化学分析常用仪器

研究生实验技能培训－－化学分析常用仪器介绍实验中心谭炳炎Waters1525高效液相色谱仪工作原理储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱(固定相)内。由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动时，经过反复多次的吸附-解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪，数据以图谱形式打印出来。仪器组成（主要技术参数）1.高压泵恒压泵；恒流泵2.层析柱及其填充进样器；柱管；层析柱的填充（干装法、半干装法、浆装法）3.紫外光检测器固定波长型；可变波长型；扫描型储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪（柱温箱、二极管阵列检测器）种类：分析型制备型基本概念和术语色谱图和峰参数色谱图基线噪音漂移色谱峰拖尾因子峰底峰高半峰宽标准偏差峰面积峰面积主要用途有机化合物的定性定量分析，尤其是沸点较高和热稳定性较差的化合物，如染料农药、药物、生物碱、核酸、石油产品，高分子化合物及其中间体等。也适合中药、功能食品等产品中有效成分含量特征分布图谱的建立。广泛应用到生物化学、食品分析、医药研究、环境分析、无机分析等各种领域。高效液相色谱对于挥发性低、热稳定性差、分子量大的高分子化合物以及离子型化合物的分离尤为有利。如氨基酸、多肽、蛋白质、生物碱、核酸、甾体、类脂、维生素、抗菌素等均可进行分离分析定量。应用实例复方解热镇痛片的分析维生素类药物的分析激素类药物的分离生物碱的分析核苷与核苷酸的分离鉴定定性、定量分析1.定性：色谱鉴定法（纯物质对照法）非色谱法定性（化学定性方法，两谱联用法定性）2.定量分析：外标法；内标法；内加法；归一化法高效液相色谱仪与结构仪器的联用是一个重要的发展方向。液相色谱-质谱连用技术受到普遍重视,如分析氨基甲酸酯农药和多核芳烃等。液相色谱-红外光谱连用也发展很快,如在环境污染分析测定水中的烃类,海水中的不挥发烃类,使环境污染分析得到新的发展。实验须知样品处理：自备试剂：结果分析：常见故障故障1流动相内有气泡，关闭泵，打开泄压阀，打开purge键，清洗脱气，气泡不断从过滤器冒出，进入流动相，无论打开purge键几次，无法清除不断产生的气泡。原因过滤器长期沉浸于乙酸铵等缓冲液内，过滤器内部由于霉菌的生长繁殖，形成菌团，阻塞了过滤器,缓冲液难以流畅地通过过滤器，空气在泵的压力作用下经过滤器进入流动相。处理办法(1)过滤器浸泡于5%硝酸溶液中，超声清洗几分钟即可。(2)如仍有气泡不断从过滤器冒出,继续将过滤器浸泡于5%硝酸溶液中。(3)打开泄压阀，打开泵，流速调至1.0～3.0ml/min，纯水冲洗过滤器1小时左右，即可将过滤器清洗干净。(4)关闭泄压阀，纯甲醇冲洗半小时即可。故障2柱压高原因(1)缓冲液盐分如(乙酸铵等)沉积于柱内(2)样品污染沉积。处理办法(1)对于第一种情况先用40～50℃的纯水，低速正向冲洗柱子，待柱压逐渐下降后，相应提高流速冲洗，柱压大幅度下降后，用常温纯水冲洗，之后用纯甲醇冲洗柱子30分钟。(2)对于第二种情况，由样品的沉积引起污染的C18柱，和纯水反向冲洗柱子，然后换成甲醇冲洗，接着用甲醇+异丙醇(4+6)冲洗柱子(冲洗时间的长短由样品污染的情况而定)，再用换成甲醇冲洗,然后用纯水冲洗，最后甲醇冲洗正向冲洗柱子30分钟以上。故障3既无压力指示,又无液体流过原因(1)泵密封垫圈磨损(2)大量气泡进入泵体。处理办法对于第一种情况,更换密封垫圈对于第二种情况,在泵作用的同时,用一个50ml的玻璃针筒在泵的出口处帮助抽出空气。故障4压力波动大,流量不稳定原因系统中有空气或者单向阀的宝石球和阀座之间夹有异物,使得两者不能密封。