現(xiàn)代儀器分析色譜分析

關(guān)于現(xiàn)代儀器分析色譜分析分類二、氣相色譜法三、高效液相色譜法一、概述及色譜參數(shù)第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天色譜法：一種分離分析方法，具有超高的分離能力。分離原理：固定相：固定在管內(nèi)的填充物。（固體或液體）流動相：攜帶混合物流過固定相的流體。（氣體或液體）它利用各組分在兩相間分配系數(shù)的差別，當(dāng)溶質(zhì)在兩相間做相對運(yùn)動時，各物質(zhì)在兩相間進(jìn)行多次分配，從而使各組分得到分離。一、概述第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天色譜參數(shù)

基線

在操作條件下，沒有組分流出時的流出曲線，即只有載氣通過時的信號。穩(wěn)定的基線應(yīng)是一條平行于時間軸的直線。色譜峰是色譜圖上的突起部分，即組分流經(jīng)檢測器所產(chǎn)生的信號。

色譜流出曲線圖第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天定性參數(shù)

保留值：（保留時間、保留體積）保留時間tR

死時間t0(tM)調(diào)整保留時間tR’t’R=tR-tM：被測組分從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)濃度最大值所需的時間。：空氣、甲烷等不被固定相吸附或溶解的惰性物質(zhì)流經(jīng)柱的時間。：由于溶解或吸附于固定相，比不溶解或不被吸附的組分在色譜中多滯留的時間。第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天調(diào)整保留體積VR’死體積V0

Fc:流動相的流速(ml/min)保留體積VR

第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天定量參數(shù)峰高（h）：組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時的檢測信號，即色譜峰頂至基線的距離。峰面積(A)：色譜曲線與基線間包圍的面積。第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

區(qū)域?qū)挾?、半峰寬（Y1/2或W1/2）

峰高1/2處的峰寬3、峰(底)寬（Y或W）

自色譜峰兩側(cè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所作切線在基線上的截距1、標(biāo)準(zhǔn)偏差(

)0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半柱效參數(shù)4Y=s越窄越好第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天即相鄰兩個組分調(diào)整保留值之比，又稱為分配系數(shù)比或選擇性系數(shù)比。相鄰兩個組分的色譜峰，其保留時間差與兩峰峰底寬平均值之商。分離參數(shù)1、分離因子(α)2、分離度(R)第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天相平衡參數(shù)1、分配系數(shù)

(K)在一定溫度下組分在兩相之間分配達(dá)到平衡時的濃度值比。2、容量因子(k)指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡時，在固定相與流動相中的質(zhì)量比——更易測定.第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二、氣相色譜法，GC第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、概述氣相色譜-----是用氣體作為流動相的一種色譜法。根據(jù)固定相狀態(tài)的不同，可分為：第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目①氣-固色譜法②氣-液色譜法流動相氣體氣體固定相固體（多孔性及較大表面積的吸附劑）擔(dān)體+固定液（高沸點(diǎn)有機(jī)化合物的液膜）原理各組分吸附能力不同而進(jìn)行分離基于各組分在固定液中溶解度的不同過程反復(fù)的物理吸附-解吸附過程反復(fù)的溶解、揮發(fā)過程結(jié)果吸附力小（大）的組分先（后）離開色譜柱溶解度?。ù螅┑慕M分先（后）離開色譜柱。2、分類及其分離原理第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天氣-液色譜分離原理——

兩相分配固定液載氣遷移平衡固定液載氣各組分在固定液中溶解能力不同固定液載氣溶解度大難揮發(fā)柱中停留時間長向前移動慢第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天基本流程和主要部件載氣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)色譜柱檢測器記錄、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3、氣相色譜儀第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天氣相色譜儀的流程圖第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1)載氣系統(tǒng)氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量1.常用的載氣有：氫氣、氮?dú)?、氦氣、氬?.凈化干燥管:活性炭、硅膠、分子篩等（除去載氣中的水分、氧等雜質(zhì)）3.減壓閥、穩(wěn)流閥：載氣壓力和流速控制（載氣流要穩(wěn)定）第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2)進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣器和氣化室（液體進(jìn)樣）氣體：注射器、定量閥液體或固體：稀釋或溶解后用微量注射器氣化室使液體樣品迅速完全氣化第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3）色譜柱填充柱：內(nèi)裝固定相，通常為用金屬(不銹鋼)或玻璃制成的內(nèi)徑2~4mm、長0.5-6m的U形或螺旋形的管子。毛細(xì)管柱：將固定液均勻地涂敷在毛細(xì)管的內(nèi)壁，內(nèi)徑0.1~0.5mm、長20-200m的玻璃或石英管。第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4）檢測系統(tǒng)將經(jīng)色譜柱分離后的各組分按其特性及含量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。根據(jù)檢測原理不同，濃度型、質(zhì)量型濃度型：熱導(dǎo)池、電子捕獲檢測器質(zhì)量型：氫火焰離子化、火焰光度檢測器5）記錄系統(tǒng)放大器、記錄儀、數(shù)據(jù)處理器第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天衛(wèi)生防疫、食品衛(wèi)生、環(huán)境檢測質(zhì)量監(jiān)督、石油化工、精細(xì)化工農(nóng)藥制藥、礦山等行業(yè)及科研。與其他近代分析儀器聯(lián)用（氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用）4、應(yīng)用范圍第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天三、高效液相色譜法，HPLC第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、概述高效液相色譜法是繼氣相色譜之后，20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的一種以液體做流動相的新色譜技術(shù)。高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定有機(jī)及生化試樣的高效分離分析方法。按固定相不同：液-固吸附色譜法液-液分配色譜法第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目①液-固色譜法②液-液分配色譜法流動相液體液體固定相固體吸附劑（如硅膠、氧化鋁）載體+固定液；早期用涂漬法；化學(xué)鍵合固定相原理吸附劑對樣品中各組分（溶質(zhì)分子）的吸附能力不同組分在兩相中溶解度的差異結(jié)果強(qiáng)極性組分后出柱;弱極性組分先出柱正相色譜：固定液極性>流動相極性,極性小(大)的組分先(后)出柱反相色譜：固定液極性<流動相極性,極性大(小)的組分先(后)出柱2、分類及其分離原理適于分離極性組分適于分離非極性組分第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)鍵合固定相早期的機(jī)械涂層法，易使固定液流失，已淘汰。化學(xué)鍵合固定相：用化學(xué)反應(yīng)的方法將固定液的官能團(tuán)鍵合在載體表面上。目前應(yīng)用最廣、性能最佳的固定相

