià)柱效依據(jù)；5

色譜峰兩峰間的距離

三分配系數(shù)K與分配比(容量因子)K’:

1分配系數(shù)K

平衡狀態(tài)時(shí)組分在固定相（CL）與流動(dòng)相（CG）中的濃度之比。2分配比(容量因子)K’:

平衡狀態(tài)時(shí)組分在固定相(P)與流動(dòng)相(q)中的質(zhì)量之比。

討論：K’=0則tR=tM

組分無保留行為

K’=1則tR=2tMK’→∞tR很大組分峰出不來所以K’=1-5最好如何控制K’？主要選擇合適的固定液色譜測K’容易（只測tRtM）所以常用K’四分配系數(shù)K與分配比K’的關(guān)系于

K=K’ββ=VG/VL=K/K’

五分配系數(shù)K,分配比K’與選擇性因子的關(guān)系

t’R(x)---待測物X的調(diào)整保留時(shí)間t’R(z)---碳原子數(shù)為Z的正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留時(shí)間t’R(z+n)---碳原子數(shù)為z+n的正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留時(shí)間t’R(z)≤t’R(x)≤t’R(z+n)（通常n=1）規(guī)定正構(gòu)烷烴的I值是其他原子數(shù)的100倍，如：正庚烷I=700保留指數(shù)I色譜柱效能的參數(shù)柱效：也叫柱效能。理論塔板數(shù)n有效理論塔板數(shù)neff理論塔板高度HH=L/n第二節(jié)氣路系統(tǒng)一氣體

H2N2Air

也可用CO2NeAr純度要求大于99.99%

氣體控制系統(tǒng)

檢測器常用凈化劑作用

TCD；FID變色硅膠：除H2O

TCD；FID分子篩：除H2O

FID；ECD活性碳：除有機(jī)物

FID；ECD脫氧劑：除O2

氣體的壓力與流量的測量

常用皂膜流量計(jì)，用時(shí)先將皂膜流量計(jì)管子內(nèi)壁潤濕

氣體的純化載氣流量的校正

用皂膜流量計(jì)測得的流量F皂（mL/min)是在柱后大氣壓下測得的，欲將其換算成色譜條件下的流量FC需作三種校正：濕度校正;壓力校正;溫度校正1，濕度校正

2，壓力校正PW---室溫下的的水飽和蒸汽壓P0---柱出口處壓力Pi---柱入口處壓力3，溫度校正空心柱的載氣流速通常不用皂膜流量計(jì)測量。而是由tM計(jì)算得到

載氣的平均線速U=L/tM

例題“實(shí)驗(yàn)與習(xí)題”例4（P125）

作業(yè)：P131

41；42（思考）；43；

第三節(jié)色譜基本理論——塔板理論

GC是一種分離技術(shù),組分先分離才可定性定量.如何選擇最佳分離條件,這需要色譜理論的指導(dǎo).塔板理論的假設(shè)1在理論板高H內(nèi)，組分在氣液相內(nèi)快速平衡2載氣以脈沖式進(jìn)入色譜柱3無縱向擴(kuò)散（柱向擴(kuò)散）4分配系數(shù)K是常數(shù)

根據(jù)對(duì)色譜柱模擬蒸餾塔的假設(shè)條件，具體展開討論組分在色譜柱中移動(dòng)分配過程如下：

動(dòng)畫二、色譜流出曲線方程--基本關(guān)系式概率推導(dǎo)

設(shè)樣品分子開始全部位于第0號(hào)塔板上，當(dāng)色譜柱中通過N體積載氣后，計(jì)算在第n塊塔板上出現(xiàn)某組分分子的概率。這個(gè)概率應(yīng)該是考慮在塔板上某組分的一個(gè)分子出現(xiàn)在流動(dòng)相中的概率(Mp)等于在該塔板上流動(dòng)相中組分分子的個(gè)數(shù)與整個(gè)塔板上組分分子個(gè)數(shù)之比。假設(shè)色譜柱由5塊塔板組成：(0號(hào)板,1號(hào),2號(hào),…4號(hào)板)令N=5(N表示進(jìn)入柱中載氣的脈沖次數(shù)令組分進(jìn)樣量為：W=1

組分在柱內(nèi)的分配過程是以氣液色譜分配為例,組分在氣液兩相中進(jìn)行分配○表示進(jìn)入氣相的組分分子□表示進(jìn)入液相的組分分子此時(shí)若組分容量因子K，=1,即p=q

組分中有p量溶于液相組分中有q量溶于液相可用二項(xiàng)式準(zhǔn)確表示出來(P+q)N組分在n=5,k,=1,w=1柱內(nèi)任一板上分配表01234柱出口N=010000010.50.5000020.250.50.2500030.1250.3750.3750.1250040.0630.250.3750.1250.063050.0320.1570.3130.3130.1570.03260.0160.0950.2350.3130.2350.07970.0080.0560.1160.2750.2750.11880.0040.0320.0860.1960.2750.13890.0020.0180.0590.1410.2460.138100.0010.1010.0380.1000.1890.118得出色譜流出曲線方程：

三、塔板理論方程式的討論

塔板理論成功之處較好地解析了色譜曲線形狀2濃度極大點(diǎn)Cmax的位置是tR(即VR)3可用N評(píng)價(jià)柱效V=VR時(shí)流出曲線達(dá)濃度極大值Cmax

Cmax的影響因素

(1)

進(jìn)樣量W愈大,則Cmax愈大.W與Cmax成正比。這是色譜峰高定量的依據(jù)。（2）H值愈小，柱效愈高，Cmax/W比值愈大。即H越小，柱效N越高(3)色譜柱內(nèi)徑愈小，填充愈緊密，Cmax/W比值也愈大。即柱愈細(xì)填充愈緊密，柱效N越高。

（4）

色譜柱愈短，Cmax值愈大。（5）

先流出柱子的組分容量因子小，所以Cmax/W比值愈大，反之提高色譜柱的溫度（對(duì)GC），增加流動(dòng)相中強(qiáng)洗脫溶劑的濃度（對(duì)HPLC），都可以使容量因子下降，比而使Cmax/W比值愈大，提高色譜檢測靈敏度。四、塔板理論的作用與不足

(一)塔扳理論在色譜法中的地位與作用：

1．從塔板理論方程式的形式看它描述的色譜信號(hào)軌跡應(yīng)該是正態(tài)分布函數(shù)，與實(shí)際記錄的色譜流出曲線相符合，說明此方程是準(zhǔn)確的，且對(duì)色譜分配系統(tǒng)有理論指導(dǎo)意義。2．由塔板理論據(jù)導(dǎo)出來計(jì)算往效率的理論塔板數(shù)(N)公式，是行之有效的。長期以來用N值的大小評(píng)價(jià)色譜柱柱效是成功的，是色譜工作者不可缺少的計(jì)算公式。3.塔板理論方程式描述色譜峰極高點(diǎn)的Cmax數(shù)值是符合公式要求的，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明Cmax與N，W，VR之間的關(guān)系是正確的。各參數(shù)對(duì)Cmax之影響都是客觀的。4．按塔板理論模型所建立起來的一些方程式討論了某些色譜參數(shù)對(duì)組分色譜峰區(qū)域半峰寬公式均符臺(tái)流出曲線半高峰寬變化的實(shí)際。特別應(yīng)指出的是，塔板理論也提出了理論塔板高度對(duì)色譜峰區(qū)域?qū)挾葦U(kuò)張的影響，這一點(diǎn)過去往往被忽視。(二)塔扳理論存在的不足：