处理办法工作中注意观察流动相的量,保证不锈钢滤器沉入储液器瓶底,避免吸入空气,流动相要充分脱气。如为单向阀和阀座之间夹有异物,拆下单向阀,放入盛有丙酮的烧杯用超声波清洗.故障5出峰不佳，峰分叉原因(1)色谱柱被污染(2)柱头填料塌陷。处理办法(1)对于第一种情况，先用纯水反向冲洗柱子，然后换成甲醇冲洗，接着用甲醇+异丙醇(4+6)冲洗柱子(冲洗时间的长短由样品污染的情况而定)，再换成甲醇冲洗，然后用纯水冲洗，最后甲醇冲洗正向冲洗柱子30分钟以上。如冲洗后依然出峰不佳，则考虑第二种情况。(2)对于第二种情况，拧开柱头，检查柱填料是否硬结或塌陷。去除硬结部分(污染的填料)，装入新填料，滴一滴甲醇，填料下陷，再填，用与柱内径相同的顶端平滑的不锈钢杆压紧，再填平，滴甲醇，再压紧反复几次，直至装满填平。柱头用甲醇冲洗干净，擦净柱外壁的填料，拧紧柱头，用纯甲醇冲洗30分钟以上。故障6峰面积重复性不佳。原因(1)进样阀漏液(2)加样针不到位处理办法(1)对于第一种情况更换进样阀垫圈(2)对于第二种情况保证加样针插到底，注射样品溶液后须快速、平稳地从LOAD状态转换到INJECT状态，以保证进样量的准确。使用注意事项注意不要让空气进入输液系统和高压泵中储液器内的溶液如长时间未用，应清洗储液器并更换溶液。每次用完色谱仪后缓冲液要用纯水冲洗干净，防止无机盐析出或沉积。样品的前处理也很重要,任何样品都要尽可能地去除杂质，完全溶解，尽量减少对色谱柱的污染，以延长色谱柱的使用寿命，同时避免注射过浓的样品溶液，以免残留液在进样阀内析出固体引起堵塞。色谱柱作好标记，用于不同分析目的的色谱柱不要混用等。HPLC使用问答问：用HPLC进行分析时保留时间有时发生漂移，有时发生快速变化，原因何在?如何解决?1温度控制不好，解决方法是采用恒温装置，保持柱温恒定2流动相发生变化，解决办法是防止流动相发生蒸发、反应等3柱子未平衡好，需对柱子进行更长时间的平衡关于快速变化问题1流速发生变化，解决办法是重新设定流速，使之保持稳定2泵中有气泡，可通过排气等操作将气泡赶出。3流动相不合适，解决办法为改换流动相或使流动相在控制室内进行适当混合问：液相色谱中峰出现拖尾或出现双峰的原因是什么?答：1筛板堵塞或柱失效，解决办法是反向冲洗柱子，替换筛板或更换柱子。2存在干扰峰，解决办法为使用较长的柱子，改换流动相或更换选择性好的柱子问：HPLC灵敏度不够的主要原因及解决办法答：1样品量不足：解决办法为增加样品量2样品未从柱子中流出：可根据样品的化学性质改变流动相或柱子3样品与检测器不匹配：根据样品化学性质调整波长或改换检测器4检测器衰减太多：调整衰减即可。5检测器时间常数太大：解决办法为降低时间参数6检测器池窗污染：解决办法为清洗池窗。7检测池中有气泡：解决办法为排气。8记录仪测压范围不当：调整电压范围即可。9流动相流量不合适：调整流速即可。10检测器与记录仪超出校正曲线：解决办法为检查记录仪与检测器，重作校正曲线。问：做HPLC分析时，柱压不稳定，原因何在?如何解决?1泵内有空气，解决的办法是清除泵内空气，对溶剂进行脱气处理；2比例阀失效，更换比例阀即可。3泵密封垫损坏，更换密封垫即可。4溶剂中的气泡，解决的办法是对溶剂脱气，必要时改变脱气方法；5系统检漏，找出漏点，密封即可。6梯度洗脱，这时压力波动是正常的。问：我购买的HPLC柱验收测试时柱压过高，请问为什么?答：柱压过高是HPLC柱用户最常碰到的问题。其原因有多方面，而且常常并不是柱子本身的问题，您可按下面步骤检查问题的起因。1拆去保护柱，看柱压是否还高，否则是保护柱的问题，若柱压仍高，再检查；2把色谱柱从仪器上取下，看压力是否下降，否则是管路堵塞，需清洗，若压力下降，再检查。3将柱子的进出口反过来接在仪器上，用10倍柱体积的流动相冲洗柱子，(此时不要连接检测器，以防固体颗粒进入流动性)。