第三章朱明華 儀器分析第三版 答案.ppt

1、第三章思考題解答,1.從分離原理、儀器構(gòu)造及應(yīng)用范圍上簡要比較氣相色譜及液相色譜的異同點(diǎn)。,解：二者都是根據(jù)樣品組分與流動(dòng)相和固定相相互作用力的差別進(jìn)行分離的。 從儀器構(gòu)造上看，液相色譜需要增加高壓泵以提高流動(dòng)相的流動(dòng)速度，克服阻力。同時(shí)液相色譜所采用的固定相種類要比氣相色譜豐富的多，分離方式也比較多樣。氣相色譜的檢測(cè)器主要采用熱導(dǎo)檢測(cè)器、氫焰檢測(cè)器和火焰光度檢測(cè)器等。而液相色譜則多使用紫外檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器及電化學(xué)檢測(cè)器等。但是二者均可與MS等聯(lián)用。 二者均具分離能力高、靈敏度高、分析速度快，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但沸點(diǎn)太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)難以用氣相色譜進(jìn)行分析。而只要試樣能夠制成溶液，既

2、可用于HPLC分析，而不受沸點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子量大的限制。,2.液相色譜中影響色譜峰展寬的因素有哪些? 與氣相色譜相比較, 有哪些主要不同之處?,解:液相色譜中引起色譜峰擴(kuò)展的主要因素為渦流擴(kuò)散、流動(dòng)的流動(dòng)相傳質(zhì)、滯留的流動(dòng)相傳質(zhì)以及柱外效應(yīng)。 在氣相色譜中徑向擴(kuò)散往往比較顯著，而液相色譜中徑向擴(kuò)散的影響較弱，往往可以忽略。另外，在液相色譜中還存在比較顯著的滯留流動(dòng)相傳質(zhì)及柱外效應(yīng)。,3. 在液相色譜中, 提高柱效的途徑有哪些?其中最有效的途徑是什么?,解:液相色譜中提高柱效的途徑主要有: 1.提高柱內(nèi)填料裝填的均勻性; 2.改進(jìn)固定相 減小粒度; 選擇薄殼形擔(dān)體; 選用低粘度的流動(dòng)相

3、; 適當(dāng)提高柱溫 其中,減小粒度是最有效的途徑.,4. 液相色譜有幾種類型?它們的保留機(jī)理是什么? 在這些類型的應(yīng)用中,最適宜分離的物質(zhì)是什么?,解:液相色譜有以下幾種類型:液-液分配色譜; 液-固吸附色譜; 化學(xué)鍵合色譜;離子交換色譜; 離子對(duì)色譜; 空間排阻色譜等.,液-固吸附色譜是通過組分在兩相間的多次吸附與解吸平衡實(shí)現(xiàn)分離的.最適宜分離的物質(zhì)為中等相對(duì)分子質(zhì)量的油溶性試樣，凡是能夠用薄層色譜分離的物質(zhì)均可用此法分離。,其中;液-液分配色譜的保留機(jī)理是通過組分在固定相和流動(dòng)相間的多次分配進(jìn)行分離的?？梢苑蛛x各種無機(jī)、有機(jī)化合物。,化學(xué)鍵合色譜中由于鍵合基團(tuán)不能全部覆蓋具有吸附能力的載體,

4、所以同時(shí)遵循吸附和分配的機(jī)理,最適宜分離的物質(zhì)為與液-液色譜相同。,離子交換色譜和離子色譜是通過組分與固定相間親合力差別而實(shí)現(xiàn)分離的.各種離子及在溶液中能夠離解的物質(zhì)均可實(shí)現(xiàn)分離，包括無機(jī)化合物、有機(jī)物及生物分子，如氨基酸、核酸及蛋白質(zhì)等。,在離子對(duì)色譜色譜中,樣品組分進(jìn)入色譜柱后,組分的離子與對(duì)離子相互作用生成中性化合物,從而被固定相分配或吸附進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離的.各種有機(jī)酸堿特別是核酸、核苷、生物堿等的分離是離子對(duì)色譜的特點(diǎn)。,空間排阻色譜是利用凝膠固定相的孔徑與被分離組分分子間的相對(duì)大小關(guān)系,而分離、分析的方法。最適宜分離的物質(zhì)是： 另外尚有手性色譜、膠束色譜、環(huán)糊精色譜及親合色譜等機(jī)理。,5

5、. 在液-液分配色譜中，為什么可分為正相色譜及反相色譜？,解：采用正相及反相色譜是為了降低固定液在流動(dòng)相中的溶解度從而避免固定液的流失。,6.何謂化學(xué)鍵合固定相?它有什么突出的優(yōu)點(diǎn)?,解: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的固定相稱為化學(xué)鍵合固定相. 優(yōu)點(diǎn): 固定相表面沒有液坑,比一般液體固定相傳質(zhì)快的多. 無固定相流失,增加了色譜柱的穩(wěn)定性及壽命. 可以鍵合不同的官能團(tuán),能靈活地改變選擇性,可應(yīng)用與多種色譜類型及樣品的分析. 有利于梯度洗提,也有利于配用靈敏的檢測(cè)器和餾分的收集.,7. 何謂化學(xué)抑制型離子色譜及非抑制型離子色譜?試述它們的基本原理.,解:在離子色譜中檢測(cè)器為電導(dǎo)檢