1.塔板理論是模擬在一些假設(shè)條件下而提出的，假設(shè)同實(shí)際情況有差距，所以他描述的色譜分配過程定量關(guān)系合有不準(zhǔn)確的地方。2.對(duì)于塔板高度H這個(gè)抽象的物理量究竟由哪些參變量決定的？H又將怎樣影響色譜峰擴(kuò)張等一些實(shí)質(zhì)性的較深入的問題，塔板理論卻不能回答。3.為什么流動(dòng)相線速度(U)不同，柱效率(n)不同；而有時(shí)當(dāng)U值由很小一下變得很大時(shí)，則柱效能（n）指標(biāo)并未變化許多，但峰寬各異，這些現(xiàn)象塔板理論也無能為力．4.塔報(bào)理論忽略了組分分子在柱中塔板間的縱向擴(kuò)散作用，特別當(dāng)傳質(zhì)速率很快時(shí)，其縱向擴(kuò)散作用為主導(dǎo)方面，這一關(guān)鍵問題并未闡述。5.塔板理論也未說明β變化對(duì)組分在柱內(nèi)移動(dòng)速率的影響。實(shí)際上VL、VG在某些方面決定著組分分子的擴(kuò)散行為和擴(kuò)散距離。綜上所述塔板理論雖為半經(jīng)驗(yàn)理論，但在色譜學(xué)發(fā)展中起到了率先作用和對(duì)實(shí)際工作的指導(dǎo)作用，所以至今延用不衰，為廣大色譜工作者承認(rèn)。

塔板理論不足之處

不能解析載氣流速U對(duì)N影響

不能指出板高H受那些因素影響第四節(jié)色譜理論--速率理論基于無規(guī)行走模型，定義H為單位柱長的離散度H=σ2/L,式中σ為高斯峰形的標(biāo)準(zhǔn)偏差，L為柱長。并假設(shè)：①縱向擴(kuò)散是造成譜帶展寬的重要原因，必須予以考慮；②傳質(zhì)阻力是造成譜帶展寬的主要原因，它使平衡成為不可能③對(duì)填充柱有渦流擴(kuò)散的影響

vanDeemter方程的數(shù)學(xué)式為H=A+B/U+CU或H=A+B/U+CsU+CmUA、B、C、為常數(shù)，分別代表渦流擴(kuò)散系數(shù)、分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。速率理論討論1、渦流擴(kuò)散項(xiàng)A=2λdγλ為反應(yīng)柱填充狀態(tài)的常數(shù)

dp為填料垃徑2、分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）

B=2K0Dg

縱向分子擴(kuò)散是由濃度梯度造成的。組分從柱入口加入，其濃度分布的構(gòu)型呈“塞子”狀。它隨著流動(dòng)相向前推進(jìn)，由于存在濃度梯度，“塞子”必然自發(fā)的向前和向后擴(kuò)散，造成譜帶展寬。分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)為

K0為阻滯常數(shù)即彎曲因子，它反映了固定相顆粒的幾何形狀對(duì)自由分子擴(kuò)散的阻礙情況。Dg為組分在流動(dòng)相中擴(kuò)散系數(shù)(cm2.s-1)色譜柱中的渦流擴(kuò)散示意圖

色譜柱中的渦流擴(kuò)散示意圖

色譜柱中的渦流擴(kuò)散示意圖

3、傳質(zhì)阻力項(xiàng)CU=(Cg+CL)U

傳質(zhì)過程分為：氣相傳質(zhì)過程與液相傳質(zhì)過程傳質(zhì)阻力系數(shù)C等于氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)CL之和：

（1）氣液色譜C=Cg+CL

氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg為：液相傳質(zhì)阻力系數(shù)

CL：

范氏方程

H=A+B/U+CsU+CmU

令C=Cs+Cm

則H=A+B/U+CU

作H~U圖(見下頁):方程討論

討論1.曲線有一最低點(diǎn)Uopt(即Hmin)

將方程微分:2.對(duì)開管柱(毛細(xì)柱)A=0

得Golay方程H=B/U+CU

對(duì)填充柱A項(xiàng)與U無關(guān),決定與柱的填充情況3.U很小時(shí):CU項(xiàng)可忽略,方程簡化為:

H=A+B/U

作H~1/U直線,斜率為B4.U很大時(shí):B/U項(xiàng)可忽略,方程簡化為:

H=A+CU

作H~U直線,斜率為C,截距A5.K/對(duì)板高H的影響(比較復(fù)雜):

N隨K/的變化而變化綜合考慮:U實(shí)際稍高于Uopt

因?yàn)?1.右側(cè)曲線斜率小,U稍變不會(huì)引起H的大變化2.為提高分析速度因?yàn)閁↑則tR

↓

第五節(jié)分離條件的優(yōu)化要求1.兩峰間有一定距離—tR不同要求2.峰寬要窄—W1/2要小提問:怎樣制備一根好的色譜柱?怎樣評(píng)價(jià)?怎樣選色譜條件?一般:1.選擇性(相對(duì)保留值α或保留指數(shù)I)－－評(píng)價(jià)固定液對(duì)物質(zhì)的保留作用2.柱效能(n.neff)－－評(píng)價(jià)柱分離效能3.分離度R(總分離效能指數(shù))分離度是將以上二者綜合考慮既反映柱效能,又反映選擇性

一.分離參數(shù)1.n與neff的關(guān)系可見neffn都隨K/變化而變化因?yàn)镵/不同，柱效不同,所以評(píng)價(jià)柱效應(yīng)采用K/為一定值時(shí)的nW1/2與tR的關(guān)系--半峰寬規(guī)律

W1/2=a+btR實(shí)驗(yàn)研究表明:同系物組分的半峰寬線形關(guān)系好非同系物組分的半峰寬線形關(guān)系差所以我們稱之為準(zhǔn)線形關(guān)系.