这时，如果柱压仍不下降，再检查；4更换柱子入口筛板，若柱压下降，说明你的溶剂或样品含有颗粒杂质，正是这些杂质将筛板堵塞引起压力上升。若柱压还高，请与厂商联系。一般情况下，在进样器与保护柱之间接一个在线过滤器便可避免柱压过高的问题，SGE提供的Rheodyne7315型过滤器就是解决这一问题的最佳选择。TRACEGCultra气相色谱仪工作原理利用混和物在固定相和流动相之间各组分的分配系数不同，达到分离和鉴定的目的。利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配。由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。仪器组成（主要技术参数）主要由气路系统和载气系统组成（1）载气系统包括气源、气体净化、气体流速控制和测量（2）进样系统包括进样器、汽化室（将液体样品瞬间汽化为蒸气）（3）色谱柱和柱温包括恒温控制装置（将多组分样品分离为单个）（4）检测系统包括检测器，控温装置（FID、ECD、FPD检测器）（5）记录系统包括放大器、记录仪、或数据处理装置、工作站主要用途气体及沸点较低且热稳定性好的物质的分离和测定。适用于化工、食品、生物、医药、环保等各个学科领域气相色谱法在生物科学和医学上的应用气相色谱法鉴定厌氧菌气相色谱法分析细菌在体外培养物中的代谢产物临床标本中细菌和检出和鉴定气相色谱法分析细菌细胞成分用血培养物的气相色谱法推测诊断厌氧菌菌血症气相色谱法快速诊断脑膜炎用细胞脂肪酸和酮酸鉴定无色杆菌使用注意事项样品处理：自备试剂：结果分析：气相色谱使用注意事项主要是进样问题手不要拿注射器的针头和有样品部位、不要有气泡（吸样时要慢、快速排出再慢吸，反复几次，10ul注射器金属针头部分体积0.6ul，有气泡也看不到，多吸1-2ul把注射器针尖朝上气泡上走到顶部再推动针杆排除气泡，（指10ul注射器，带芯子注射器平感觉）进样速度要快（但不易特快），每次进样保持相同速度，针尖到汽化室中部开始注射样品。气相色谱-质谱联用分析技术气相色谱分离操作条件的选择柱温的选择截气的选择进样条件的选择常见故障气路系统故障的原因一般是漏气，气体质量不达标，气体稳压、稳流差等。基线若始终向下漂移，即“电平”值逐渐变小至负数，这极有可能是载气泄漏，那么就要查找各个接头部件是否泄漏；若不泄漏而基线仍漂移，则可能是电路系统的故障。电路系统的故障，一般是温度控制系统的故障和检测放大系统的故障，首先检查可控硅、加热丝、铂电阻是断路、短路或是接触不良。其次检查辅回路的其它电子部件。放大系统常见故障是离子讯号线受潮或断开、高阻开关（即灵敏度选择）受潮、集成运算放大器（如：AD515JH、OP07等）性能变差或坏等。若出现基线不停的抖动或基线噪音很大时，可先将放大器的讯号输入线断开，观察基线情况，如果恢复正常，则说明故障不在放大器和处理机（或记录仪），而在气路部分或温度控制单元；反之，则说明故障发生在放大器、记录仪（或处理机）等单元上。原子吸收分光光度计、基本原理原子吸收光谱仪的基本原理是将待测物中所含之元素原子化，原子再吸收由中空阴极射线管所放出之特定波长的光谱，通过测定其吸光度来换算出样品元素浓度。5.2原子吸收分光光度计下节返回章上节5.2.1分类及特点5.2.2光源系统5.2.3原子化系统5.2.4分光系统5.2.5检测系统5.2.1仪器分类及特点(1)单光束;(2)双光束.1.分类:多数仪器还具火焰光度分析功能.①单道双光束;②多道双光束.休息原子吸收分光光度计5.2.1仪器分类及特点单道双光束原子吸收分光光度计:5.2.1仪器分类及特点单道双光束仪器流程示意图:检测光源吸收分光5.2.1仪器分类及特点与一般分光光度计相似,不同之处有:①光源不是连续光源,而是锐线光源;②分光系统处于火焰与检测器之间,避免火焰辐射对检测以及检测器的影响;③为了区分有用信号与背景信