气相色谱气相色谱分析的基本程序是从汽化室进样,汽化了的样品在色谱柱分离,分离后的各组分依次流经检测器,并将各组分的物理或化学性质的变化转换成电量变化,输给记录仪,描绘成色谱图。检测器浓度型和质量型检测器:热导和电子捕获检测器为浓度型检测器;氢焰离子化和火焰光度检测器为质量型检测器。使用浓度型检测器,用峰面积定量时,需保持流速恒定;使用质量型检测器时,用峰高定量时,需保持流速恒定。氢火焰离子化检测器:用于含碳化合物的检测。灵敏度高。选择氮气为载气,氢气为燃气,空气为助燃气。热导检测器:利用组分和载气的热导率不同而被检测。选择氢气作载气灵敏度高。电子捕获检测器:对含有电负性强的元素的化合物的检测灵敏度高。气相色谱分离机理是什么?待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体(即载气,也叫流动相)带入色谱柱,柱内含有液体或固体流动相,由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同,每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的,这种平衡实际上很难建立起来。也正是由于载气的流动,使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解吸附,结果是在载气中浓度大的组分先流出色谱柱,而在固定相中分配浓度大的组分后流出。色谱法的优缺点:优:分离效率高;分析速度快;检测灵敏度高;样品用量少;选择性好;多组分同时分析;易于自动化。缺:定性能力较差。基线:是柱中公有流动相通过时,检测器响应讯号的记录值,即图中0-T线。稳定的基线应该是一条水平直线。峰高:色谱峰顶点与基线之间的垂直距离,以H表示,如图中B’A死时间tM不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时,从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间,如图18-3中O′A′。因为这种物质不被固定相吸附或溶解,故其流动速度将与流动相的流动速度相近.测定流动相平均线速ū时,可用柱长L与tM的比值计算。保留时间tR试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间,称为保留时间,如图O′B.它相应于样品到达柱末端的检测器所需的时间.1调整保留时间'tR某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间死体积VM指色谱柱在填充后,柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和.当后两项很小而可忽略不计时,死体积可由死时间与流动相体积流速F0(L/min)保留体积VR指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相体积。保留体积与保留时间t。的关系如下:VR=tR·F0调整保留体积VR′某组份的保留体积扣除死体积后,称该组份的调整保留体积,即相对保留值γ2.1某组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比,称为相对保留值:由于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关,而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关,因此,它是色谱法中,特别是气相色谱法中,广泛使用的定性数据.必须注意,相对保留值绝对不是两个组份保留时间或保留体积之比.区域宽度色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的函数,它反映了色谱操作条件的动力学因素.度量色谱峰区域宽度通常有三种方法:1.标准偏差σ即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半,如图18-3中EF距离的一半。2.半峰宽W1/2即峰高一半处对应的峰宽,如图18-3中GH间的距离.它与标准偏差σ的关系是:W1/2=2.354σ3.基线宽度W即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距,如图中IJ的距离.它与标准偏差。