半峰寬規(guī)律的應(yīng)用

有兩種情況

1第二個(gè)峰可能不只一個(gè)組分

2也許是第一針留下來未出峰的組分

選擇性系數(shù)(相對(duì)保留指數(shù))可見二組分沸點(diǎn)差大,柱溫低時(shí),αis

大,易分離.分離度分離條件的選擇主要是提高“難分離物質(zhì)對(duì)”的分離度（1）峰寬分離度R國家標(biāo)準(zhǔn)分離度

當(dāng)兩峰高相差不大,且峰型接近時(shí)可以認(rèn)為W1=W2=W

(2)半峰寬分離度R1/2

R與R1/2關(guān)系,對(duì)于高斯R1/2=1.7R二，分離基本關(guān)系式此式用于計(jì)算達(dá)到一定R時(shí)所需的n必須

n表示柱效,難以說明真實(shí)分離效果α1.2表示選擇性,表示固定液對(duì)組分保留作用,不說明柱效R是總分離效能指標(biāo),只有>1時(shí),二組分才有可能分離α1.2討論：

R=1

分離程度達(dá)98%

R>=1.5

完全分離,達(dá)>=99.7

也叫基線分離

R<1

二峰明顯重疊分離度與柱效關(guān)系(R與n)所以我們希望用柱效高的色譜柱2.R與K，的關(guān)系

α1.2由上式可知：(1)增加塔板數(shù)可以提高分離度(2)k值的最佳范圍是：1＜k＜10(3)相對(duì)保留值α增大，能顯著地提高分離度兩根同種色譜柱的相互關(guān)系式：例如:柱長L=30cm分離度R=1.06

柱效n=3490分析時(shí)間tR2=17.63min;要使分離度達(dá)到R=1.5或以上,就需要改變L,n如果換一根30cm長,但n=7000的柱則tR2=17.63min內(nèi)可達(dá)R=1.5的分離度若采取加長色譜柱的方法,則需要60cm,

分析時(shí)間tR2=35min死體積(VM)(Deadvolume):VM=tMFcFc為色譜柱內(nèi)載氣平均流量。保留體積(VR)(Retentionvolume):VM=tRFc，調(diào)整保留體積(VR’)VR’=tR’Fc=VR–VM,保留值的基本參數(shù)3.分離度R與保留時(shí)間tR的關(guān)系說明:縮短分析時(shí)間的最有效的措施是提高柱效縮短柱長,增加載氣流速也可以提高分析速度但前提是保證足夠的R值三、分離條件的優(yōu)化改變n和Hn=L/HLn但分析時(shí)間也增加最好是在不增加柱長的條件下,減少H,以達(dá)到增加n根據(jù)范氏方程選擇操作條件,使H(1).Uopt

選U實(shí)稍高于Uopt,一般30ml/min∵右側(cè)平坦U稍變化不會(huì)引起H大的變化

U大使tR小,分析速度加快B/UCU(2).固定液及配比降低Cs項(xiàng)(液相阻力),dl(膜厚)要小即配比要低

dl太小有兩個(gè)缺點(diǎn):

a.進(jìn)樣量小(肚子小)

b.載體表面被固定液覆蓋小,使載體出現(xiàn)極性,因吸附作用會(huì)產(chǎn)生拖尾峰(3).載體粒徑影響A項(xiàng)Cm項(xiàng)要求惰性,顆粒小而均勻一般80~100目篩分范圍窄好(4).采用小內(nèi)徑的色譜柱柱徑4mmHUH柱徑2.2mmU20~30目40~50目100~150目2.改變k如圖k>5,R變化就很小了GC分析:最好k=2~5

一般不超過10否則大大延長分析時(shí)間如何改變ka.降低柱溫Tc,使k上升

b.降低流速U,使k上升RtR246kk對(duì)R,tR的影響3.改變

α1.2

R1.2是準(zhǔn)熱力學(xué)常數(shù),在流動(dòng)相,固定相一定時(shí),只與Tc相關(guān)當(dāng)α1.2=1時(shí),改變H,k

都無法使1和2兩個(gè)組分分離∴應(yīng)當(dāng)保持k=2~10的前提下,設(shè)法改變?chǔ)?.2

方法是:a.改變柱溫Tcb.更換色譜柱

c.衍生化法(即利用化學(xué)反應(yīng)改變待測物結(jié)構(gòu))4.程序升溫程序升溫可使待測物在適當(dāng)溫度下流出,以保證每個(gè)組分有合適的K/值,同時(shí)改變分離度程序升溫是分離復(fù)雜多組分沸程寬的混合物的有效方法5.進(jìn)樣

δi<0.204δδi進(jìn)樣峰標(biāo)準(zhǔn)偏差

δ實(shí)際峰標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)樣快防止縱向擴(kuò)散進(jìn)樣量小使峰對(duì)稱,一般進(jìn)樣0.1~10μl

固定液含量低時(shí)(毛細(xì)柱)進(jìn)樣量要少進(jìn)樣技術(shù)之優(yōu)劣,可以從空氣峰,甲烷峰形寬度反映出來柱溫Tc如何選擇?最佳柱溫:最難分離物質(zhì)對(duì)所需柱溫恒溫Tc低

Tc高如何選Tc恒溫分析:柱溫大概是等于樣品沸點(diǎn)的平均溫度

如有兩個(gè)組分混合樣,沸點(diǎn)為70°C,90°C

則選Tc=80°C

汽化室溫度要高于80°C,高20~50°C

檢測器溫度要高于80°C,高20~50°C

程序升溫用與:多組分,寬沸程樣品的毛細(xì)柱分析,一般配FID綜上所述:GC的分離優(yōu)化就是要在保證分離度和靈敏度的條件下實(shí)現(xiàn)快速分析實(shí)際:提高分離度,往往犧牲分析速度提高靈敏度,有時(shí)要制備分離樣品就降低分離效率

一般:先滿足分離度要求,再提高分析靈敏度,最后考慮縮短時(shí)間.分離度靈敏度分析速度GC測驗(yàn)題已知物質(zhì)A和B在一根30.00cm長的柱上的保留時(shí)間分別為16.40min和17.63min。不被保留組分通過該柱的時(shí)間為1.30min。峰底寬度分別為1.11min和1.21min，計(jì)算：（1）柱的分離度；（2）柱的平均塔板數(shù)；（3）達(dá)到1.5分離度所需的柱長度。解（1）柱的分離度R=2（17.63-16.40）/（1.11+1.21）=1.06（2）柱的平均塔板數(shù)n=16(16.40/1.11)2=3493n=16(17.63/1.21)2

=3397

n平均=（3493+3397）/2=3445（3）達(dá)到1.5分離度所需的柱長度

R1/R2=(n1/n2)1/2

n2=3445(1.5/1.06)2=6898L=nH=6898

(300/3445)=60cm

高效液相色譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)

一、色譜柱的保養(yǎng)

二、色譜柱的再生

三、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

四、樣品處理技術(shù)

色譜柱的保養(yǎng)

在正常情況下，色譜柱至少可以使用3—6個(gè)月，能完成數(shù)百次以上的分離。但是，若操作不慎，將使色譜柱很易損壞而不能使用。因此為了保持柱效、柱容量及滲透性，必須對(duì)色譜柱進(jìn)行仔細(xì)地保養(yǎng)。

1、色譜柱極易被微小的顆粒雜質(zhì)培塞，使操作壓力速升高而無法使用，因此必須將流動(dòng)相仔細(xì)地蒸餾或用0.45μm孔徑的濾膜過濾。在流動(dòng)相組貯槽與色譜柱間，安裝0.45μm孔徑的過濾器。在柱子上端接頭處裝上多孔過濾片，以防止固體顆粒進(jìn)入色譜柱中。在水溶液流動(dòng)相中，細(xì)菌容易生長，可能堵塞篩板加入0.01％NoHa能防止能防止細(xì)菌生長。2、最好使用進(jìn)祥閥進(jìn)樣，以防止注射器進(jìn)樣時(shí)、注射隔膜碎屑堵塞柱子入口。