6、測(cè)器,以電解質(zhì)溶液作為流動(dòng)相,為了消除強(qiáng)電解質(zhì)背景對(duì)電導(dǎo)檢測(cè)器的干擾,通常除了分析柱外,還增加一根抑制柱,這種雙柱型離子色譜法稱為化學(xué)抑制型離子色譜法.,但是如果選用低電導(dǎo)的流動(dòng)相（如10- 5 10-4M的苯甲酸鹽或鄰苯二甲酸鹽），則由于背景電導(dǎo)較低，不干擾樣品的檢測(cè)，這時(shí)候不必加抑制柱，只使用分析柱，稱為非抑制型離子色譜法,例如為了分離陰離子,常使用NaOH溶液為流動(dòng)相，鈉離子的干擾非常嚴(yán)重，這時(shí)可在分析柱后加一根抑制柱，其中裝填高容量H+型陽離子交換樹脂，通過離子交換，使NaOH轉(zhuǎn)化為電導(dǎo)值很小的H2O，從而消除了背景電導(dǎo)的影響,何謂梯度洗提？它與氣相色譜中的程序升溫有何異同之處？,解：

7、在一個(gè)分析周期內(nèi)，按一定程序不斷改變流動(dòng)相的組成或濃度配比，稱為梯度洗提是改進(jìn)液相色譜分離的重要手段 梯度洗提與氣相色譜中的程序升溫類似，但是前者連續(xù)改變的是流動(dòng)相的極性、pH或離子強(qiáng)度，而后者改變的溫度 程序升溫也是改進(jìn)氣相色譜分離的重要手段,高效液相色譜進(jìn)樣技術(shù)與氣相色譜進(jìn)樣技術(shù)有和不同之處？,解：在液相色譜中為了承受高壓，常常采用停流進(jìn)樣與高壓定量進(jìn)樣閥進(jìn)樣的方式,10以液相色譜進(jìn)行制備有什么優(yōu)點(diǎn)？,解：以液相色譜進(jìn)行制備時(shí)，分離條件溫和，分離檢測(cè)中不會(huì)導(dǎo)致試樣被破壞，切易于回收原物,11.在毛細(xì)管中實(shí)現(xiàn)電泳分離有什么優(yōu)點(diǎn)？,解：毛細(xì)管由于散熱效率很高，可以減少因焦耳熱效應(yīng)造成的區(qū)帶展寬

8、，因而可以采用較高的電壓，克服了傳統(tǒng)電泳技術(shù)的局限，極大地提高分離效率，而且分離時(shí)間縮短，試樣分析范圍寬，檢測(cè)限低 對(duì)于大分子的分離往往比色譜方法具有更高的柱效,12.試述CZE, CGE,MECC的基本原理,毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE)是在指外加電場(chǎng)的作用下，溶質(zhì)在毛細(xì)管內(nèi)的背景電解質(zhì)溶液中以一定速度遷移而形成一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的溶質(zhì)帶的電泳模式，其分離基礎(chǔ)是淌度的差別因?yàn)橹行晕镔|(zhì)的淌度差為零，所以不能分離中性物質(zhì)。 帶電粒子的遷移速度為電泳速度與電滲流的矢量和在緩沖溶液中帶正電的粒子由于遷移方向與電滲流相同，流動(dòng)速度最快，最先流出，負(fù)電荷粒子的運(yùn)動(dòng)方向與電滲流相反，最后流出，中性粒子的電泳速度與電滲

9、流相同，因而遷移速度介于二者之間這樣各種粒子因差速遷移而達(dá)到區(qū)帶分離，這就是CZE的分離原理,毛細(xì)管凝膠電泳(CGE) 是毛細(xì)管內(nèi)填充凝膠或其他篩分介質(zhì)，如交聯(lián)或非交聯(lián)的聚丙烯酰胺。荷質(zhì)比相等，但分子的大小不同的分子，在電場(chǎng)力的推動(dòng)下在凝膠聚合物構(gòu)成的網(wǎng)狀介質(zhì)中電泳，其運(yùn)動(dòng)受到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的阻礙。大小不同的分子經(jīng)過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)受到的阻力不同，大分子受到的阻力大，在毛細(xì)管中遷移的速度慢；小分子受到的阻力小，在毛細(xì)管中遷移的速度快，從而使它們得以分離。這就是CGE的分離原理,膠束電動(dòng)色譜 (MECC)是以膠束為假固定相的一種電動(dòng)色譜，是電泳技術(shù)與色譜技術(shù)的結(jié)合。多數(shù)MECC在毛細(xì)管中完成，故又稱為膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜 。MECC