的关系是:W=4σ分配系数K分配比k分配比又称容量因子,它是指在一定温度和压力下,组分在两相间分配达平衡时,分配在固定相和流动相中的质量比。即k值越大,说明组分在固定相中的量越多,相当于柱的容量大,因此又称分配容量或容量因子。它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。k值也决定于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温、柱压变化而变化,而且还与流动相及固定相的体积有关。采用有效理论塔板数neff和有效塔板高Heff评价柱效能。1.什么是气相色谱法和液相色谱法?msCCK溶质在流动相中的浓度溶质在固定相中的浓度msnn量组分在流动相中物质的量组分在固定相中物质的2气体为流动相的色谱称为气相色谱。液体为流动相的色谱称为液相色谱。2.从色谱流出曲线可以得到哪些信息?①根据色谱峰的个数可以判断样品中所含组分的最少个数;②根据色谱峰的保留值可以进行定性分析;③根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析;④色谱峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据;⑤色谱峰两峰间的距离是评价固定相(或流动相)选择是否合适的依据。3.分配系数在色谱分析中的意义是什么?①K值大的组分,在柱内移动的速度慢,滞留在固定相中的时间长,后流出柱子;②分配系数是色谱分离的依据;③柱温是影响分配系数的一个重要参数。4.什么是选择因子?它表征的意义是什么?是A,B两组分的调整保留时间的比值α=t’r(B)/t’r(A)>1意义:表示两组分在给定柱子上的选择性,值越大说明柱子的选择性越好。5.什么是分配比(即容量因子)?它表征的意义是什么?是指在一定温度和压力下,组分在两相分配达到平衡时,分配在固定相和流动相的质量比。K=ms/mm意义:是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数;理论塔板数是衡量柱效的指标,色谱柱的柱效随理论塔板数的增加而增加,随板高的增大而减小。6..同一色谱柱对不同物质的柱效能是否一样?同一色谱柱对不同物质的柱效能是不一样的7.塔板理论对色谱理论的主要贡献是怎样的?(1)塔板理论推导出的计算柱效率的公式用来评价色谱柱是成功的;(2)塔板理论指出理论塔板高度H对色谱峰区域宽度的影响有重要意义。8.速率理论的简式,影响板高的是哪些因素?R1部分重叠R=1基本分离R=1.5完全分离分离度可作为色谱柱的总分离效能指标。9.如何根据分离度分析色谱分离的情况?μ:流动相的线速A:涡流扩散系数B:分子扩散系数C:传质阻力项系数10.气相色谱法适合分析什么类型的样品?适用范围:热稳定性好,沸点较低的有机及无机化合物分离。11.哪类固定液在气相色谱法中最为常用?硅氧烷类是目前应用最广泛的通用型固定液。(使用温度范围宽(50~350℃),硅氧烷类经不同的基团修饰可得到不同极性的固定相。)12.气相色谱法固定相的选择原则?相似相溶原则①非极性试样选用非极性固定液,组分沸点低的先流出;②极性试样选用极性固定液,极性小的先流出③非极性和极性混合物试样一般选用极性固定液,非极性组分先出;④能形成氢键的试样一般选择极性大或是氢键型的固定液,不易形成氢键的先流出。13.什么是程序升温?3程序升温:在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温做线性或非线性变化,以达到用最短时间获得最佳分离的目的。适用于沸点范围很宽的混合物。注意:柱温不能高于色谱柱的最高使用温度。14.气相色谱法各检测器适于分析的样品?热导检测器:通用浓度型所有氢火焰检测器:通用质量型含碳电子捕获检测器:选择浓度型电负性火焰光度检测器:选择质量型硫、磷15.气相色谱法常用的定量分析方法有哪些?各方法的适用条件。(1)外标法适用条件:对进样量的准确性控制要求较高;操作条件变化对结果准确性影响较大;操作简单,适用于大批量试样的快速分析。(2)归一化法适用条件:仅适用于试样中所有组分全出峰的情况;操作条件的变动对测定结果影响不大;归一化法简便、准确。(3)内标法(内标标准曲线法)适用条件:试样中所有组分不能全部出峰时;定量分析中只要求测定某一个或几个组分;样品前处理复杂。内标法的目的是消除工作条件波动的引入随机误差,提高分析精密度。高效液相色谱法(HPLC)1.HPLC:高效色谱柱、高压泵、高灵敏检测器2.现代高效液相色谱法的特点:(1)高效;(2)高压;(3)高速;(4)高灵敏度3.