3、對(duì)硅膠基鍵合相填科，水溶液流動(dòng)相的PH值不得超出2—8．5的范圍，使溫度不宜過高。柱子在酸性或堿性條件下使用之后，。應(yīng)依次用水、甲醇清洗，對(duì)暫時(shí)不用而需要較長時(shí)間保存的柱子，要用純甲清洗，柱子兩端用金屬螺帽封閉，保存于干凈的有機(jī)溶劑中。

4、要防止色譜柱被振動(dòng)或撞擊，否則柱內(nèi)填料床層產(chǎn)生裂縫和空隙，會(huì)使色譜峰出現(xiàn)“駝峰”或“對(duì)峰”。

5、要防止流動(dòng)相逆向流動(dòng)，否則將使固定相層位移，柱效下降。

6、使用保護(hù)柱。連續(xù)注射含有未被洗脫樣品時(shí)，會(huì)使柱效下降，保留值改變。為了延長柱壽命，在進(jìn)樣閥和分析柱間加上保護(hù)柱，其長度一般為3—5cm，填充與分析柱性質(zhì)相似的表面多孔型固定相，因此可干法填裝。而且價(jià)廉、更換容易。實(shí)驗(yàn)表明，使用保護(hù)柱后，除了使擴(kuò)為零的組分的塔板數(shù)減少外，其柱效下降很少。色譜柱的再生

一般情況下，硅膠和ODS等化學(xué)鍵合固定相再生是困難的。有時(shí)，采用下述方法可能提高校效。

1、由于雜質(zhì)微粒等因素，使柱上端固定相變色，柱效下降。這時(shí)，可仔細(xì)地將變色部分除去(約3mm左右)，再補(bǔ)充新的固定香。

2、當(dāng)色譜柱吸附未被洗脫成分時(shí)，柱效將明顯下降，可選擇合適的溶劑進(jìn)行洗凈。

3、對(duì)離子交換樹脂柱，先經(jīng)1mol／LHCI相1molNaOH溶液洗凈，再以1—2mol/LNaCl水溶液平衡，以超聲波發(fā)生器進(jìn)行清洗，通常可獲良好的效果。4、當(dāng)采用梯度洗脫時(shí)，柱在重復(fù)使用前，用泵把幾倍于柱體積的起始溶劑壓經(jīng)柱子，以重新建立起始的平衡來得到再生。實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

1．流動(dòng)相溶劑的處理

2．試樣溶液的制備

流動(dòng)相溶劑的處理

(1)水

將一般的蒸餾水，加入少許高錳酸鉀，在pH9—10的條件蒸餾，可用于常規(guī)洗脫。用于梯度洗脫的水，應(yīng)進(jìn)行二次蒸餾。

(2)有機(jī)溶劑的提純通常用蒸餾法可除掉大部分有紫外吸收的雜質(zhì)。將溶劑通過氧化鋁或硅膠柱可除去極性化合物。氯仿中含有的少量甲醇，可先經(jīng)水洗再經(jīng)蒸餾提純。試劑級(jí)的四氫呋喃由于含抗氧劑丁基甲苯酚而強(qiáng)烈吸收紫外線，可經(jīng)蒸餾除去難揮發(fā)的丁基甲苯酚。為了防止爆炸，蒸餾終止時(shí)，在蒸餾瓶中必須剩余一定量的液體。(3)溶劑的過濾和脫氣

流動(dòng)相溶劑在使用前必須先用0.45ym孔徑的濾膜過濾，以除去微小顆粒，防止色譜柱堵塞。同時(shí)要進(jìn)行脫氣處理，因?yàn)槿芙庠谌軇┲械臍怏w會(huì)在管道、輸液泵或檢測池中以氣泡形式逸出，影響正常操作的進(jìn)行。

樣品處理技術(shù)

在某些試樣中，常含有多量的蛋白質(zhì)、脂肪及糖類等物質(zhì)。它們的存在，將影響組分的分離測定，同時(shí)容易堵塞和污染色譜柱，使柱效降低，所以常需對(duì)試樣預(yù)處理。樣品的預(yù)處理方法很多，如溶劑萃取、吸附、超速離心及超過濾等。

1．溶劑萃取溶劑萃取適用于待測組件為非極性物質(zhì)。在試樣中加入緩沖溶液調(diào)節(jié)pH，然后用乙醚或氯仿萃取待測組分。但如果待測組分和蛋白質(zhì)結(jié)合，在大多數(shù)情況下；難以用萃取操作來進(jìn)行分離。2．吸附

將吸附劑直接加到試樣中，或?qū)⑽絼┨畛溆谥鶅?nèi)進(jìn)行吸附。親水性物質(zhì)用硅膠吸附，而疏水性物質(zhì)可用聚苯乙烯—二乙烯基苯等類樹脂吸附。

3．除蛋白質(zhì)

向試樣中加入三氯醋酸或丙酮、乙腈、甲醇，蛋白質(zhì)被沉淀下來，然后經(jīng)超速離心，吸取上層清液供分離測定用。

4．超過濾

用孔徑為l0×10-10一500×l0-10m的多孔膜過濾，可除去蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)。

HPLC的介紹及應(yīng)用一、HPLC的分離方式1、吸附色譜2、分配色譜3、離子交換色譜4、凝膠色譜1、吸附色譜

根據(jù)填充劑吸附活性點(diǎn)對(duì)樣品的吸收系數(shù)不同而分離充填劑：硅膠2、分配色譜根據(jù)固定相與流動(dòng)相的極性不同而分為正相分配色譜和反相分配色譜兩者的區(qū)別如下圖所示：

固定相流動(dòng)相正相分配極性非極性反相分配非極性極性分配色譜

充填劑：多孔聚合物３、離子交換色譜

是根據(jù)固定相的離子交換基和樣品成分中的離子性基進(jìn)行交換來分離的4、凝膠色譜

凝膠色譜分離方法是利用分子振動(dòng)效應(yīng)，根據(jù)樣品分子的大小而進(jìn)行分離。所以又稱為排斥色譜充填劑多采用：一定孔徑的多孔性聚合物二、LC在環(huán)保方面的應(yīng)用

1、農(nóng)藥殘留量分析：含氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、除蟲菊2、致癌物質(zhì)：霉素、亞硝胺(香煙中的亞硝胺)、苯并芘3、水質(zhì)分析三、LC在生化方面的應(yīng)用

1、蛋白質(zhì)分析2、肽類的分析3、核酸4、氨基酸四、LC在藥物方面的應(yīng)用1、藥品的預(yù)處理：片劑，油膏，水劑等2、體液：血、尿、脊椎液、唾液等3、抗菌素：青霉素、甾族(激素)第六章

毛細(xì)管柱氣相色譜法

高分辨率氣相色譜儀

毛細(xì)管色譜柱的種類及特性

毛細(xì)管色譜柱的操作條件

進(jìn)樣系統(tǒng)的特性

最近毛細(xì)管氣相色譜的分析例

第一節(jié)

