色谱分析方法

色谱分析方法主要内容色谱分析法概述色谱法的本质及流程色谱分析法的一般特点色谱基本理论色谱法应用前景展望一、色谱分析法概述色谱法（chromatography）又称色谱分析、色谱分析法、层析法，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。1、色谱方法的分类色谱常见分类如下：用气体作为流动相气相色谱法Gaschromatography(GC)液相色谱法Liquidchromatography(LC)用液体作为流动相A、按两相状态分类：以流动相状态为准划分方法类型等十余种方法。B、按样品组分在两相间分离机理分类:利用组分在流动相和固定相之间的分离原理不同而命名的分类方法。吸附色谱法分配色谱法离子交换色谱法凝胶渗透色谱法离子色谱法超临界流体色谱法•••二、色谱法的本质及流程1、色谱法的本质色谱法的本质在于色谱柱高选择性和高效能的分离作用与高检测技术的结合。混合组分的样品在色谱柱中分离的依据是：同一时刻进入色谱柱中的各组分，由于在流动相和固定相之间溶解、吸附、渗透或离子交换等作用的不同，随流动相在色谱柱中运行时，在两相间进行反复多次（103～106）地分配过程，使得原来分配系数具有微小差别的各组分，产生了保留能力明显差异的效果，进而各组分在色谱柱中的移动速度就不同，经过一定长度的色谱柱后，彼此分离开来，最后按顺序流出色谱柱而进入信号检测器，在色谱数据机上显示出各组分的色谱行为和谱峰数值。2、色谱方法的装置系统流程色谱方法装置流程图见下图5-记录仪1-流动相及控制装置；2-流动相净化器3-色谱柱4-检测器三、色谱分析法的一般特点高选择性高效能高灵敏性分析速度快不足之处：被分离组分的定性较为困难，需要与其他分析方法利用。四、色谱基本理论1、色谱图2、色谱图相关名词（色谱）峰（Chromatographic）Peak色谱柱流出组分通过检测器系统时所产生的响应信号的微分曲线。峰底Peakbase峰的起点与终点之间连接的直线（见图3中的CD）。峰高（h）PeakHeight峰宽（W）PeakWidth半高峰宽（Wh/2）PeakWidthathalfheight峰面积（A）Peakarea峰与峰底之间的面积（见图3中的CHEJDC）。标准偏差（ɑ）Standarderror0.607倍峰高处所对应峰宽之一半。•基线Baseline在正常操作条件下，仅有载气通过检测器系统时所产生的响应信号的曲线。•基线漂移Baselinedrift基线随时间定向的缓慢变化。•基线噪声（N）Baselinenoise由各种因素所引起的基线波动。等三、色谱基本参数1、死时间（tM）Deadtime不被固定相滞留的组分，从进样到出峰最大值所需的时间（见图3中的tM）。2、保留时间（tR）Retentiontime组分从进样到出现峰最大值所需的时间（见图3中的tR）调整保留时间（t’R）Adjustedretentiontime减去死时间的保留时间（见图3中的t‘R）t’R＝tR—.tM3、死体积（VM）DeadVolume不被固定相滞留的组分，从进样到出现峰最大值所需的载气体积。4、保留体积（VR）RetentionVolume•组分从进样到出现峰最大值所需的载气体积。VR=tR.FCFC－载气流速（ml/min）。5、柱效能Columeefficiency色谱柱在色谱分离过程中主要由动力学因素（操作参数）所决定的分离效能。通常用理论板高或有效板数表示。①、理论板数（n）Numberoftheoreticalplate•表示柱效能的物理量，可由下式计算•n=5.54(tR/W)2=16()2②、理论板高（H）Heightequivalenttoatheoreticalplate•单位理论板的长度。H=L/n③有效板数（neff）Numberofeffectiveplate•减去死时间后表示柱效能的物理量，可由下式计算：•neff＝5.54()2=16()2色谱的定性分析一般定性1、用已知物直接对照法定性利用已知物直接对照法定性，是一种简单可靠的定性方法，在具有已知标准物情况下常使用这种定性方法。该方法定性的依据是：在一定的柱条件（柱长、固定相），操作条件下，组分有固定的保留值。因此，控制条件一定，比较已知物和未知物的保留值，就可方便地确定某一色谱峰是什么物质。