特點(diǎn)（1）傳質(zhì)快，表面無深凹陷，比一般液體固定相傳質(zhì)快；（2）壽命長，化學(xué)鍵合，無固定液流失，耐流動相沖擊，耐水、耐光、耐有機(jī)溶劑，穩(wěn)定；（3）選擇性好，可鍵合不同官能團(tuán)，提高選擇性。第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

3、高效液相色譜儀基本流程和主要部件高壓輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)、、貯液器、高壓泵、脫氣器第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1．貯液罐（濾棒，可濾去顆粒狀物質(zhì)）2．高壓泵（輸液泵）3．進(jìn)樣裝置4．色譜柱——分離5．檢測器——分析6．廢液出口或組分收集器7．記錄裝置高效液相色譜儀的流程圖第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1)高壓輸液泵

A、壓力：150～350×105Pa。B、為了獲得高柱效而使用粒度很小的固定相（<10μm），液體的流動相高速通過時，將產(chǎn)生很高的壓力，因此高壓、高速是高效液相色譜的特點(diǎn)之一。

C、應(yīng)具有壓力平穩(wěn)、脈沖小、流量穩(wěn)定、可調(diào)、耐腐蝕等主要部件第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天定義：流動相中含有兩種（或更多）不同極性的溶劑，在分離過程中按一定的程序連續(xù)改變流動相的配比和極性，以提高分離效果。優(yōu)點(diǎn)：分離時間縮短，分辨能力增加，峰形改善2)梯度淋洗裝置第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天高壓梯度:

利用2臺高壓輸液泵將溶劑增壓后送入混合室混合，然后再送入色譜柱。低壓梯度:

在常壓下先將溶劑按程序混合，然后再用1臺高壓泵增壓后送入色譜柱。第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天流路中為高壓力工作狀態(tài)，HPLC系統(tǒng)壓力太大，必須停泵進(jìn)樣（早期）后通常采用自動進(jìn)樣器和耐高壓的六通閥進(jìn)樣裝置（不必停泵），其結(jié)構(gòu)如圖所示：3)進(jìn)樣裝置第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4)色譜柱

柱體為直型不銹鋼管，目前常用的標(biāo)準(zhǔn)柱形是內(nèi)徑4.6

mm或3.9mm，柱長15～30cm。發(fā)展趨勢是減小填料粒度和柱徑以提高柱效。第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

a.紫外檢測器被測組分對紫外光或可見光具有吸收，且吸收強(qiáng)度與組分濃度成正比。

應(yīng)用最廣，對大部分有機(jī)化合物有響應(yīng)。

b.熒光檢測器c.示差折光檢測器d.電導(dǎo)檢測器e.蒸發(fā)光散射檢測器5)檢測器第33頁,共36頁，2024年2月25日，星期天由于HPLC具有高分辨率、高靈敏度、速度快、色譜柱可反復(fù)利用,流出組分易收集等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用到生物化學(xué)、食品分析、醫(yī)藥研究、環(huán)境分析、無機(jī)分析等各種領(lǐng)域。高效液相色譜儀與結(jié)構(gòu)儀器的聯(lián)用是一個重要的發(fā)展方向。

4、應(yīng)用第34頁,共36頁，2024年2月25日，星期天氣相色譜GC高效液相色譜HPLC流動相氣體液體固定相固體吸附劑、固定液等固體吸附劑、固定液（化學(xué)鍵合固定相）等分析對象（應(yīng)用范圍）能氣化(可揮發(fā)）