高分辨率毛細(xì)管氣相色譜儀的三要素

選擇好的毛細(xì)管柱及最佳分析條件

按樣品選擇合適的毛細(xì)管進(jìn)樣系統(tǒng)

選擇高性能的毛細(xì)管氣相色譜儀

第二節(jié)GC用色譜柱的種類及特點(diǎn)

色譜柱的種類１、GC用色譜柱的種類。

２、熔融石英玻璃毛細(xì)管種類。

柱色譜柱的特點(diǎn)

１、毛細(xì)管柱色譜柱的特點(diǎn)

２、寬口徑毛細(xì)管柱的特點(diǎn)

GC用色譜柱的種類：

a．填充柱長度0.5-5m(多用2m的)外徑2-4mm填料5%-10%的液相(硅藻土擔(dān)體)液相

種類多，理論塔板數(shù)不太高，根據(jù)需要進(jìn)行選擇

b．毛細(xì)管柱長度10、25m（有時(shí)50m）內(nèi)徑0.1，0.22，0.32mm材質(zhì)

熔融石英玻璃(惰性、彈性)液相種類少

CBP-1,5,10,20

理論塔板數(shù)高(10萬以上),液相的種類不是太重要

熔融石英玻璃毛細(xì)管種類：

a．毛細(xì)管柱長度10、25m（有時(shí)50m）內(nèi)徑0.1，0.22，0.32mm材質(zhì)

熔融石英玻璃(惰性、彈性)液相

種類少

CBP-1,5,10,20理論塔板數(shù)高(1萬以上)，

液相的種類不是太重要b．寬口徑毛細(xì)管柱柱長12-50m內(nèi)徑0.53(0.75mm)液相

種類少

理論塔板數(shù)高

液相選擇不太重要液相膜厚1.0-5.0μm適于大樣品量故需厚一些

寬口徑毛細(xì)管柱的特點(diǎn)：大口徑毛細(xì)管柱液相膜厚--比毛細(xì)柱分離差，比填充分離好--進(jìn)樣量大于毛細(xì)管柱，小于填充柱容易使用－－直接進(jìn)樣不需分流／無分流和尾吹氣體柱內(nèi)壁比填充柱惰性好分析時(shí)間比填充柱短，峰形更對(duì)稱毛細(xì)管柱色譜柱的特點(diǎn)：

自加工困難，需購買成品柱高分辨率（理論塔板數(shù)10萬以上）省時(shí)和高分離任選

省時(shí)－－短柱，高流速

高分離－－長柱、膜薄、適當(dāng)?shù)牧髁?種類型WCOT，SCOT，PLOT適于復(fù)雜樣品的分析（30個(gè)峰以上）第三節(jié)

毛細(xì)管色譜柱的操作條件

毛細(xì)管柱使用的固定液(GLC)毛細(xì)管柱內(nèi)徑、長度、膜厚與分離、進(jìn)樣量、時(shí)間的關(guān)系

毛細(xì)管柱比較毛細(xì)管柱的連接不好時(shí)毛細(xì)管ＧＣ的最佳分析條件毛細(xì)管色譜柱的維護(hù)方法

毛細(xì)管柱使用的固定液(GLC)牌號(hào)固定液極性對(duì)應(yīng)名稱最高使用溫度CBP1聚甲基硅氧烷非極性O(shè)V-1，SE-30320℃CBP55%聚苯基甲基硅氧烷弱極性SE-52，54320℃CBP10氰基硅油中極性O(shè)V1701240℃CBP20聚乙二醇強(qiáng)極性PEG-20250℃

毛細(xì)管柱內(nèi)徑、長度、膜厚與分離、進(jìn)樣量、時(shí)間的關(guān)系毛細(xì)管柱比較()內(nèi)表示最高使用溫度（℃）液相種類島津J＆WSupelcoOV-1SE-30CBP1(320)CBP1(450)DB-1(350)SPB-1(320)SE-52SE-54GBP5(320)DB-5(350)SPB-5(320)OV1701CBP10(270)DB-1701(320)SPB-350(300)PEG20MCBP20(240)DBWAX(260)SUPELCOWAX-10(280)毛細(xì)管柱的連接不好時(shí)溶劑峰拖尾，很異常

Ａ組分產(chǎn)生拖尾，峰擴(kuò)展

毛細(xì)管ＧＣ的最佳分析條件載氣

進(jìn)樣方式

色譜柱

柱溫

檢測器

毛細(xì)管色譜柱的維護(hù)方法

---除掉柱內(nèi)殘留的難揮發(fā)組分

老化柱子

劑清洗

除掉柱入口污染的部分

第四節(jié)進(jìn)

樣

系

統(tǒng)

無分流進(jìn)樣法（Grob式）

歧視效應(yīng)

溶劑效應(yīng)

冷柱頭進(jìn)樣法

快速升溫（PTV）分流進(jìn)樣

１．2．分流進(jìn)樣：分流比：1∶10～1∶500＝毛細(xì)柱常用分流比1∶30～1∶120無分流進(jìn)樣法（Grob式）

島津Grob式分流/無分流進(jìn)樣裝置SPL-G9結(jié)構(gòu)圖3．Grob不分流進(jìn)樣：進(jìn)樣時(shí)把分流閥關(guān)掉1分鐘，柱溫低于溶劑沸點(diǎn)，進(jìn)樣后再打開分流閥、升溫。4．溶劑效應(yīng)：起始柱溫低于溶劑沸點(diǎn)20～40℃，使樣品凝結(jié)于鑄鐵，溶劑對(duì)溶質(zhì)暫起著固定液作用，使被氣化了的試樣蒸汽在柱入口凝結(jié)成液體，起聚焦作用。溶劑效應(yīng)使低沸點(diǎn)成分停滯，使樣品在柱入口濃縮，使峰銳化。４．冷柱頭進(jìn)樣法

把樣品直接注入低溫毛細(xì)柱頂端，然后使柱升溫、氣化的方法。島津冷柱頭進(jìn)樣器OCI-G9操作：①

載氣流量0.5-3ml/min冷卻-加熱器柱溫25-45℃②

先開入口樣品注入大口徑毛細(xì)柱入口后閉入口閥.③

冷卻-加熱器柱爐同時(shí)程序升溫100℃/min④

用專用超細(xì)針頭.

島津冷柱頭進(jìn)樣器OCI-G9

冷柱頭進(jìn)樣法

優(yōu)點(diǎn)：1．利用分析熱不穩(wěn)定物質(zhì)(可抑制分解和異構(gòu)化)。2．

不存在組分的區(qū)別對(duì)待問題(失真少、重現(xiàn)好、準(zhǔn)確)。缺點(diǎn)：1．難揮發(fā)組分會(huì)污染柱子

2．高濃度組分要稀釋后分析。

解決方法：

1．

保留區(qū)間（在分析柱前連接一根無液相涂層的空柱子）的利用

2．

PTV（快速升溫氣化）的利用歧視效應(yīng)：

注入色譜柱的組分比率與樣品組分不同。通常，進(jìn)柱內(nèi)低沸點(diǎn)的組分多，高沸點(diǎn)的少一些。

解決方法

1.

溶劑沖洗進(jìn)樣法2.