A、利用保留时间和保留体积定性利用保留时间tR定性是最简单地一种定性方法。只要准确测量未知物和标准物地保留时间进行比较，相同者为同一物质。利用保留时间定性，缺点是tR受操作条件影响大，载气流速微小的波动、稳定微小的变化都会使tR改变，从而给定性带来困难。用保留体积VR定性，不受载气流速的影响，操作也很方便。B、用相对保留值定性•利用保留时间或保留体积定性受条件影响大。保留体积虽不受流速影响，仍受其它操作条件影响。而相对保留值仅受柱温、固定相性质影响，柱长、填充情况、流速等均不影响ris值。因此在柱温、固定相一定时，ris为定值，可作为定性的较为可靠的参数。C、用已知物增加峰高法定性•如果样品组成复杂，峰间距小，这时要准确定出保留值有一定困难，峰高增加法是在此条件下最可靠的定性方法。具体方法是：先进一样品，得一谱图，然后在样品中加入一定量的标准物质，同样条件下进一针标样品，从新得到的谱图上看，哪个峰高了，那么，该峰就是加入的标准物组分。百分含量的计算1、归一化法归一化法是常用的一种简便、准确的定量方法。使用这种方法的条件是样品中所有组分都出峰，将所有出峰组分的含量之和按100％计，当测量参数为面积时，计算如下：xi%=×100式中xi---试样中组分i的百分含量；fi---组分i的校正因子；Ai---组分i的峰面积。如果样品中组分是同分异构体或同系物，已知校正因子近似相等，就可以不用校正因子，将面积直接归一化，即可按下式计算：xi(%)=×100xi(%)=×100归一化定量的优点是方法准确，进样量的多少与结果无关，仪器与操作条件对结果影响小。缺点是某些组分在所用检测器上可能不出峰，样品中含有沸点高，出峰很慢的组分，不需定量的个别组分可能分离不好，重叠在一起，影响面积的测量，使其应用受到一定程度的限制。2、外标法外标法又称校正曲线法。用已知纯样品配成不同浓度的标准样进行试验，测量各种浓度下对应的峰高或峰面积，绘制响应信号――百分含量标准曲线。分析时，进入同样体积的分析样品，从色谱图上测出面积或峰高，从校正曲线上查出其百分含量。在一些工厂的常规分析中，样品中各组分中的浓度一般变化不大，在检量线通过原点时可不必做校正曲线，而用单点校正法来分析。即配制一个和被测组分含量十分接近的标准样，定量进样，由被测组分与外标组分峰面积或峰高比求被测组分百分含量。xi=Ei式中xi---试样中组分i的含量；Ei――标准样中组分i的含量；AE――标准样中组分i的峰面积。该方法的优点是操作简单和计算方便。缺点是仪器和操作条件对分析结果影响很大，不像归一化和内标法定量操作中可以互相抵消。因此，标准曲线使用一段时间后应当校正。3、内标法当分析样品不能全部出峰，不能用归一法定量时，可考虑用内标法定量。方法：准确称取样品，选择适宜的组分作为预测组分的参比物，也称内标物。加入一定量的内标物，根据被测物和内标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比按下式求组分的含量;xi(%)=×100式中xi---试样中组分I的百分含量；ms---加入内标物的质量；As---内标物的峰面积；m---试样的质量Ai---组分I的峰面积；fsi=fi/fs。对内标物的要求是：不能与样品或固定相发生反应；能与样品完全互溶；与样品组分很好的分离，又比较接近；加入内标的量要接近被测组分的含量；要准确称量。内标法定量非常准确，主要缺点是：内标物不容易找到；每次需要用分析天平准确称量内标和样品，日常分析使用很不方便，样品中多了一个内标物，显然对分离的要求更高些。4、叠加法叠加法又叫内加法，是以样品中已有的组分做内标，比较该组分加入前后面积的改变，计算被测组分含量。其步骤如下：先做样品色谱图，然后在原样品中定量加入含量较小组分的纯样品，同样条件下，再进一色谱样得一色谱图。五、色谱法的应用由于色谱法独具特点，使它在各领域中获得广泛的应用。石油化学环境科学和环境保护生物学、微生物化学、生命科学食品工业、农林牧渔业医学及医药学商品检验•••应用领域应用一：空气有机氟污染物的测定---环境保护应用二：水中苯系污染物的测定：应用三：血液或尿中兴奋剂的检测：---生物医药前景展望新型固定相和检测器联用仪器：GC-MS,HPLC-MC智能化发展