色谱分离的实质:色谱分离的实质是样品分子(即溶质)与溶剂(即流动相或洗脱液)以及固定相分子间的作用,作用力的大小,决定色谱过程的保留行为。4.高效液相色谱仪结构:输液系统→进样系统→分离系统→检测系统高压输液泵性能:⑴足够的输出压力⑵输出恒定的流量⑶输出流动相的流量范围可调节⑷压力平稳,脉动小在线脱气装置在线脱气、超声脱气、真空脱气等作用:脱去流动相中的溶解气体。流动相先经过脱气装置再输送到色谱柱。脱气不好时有气泡,导致流动相流速不稳定,造成基线飘移,噪音增加。梯度洗脱装置以一定速度改变多种溶剂的配比淋洗,目的是分离多组容量因子相差较大的组分。作用:缩短分析时间,提高分离度,改善峰形,提高监测灵敏度5.影响分离的因素影响分离的主要因素有流动相的流量、性质和极性。6.选择流动相时应注意的几个问题:(1)尽量使用高纯度试剂作流动相。4(2)避免流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏柱子。(3)试样在流动相中应有适宜的溶解度。(4)流动相同时还应满足检测器的要求。7.提高柱效的方法(降低板高):①固定相填料要均一,颗粒细,装填均匀。②流动相粘度低。③低流速。④适当升高柱温。8.固定相的选择:液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键合固定相(或在惰性载体表面涂上一层液膜)、离子交换树脂或多孔性凝胶;流动相是各种溶剂。被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱。根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分离。9.高效液相色谱法的分离机理及分类类型主要分离机理吸附色谱吸附能,氢键分配色谱疏水分配作用尺寸排斥色谱溶质分子大小离子交换色谱库仑力10.反相色谱的优点易调节k或a易分离非离子化合物,离子化合物和可电离化合物流动相便宜可预言洗脱顺序适宜梯度洗脱11.气相和液相色谱的检测器有哪几种?各有何优点?气相色谱中常用检测器:(1)热导池检测器,结构简单,性能稳定,线性范围宽,对无机和有机物质都有响应灵敏度适中;(2)氢火焰离子化检测器,结构简单,灵敏度高,死体积小,响应快,稳定性好,仅对含碳有机物有响应;(3)电子捕获检测器,只对电负性物质有响应,且电负性越强,灵敏度越高;(4)火焰光度检测器,对含硫、磷的有机化合物具有高选择性和高灵敏度。液相色谱检测器:(1)紫外-可见检测器,灵敏度较高,通用性较好;(2)光电二极管列阵检测器;(3)荧光检测器,选择性强,适用于稠环芳烃、甾族化合物、酶、氨基酸、维生素、色素、蛋白质等荧光物质的测定;(4)电化学检测器,选择性非常高,只有容易氧化或还原的电活性物质才可被检测;(5)质谱检测器,充分利用质谱仪很强的物质鉴别能力,使其具有分离、定量和结构鉴定三大功能。12.高效液相色谱分离机理是什么?在技术上,流动相改为高压输送,色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱,同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。13.气相、液相色谱的应用范围是什么?气相色谱分析只限于气体和低沸点的稳定化合物,而液相色谱可以分析高沸点、高分子量的稳定或不稳定化合物。14.毛细管电泳的分离机制是什么?以毛细管为分离通道,其表面带负电,与缓冲液接触时形成双电层,在高压电场作用下,形成双电层一5侧的缓冲液由于带正电而向负极方向移动,从而形成电渗流。同时,在缓冲溶液中,带电粒子在电场作用下,以各自不同速度向其所带电荷极性相反方向移动,形成电泳。带电粒子在毛细管缓冲液中的迁移速度等于电泳和电渗流的矢量和。各种粒子由于所带电荷多少、质量、体积以及形状不同等因素引起迁移速度不同而实现分离。15.为什么毛细管电泳比普通电泳有更高的分离效率?在毛细管电泳中,使用空心毛细管柱,无涡流扩散项,毛细管内壁也不涂渍固定液,消除了组分在固定相与流动相间平衡所需的时间,传质阻抗项趋零,而高效液相色谱中存在两种影响因素,因而CE的柱效高于HPLC。16.毛细管电泳的进样方式有哪几种?(1)电动进样,把毛细管的进样端插入到样品溶液中,并加一外加电压时,组分就会因电迁移和电渗作用而进入管内。(2)压力进样,当毛细管的两端置于不同的压力环境中时,管中溶液即能流动,将样品带入(3)扩散进样,利用浓度差扩散原理将样品分子引入毛细管中。毛细管电泳的检测器有哪几种?各有何优点?(1)紫外检测器,具有较高的选