冷柱頭進(jìn)樣法3.PTV（快速升溫氣化）法

快速升溫（PTV）分流進(jìn)樣

PTV法歧視效應(yīng)小程序升溫

分流進(jìn)樣

用各種內(nèi)徑的柱子

最近毛細(xì)管氣相色譜的分析例(農(nóng)殘分析)

第七章程序升溫氣相色譜法

第一節(jié)方法概述

1．方法特點(diǎn)：適用對(duì)象：多組分、沸點(diǎn)范圍寬的樣品。溶劑效應(yīng)：氣捕集技術(shù)。

2．程序升溫方式：

單階程序升溫多階程序升溫３．程序升溫與恒溫氣相色譜法的比較：

IGC與PTGC的比較參數(shù)LGCPTGC樣品沸點(diǎn)范圍

＜100％100％－400％進(jìn)樣量＜1－5μl≤10μl進(jìn)樣速度對(duì)第一個(gè)色譜峰，進(jìn)樣時(shí)間應(yīng)小于0.05Wh/2(半峰寬)

進(jìn)樣方式直接進(jìn)樣分流進(jìn)樣柱上進(jìn)樣直接進(jìn)樣,分流－不分流進(jìn)樣,柱上進(jìn)樣,多維柱切換進(jìn)樣,頂空和裂解器進(jìn)樣載氣純度無嚴(yán)格要求需高純載氣峰容量≤10個(gè)組分＞10個(gè)組分固定相選擇可廣泛選用固定相只能選用耐高溫、低流失固定相對(duì)色譜峰的檢測對(duì)保留時(shí)間長的組分檢測較不靈敏隨溫度速率增加,可改進(jìn)對(duì)保留時(shí)間長的高沸點(diǎn)組分的檢測靈敏度載氣流速控制方式恒壓恒流(使用穩(wěn)流閥)分析速度慢快

第二節(jié)基本原理

保留時(shí)間初期凍結(jié)有效柱溫程序升溫的操作參數(shù)第三節(jié)操作條件的選擇

1．操作條件的選擇升溫方式起始溫度終止溫度升溫速率載氣流速柱長：２．對(duì)程序升溫的要求

載氣的純化和控制耐高溫固定液的使用

SE－30（350℃）、OV－101（350℃）、ApiezonL（300℃）、OV－17（300℃）、PEG－20M（250℃）３．氣相色譜法的應(yīng)用范圍：多組分寬沸程樣品的分離：香料、酒類等。恒量分析第三章色譜的定性和定量分析色譜法分離好,定性難色譜分析分三個(gè)階段儀器調(diào)試操作條件選擇定性定量---保留值定性---峰高,峰面積定量第一節(jié)定性一.保留值定性1.利用純物質(zhì)對(duì)照定性優(yōu)點(diǎn)：簡單缺點(diǎn)：要有純樣，適用于已知物，操作條件要穩(wěn)定2.相對(duì)保留值定性優(yōu)點(diǎn)：比絕對(duì)法重現(xiàn)性好缺點(diǎn)：也需要純樣，比絕對(duì)法麻煩3.加入已知物增加峰高法

在未知樣品加入純樣看哪個(gè)峰高增加的組分即可能為這種已知物。4.保留指數(shù)定性法IiX=100[Z+（lgt

R(i)-lgt

R(Z)）/（lgt

R(Z+1)-lgt

R(Z)）

優(yōu)點(diǎn)：測得Ix值與文獻(xiàn)值對(duì)照就可定性。缺點(diǎn)：1.要有正構(gòu)烷烴純樣。2.可供查閱的文獻(xiàn)值太少。3．柱子與柱溫要與文獻(xiàn)規(guī)定相同二其它方法定性1.用比保留體積Vg定性

優(yōu)點(diǎn)：不用純樣缺點(diǎn)：如果固定液流失，則定性不準(zhǔn)。2.利用保留值規(guī)律定性

a.碳數(shù)規(guī)律logVg=A1n+B1b.沸點(diǎn)規(guī)律logVg=A2Tb+B2c.柱溫規(guī)律I=A3+B3三.選擇檢測器定性

四.聯(lián)用GC-MSGC-FTIR(傅立葉變換紅外光譜)GC-NMR缺點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)譜圖太少，一般用計(jì)算機(jī)檢索五．雙柱定性：一根極性柱，一根非極性柱。對(duì)于一根柱子上有相同保留值的組分可采用雙柱定性。若二根柱上tR未知與tR已知都吻合，則定性可靠性就增一倍。

第二節(jié)定量

1.求峰面積定量準(zhǔn)確度決定于2.求相對(duì)校正因子

3.選準(zhǔn)確定量方法一.峰面積1.對(duì)稱峰：A=1.065W1/2h2．不對(duì)稱峰

A=1/2

h（W0.15+W0.85）

式中W0.15和

W0.85

分別為峰高0.15倍和0.85倍處的峰寬

二.定量校正因子f為什么要用f？∵不同組分有不同的響應(yīng)值例如用TCD，N2作載氣測O2，H2的百分含量若H2、O2峰面積相同,百分含量相同就不對(duì)。不能用下式計(jì)算：

∵H2的熱導(dǎo)系數(shù)大,TCD響應(yīng)大,但實(shí)際含量小∴必須用校正因子.

ACfH250050%0.1O25050%1

絕對(duì)校正因子f叫絕對(duì)校正因子,決定于檢測器的靈敏度，f不易測定?！喑Ｓ孟鄬?duì)校正因子f’

通常所指的校正因子都是指相對(duì)校正因子。1.

相對(duì)校正因子相對(duì)校正因子定義為即某組分i的相對(duì)校正因子f’為組分i與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)s的絕對(duì)校正因子之比。

2.相對(duì)校正因子的表示方法

重量校正因子與摩爾校正因子

重量校正因子w--重量A--峰面積摩爾校正因子M--分子量

準(zhǔn)確定量分析時(shí),應(yīng)該用自己測定的校正因子,而不用文獻(xiàn)值∵校正因子隨檢測器類別,使用載氣的不同而不同3.相對(duì)校正因子的測定方法

f’值可引用文獻(xiàn)值，也可以自己測定。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，TCD是苯，F(xiàn)ID是正庚烷。準(zhǔn)確稱量被測組分wi和標(biāo)準(zhǔn)組分ws的重量在線線范圍內(nèi)進(jìn)樣測Ai,As

求f’

w或f’

M

多次測定，求平均值。三.定量方法歸一法,內(nèi)標(biāo)法,外標(biāo)法。各有其優(yōu)缺點(diǎn),

1歸一法優(yōu)點(diǎn):是相對(duì)法∴與進(jìn)樣量無關(guān),定量較準(zhǔn)確缺點(diǎn):要求全出峰(樣品所有組分都要出峰)

全知峰(有所有組分的標(biāo)準(zhǔn)品)

……2.外標(biāo)法(標(biāo)準(zhǔn)曲線法)用待測組分的純樣制標(biāo)準(zhǔn)曲線優(yōu)點(diǎn)：快速簡單,只要待測組分出峰且完全分離即可缺點(diǎn)：絕對(duì)法,進(jìn)樣量,操作條件要不變

3.內(nèi)標(biāo)法(外加標(biāo)準(zhǔn)法)不能全出峰或只需測某幾個(gè)組分時(shí)采用方法:準(zhǔn)確稱取樣品,加入一定量內(nèi)標(biāo)物,根據(jù)重量及峰面積求出某組分的含量Ws

內(nèi)標(biāo)物重量As

內(nèi)標(biāo)物峰面積Ai

被測物峰面積fs

內(nèi)標(biāo)物重量校正因子fi

被測物重量校正因子W樣品重一般選內(nèi)標(biāo)物為基準(zhǔn)，fs=1步驟:a.選內(nèi)標(biāo)物

b.測fw(i/s)(fi)c.稱未知樣W.內(nèi)標(biāo)物Ws,測Ai,As內(nèi)標(biāo)法的關(guān)鍵是選擇合適的內(nèi)標(biāo)物，它必須符合下列條件：(1)是樣品中原來不存在的純物質(zhì)，性質(zhì)與被測物相近，能完全溶解于樣品并且不與樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）內(nèi)標(biāo)物的峰應(yīng)盡量靠近被測組分的峰，或位于幾個(gè)被測物之峰的中間并與這些色譜峰完全分離。（3）內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量應(yīng)與被測物質(zhì)的質(zhì)量接近，能保持色譜峰大小差不多。例:測甲苯,乙苯,正丙苯的混合物,苯作內(nèi)標(biāo)物求組分含量組分面積cm2

校正因子fw(i/s)苯4.001.00甲苯3.840.96乙苯1.950.92正丙苯0.820.90內(nèi)標(biāo)法優(yōu)點(diǎn):是相對(duì)法,不要求全出峰,全知峰缺點(diǎn):要有內(nèi)標(biāo)物純樣,兩次稱重,比較麻煩Ws/W=1/10總結(jié):歸一法與內(nèi)標(biāo)法：是相對(duì)法，與操作條件無關(guān)，誤差小外標(biāo)法:簡單，是絕對(duì)法，與操作條件有關(guān)作業(yè)：P1471718第四章色譜儀及檢測器

第一節(jié)色譜儀

---五大系統(tǒng)組成：

1.氣路系統(tǒng)

2.進(jìn)樣系統(tǒng)（1）進(jìn)樣器

（2）氣化室

3.分離系統(tǒng)--填充柱和毛細(xì)管柱。

4.控溫系統(tǒng)

5.檢測和記錄系統(tǒng)

第二節(jié)檢測器性能及評(píng)價(jià)

色譜柱是色譜儀的心臟，而檢測器就是眼睛，無論分離效果多么好，若沒有好的檢測器就看不到結(jié)果。

TCDFIDECDFPD類型濃度型通用型質(zhì)量型準(zhǔn)通用型質(zhì)量型選擇型濃度型選擇型最低檢測限度丙烷<400pg/s丙烷<5pg/s六氯苯<0.04pg/s硫20pg/s磷0.9pg/s線形范圍105107>104硫>105磷>106適用范圍永久氣體有機(jī)物有機(jī)化合物電負(fù)性化合物含硫磷氮化合物常用檢測器主要性能檢測器性能檢測器的性能指標(biāo)濃度型Det:TCD;ECD響應(yīng)值R與載氣中組分濃度C成正比R∝C質(zhì)量型Det:FID;FPD響應(yīng)值R與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入Det中的某組分質(zhì)量成正比R∝dm/dtC一.靈敏度-----指信號(hào)隨組分的濃度(或質(zhì)量)的變化率S=△R/△m(1)濃度型Det

∵R∝CC--濃度∞信號(hào)RR=ScCSc--靈敏度

R--響應(yīng)值靈敏度公式推導(dǎo):m=∫0∞cdv

m進(jìn)樣量(進(jìn)入Det的某組分的量)C進(jìn)入Det中某組分濃度mg/mlV進(jìn)入Det中的載氣體積ml

記錄儀上信號(hào)X記錄紙移動(dòng)距離Xcmh流出曲線高度cm設(shè)u1--記錄儀靈敏度mv/cmu1=滿標(biāo)量程5mv/滿標(biāo)紙寬25cmu2--紙速cm/min載氣流量Fd=V/tV--進(jìn)入det的載氣體積

t--所需要的時(shí)間

∴V=Fdt=Fd.x/u2dV=FddX/

u2

Sc的單位:液樣mv.mL/mg

每mL載氣中有1mg試樣時(shí)在det中產(chǎn)生訊號(hào)的mv數(shù)氣樣mv/ml/ml討論1.條件一定時(shí),Det的Sc是一定的流速Fd一定時(shí),此為定量依據(jù)2.m一定時(shí),對(duì)濃度型Det,用A定量時(shí)一定要保持流速恒定用峰高定量較好(2)質(zhì)量型Det∵t以秒為單位紙速u2以分為單位∴要乘60mv/g/sec討論:St一定A∝m此為定量依據(jù)

m一定峰面積與流速無關(guān)用峰面積定量較好注:對(duì)于給定儀器,靈敏度值還與測定條件,樣品有關(guān)二.噪音N,漂移M,檢測限D(zhuǎn)是否靈敏度放大到越高越好?檢測限D(zhuǎn)(也叫敏感度)定義:為檢測器二倍噪聲的水平噪音N,漂移MS↑N↓D越小越敏感因此性能好的Det,不但靈敏度高而且噪聲要小組分在Det中的信號(hào)必須大于Det本底信號(hào)(噪聲)才能與噪聲區(qū)別，規(guī)定:組分信號(hào)至少為噪聲的二倍,才可定量。三.最小檢測量定義:產(chǎn)生色譜峰高等于二倍噪聲(2N)時(shí)的進(jìn)樣量

∵進(jìn)樣量為m時(shí),洗出峰高為h,記錄儀靈敏度u1(1)對(duì)濃度型Det(2)對(duì)質(zhì)量型Det

四.最小檢測濃度

指一定進(jìn)樣量m時(shí),GC分析所能檢測出的最低濃度V--進(jìn)樣體積五.線形范圍R∝C

定義:信號(hào)與進(jìn)樣量成正比的數(shù)量范圍即最大允許進(jìn)樣量與最小允許進(jìn)樣量之比

線形范圍寬:

表示不管是含量高的組分或是微量組分都能準(zhǔn)確定量△R△m第三節(jié)熱導(dǎo)檢測器(TCD)1.結(jié)構(gòu)R1R2R3R4是阻值相等的熱敏電阻組成惠斯登電橋2.原理:

當(dāng)參比池與測量池都只有一定流量的載氣通過時(shí),電橋平衡(R1R4=R2R3),無信號(hào)輸出(0mv,走基線)

當(dāng)樣品組分+載氣通過測量池時(shí),由于組分與載氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同,使熱敏元件的電阻值和溫度發(fā)生變化,電橋失去平衡(R1R4=R2R3),AB兩端產(chǎn)生電位差,有信號(hào)輸出,且信號(hào)與組分濃度成正比.

不同物質(zhì)具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)100°C時(shí)

H2AirCCl4N2He單位

22.403.140.923.1417.4110-4J/cms°C3.工作條件(1)載氣性質(zhì)載氣與被測組分導(dǎo)熱系數(shù)相差愈大靈敏度愈高∵λH2及λHe>>λN2∴最好用H2He作載氣(2)橋電流R∝I3

要注意橋流,池體溫度,載氣種類三者之間的關(guān)系橋流太大鎢絲易燒壞

N2作載氣,

110~150mAH2作載氣,

150~250mA(3)池體溫度低,靈敏度高但池溫必須高于柱溫,否則組分會(huì)在池體內(nèi)冷凝信號(hào)丁烷濃度HeH2N2流速橋電流mA200100HeH2ArN2HeH2N2HeH2ArN24.TCD使用注意事項(xiàng)(1)為確保熱絲不被燒斷,在TCD通電前,先開載氣關(guān)機(jī)時(shí)一定要先關(guān)電源,后關(guān)載氣(否則檢測器會(huì)報(bào)廢)(2)載氣中含氧氣時(shí),使熱絲壽命縮短

∴載氣必須除氧,而且不要使用聚四氟乙烯作載氣輸送管∵它會(huì)滲透氧氣5.TCD性能與應(yīng)用(1)屬濃度型Det,進(jìn)樣量一定時(shí)峰面積A∝1/Fd∴用A定量時(shí)要保持流速恒定(2)屬通用型Det,可測多種類型組分特別是可測FID所不能直接測定的許多無機(jī)氣體(3)是非破壞型Det∴利用樣品收集或與其他儀器聯(lián)用第四節(jié)氫火焰離子化檢測器(FID)1.結(jié)構(gòu)主要是離子室離子室包括:氣體入口噴嘴收集極(+)

極化極(-)2.原理

H2+O2燃燒產(chǎn)生2100°C高溫，

使被測有機(jī)組分電離

∵收集極(+)與極化極(-)間加有恒電壓，形成一個(gè)靜電場，所電離的離子，在電場作用下形成離子電流，通過高阻取出訊號(hào)，經(jīng)放大記錄下來。3.工作條件

a.儀器接地好,屏蔽良好b.TDet>120°C,使離子室不積水,TDet要高于Tc20~50°Cc.一般用N2作載氣,載氣要凈化,除有機(jī)物d.氣體流量H2:N2:Air=1:1:10

4.特點(diǎn)

a.屬質(zhì)量型,A與Fd無關(guān)屬破壞型∴不能制備聯(lián)用b.適用水和大氣中痕量有機(jī)物，對(duì)烴類靈敏度高，比TCD高102~104倍

FID不能檢測在H2焰中不電離的CO2COH2OH2SCS2N2NH3等無機(jī)物(即水與永久氣體等)第五節(jié)其他檢測器一.ECD1.結(jié)構(gòu)2.原理:

Ni63放射源放射出β射線與載氣N2碰撞產(chǎn)生電子,這些電子在電場作用下向收集極移動(dòng),形成恒定的基流,當(dāng)載氣中有電負(fù)性組分捕獲這些低能量的電子,使基流降低,產(chǎn)生倒色譜峰訊號(hào)高純N2載氣N2N2++e樣品組分AB+eAB-+EAB-+N2+AB+N2β射線3.工作條件:(1)載氣純度,用高純N2(99.999%)含O2<10PPm

若用普通N2(含O2100PPm)則必須凈化除氧,水等

∵O2是電負(fù)性物質(zhì),可使基流降低很多載氣流量40~100ml/min(2)極化電壓:在50mv以內(nèi),通常20~50V∵極化電壓過高使電子能量過大,不易被組分捕獲

∴不能直接供電,而用脈沖供電,使電子能量較小,易捕獲

∴靈敏度提高4.特點(diǎn)(1)是選擇性Det,對(duì)鹵素及S,P,O,N等化合物響應(yīng)大對(duì)烴類無響應(yīng)，對(duì)CCl4響應(yīng)值比正己烷大108倍

∴可與FID組合定性(2)靈敏度高,最低檢測限度很低但線形范圍窄,約104(3)濃度型Det,峰高定量為宜二FPD火焰光度檢測器也叫硫磷Det1.結(jié)構(gòu):由氫火焰和光度計(jì)二部分組成2.原理:

含S,P化合物在富氫焰中燃燒產(chǎn)生激發(fā)態(tài)S2*或發(fā)光HPO*

同時(shí)發(fā)射出不同波長的特征光譜

S2*的特征光譜為394nmHPO*的特征光譜為526nm此光譜經(jīng)干涉濾光片選擇,將特定波長光輸入倍增管產(chǎn)生光電流,放大后記錄3.工作條件:

富氫,H2流量150~160ml/minN2流量40~50ml/min4.特點(diǎn):質(zhì)量型Det用于測含S,P化合物,信號(hào)比C-H化合物大10000倍用P濾光片時(shí),P的響應(yīng)值/S的響應(yīng)值>20

用S濾光片時(shí),S的響應(yīng)值/P的響應(yīng)值>10

第五章填充柱氣相色譜

因?yàn)镚c的載氣種類少，分離選擇性主要靠選擇固定相，峰能否分開，首先取決于固定相，迄今已有數(shù)百種GC固定相，常用的不過十幾種。固定相：

1.固體固定相GSC如吸附劑

2.液體固定相GLC

固定液涂在載體表面第一節(jié)固體固定相吸附劑、高分子多孔小球、化學(xué)鍵合相、1.常用吸附劑

活性炭---非極性分析:永久氣體，低沸點(diǎn)烴類氧化鋁---中等極性C1—C4

烴類硅膠----強(qiáng)極性C1—C4

烴類H2SN2OSO2

分子篩---特殊吸附性永久氣體H2,O2,CH4.CO等特點(diǎn)：能在高溫下使用；很難制備重復(fù)性好的吸附劑;峰往往拖尾。

二、高分子多孔小球（即多孔聚合物）（1）非極性的是由苯乙烯、二乙烯苯共聚而成。（2）極性的是苯乙烯、二乙烯苯共聚物中引入極性基團(tuán)。

高分子多孔微球的特點(diǎn)：（1）表面積大，機(jī)械強(qiáng)度好（2）疏水性，可快速測微量水分（3）耐腐性，可分析HCI、NH3、HCN、CI2

SO2等活性氣體（4）不存在固定液流失問題三、化學(xué)鍵合相

優(yōu)點(diǎn)：防止固定液流失，提高柱效第二節(jié)液體固定相一、特點(diǎn)1、可得較對(duì)稱的色譜峰2、可供選擇的固定液很多3、譜圖重現(xiàn)性好4、可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)液膜厚度二、對(duì)固定液的要求1、熱穩(wěn)定（每種固定液有“最高使用溫度）2、化學(xué)穩(wěn)定性好3、粘度適當(dāng)和凝固點(diǎn)低，凝固點(diǎn)就是“最低使用溫度”4、對(duì)組分有一定的溶解度，即組分有一定的滯留性

三、固定液與組份分子間作用力定向力、誘導(dǎo)力、色散力、氫鍵作用力。