色譜分析ChromatographicAnalysis浙江大學(xué)化學(xué)系11/27/20221編輯ppt色譜分析ChromatographicAnalysis色譜分析方法11/27/20222編輯ppt色譜分析方法11/27/20222編輯ppt色譜分離方法：11/27/20223編輯ppt色譜分離方法：11/27/20223編輯ppt色譜法是一種分離方法，它利用被分離的諸物質(zhì)在互不相溶的兩相中分配系數(shù)的微小差異進行分離。當(dāng)兩相作相對移動時，使被測物質(zhì)在兩相之間進行反復(fù)多次分配，使原來微小的差異累加產(chǎn)生了很大的效果，形成差速遷移，使各組分在柱內(nèi)移動的同時逐漸分離，以達到分離、分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的。11/27/20224編輯ppt色譜法是一種分離方法，它利用被分離的諸物質(zhì)在互不相溶的兩相中色譜分析技術(shù)有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域色譜分離是目前應(yīng)用最廣泛的分離方法。已廣泛地用于石油化工、有機合成、生理生化、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、刑事偵查、生產(chǎn)在線控制，乃至空間探索等許多領(lǐng)域，以解決各種分離分析課題。11/27/20225編輯ppt色譜分析技術(shù)有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域色譜分離是目前應(yīng)用最廣泛的分離方石油化工石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控油田開發(fā)（吸附絲技術(shù)）11/27/20226編輯ppt石油化工石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控11/27/20226編輯ppt環(huán)保污水檢測大氣檢測(室內(nèi)和環(huán)境中空氣質(zhì)量監(jiān)測、汽車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測)11/27/20227編輯ppt環(huán)保污水檢測11/27/20227編輯ppt醫(yī)藥衛(wèi)生提純凈化—如手性色譜分離有效成分藥物中間體的處理食品衛(wèi)生監(jiān)測（瘦肉精、農(nóng)殘、抗生素）11/27/20228編輯ppt醫(yī)藥衛(wèi)生提純凈化—如手性色譜分離有效成分11/27/2022化學(xué)研究樣品提純—如合成產(chǎn)品的檢驗等物質(zhì)性質(zhì)與其配比的相關(guān)性——色譜法和化學(xué)計量學(xué)方法結(jié)合11/27/20229編輯ppt化學(xué)研究樣品提純—如合成產(chǎn)品的檢驗等11/27/20229編生命科學(xué)研究DNA測序—用CE、HPLC技術(shù)、生物工程下游技術(shù)—細胞的培養(yǎng)、分離、純化和分析檢測參見劉國詮主編《生物工程下游技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社，1993年11/27/202210編輯ppt生命科學(xué)研究DNA測序—用CE、HPLC技術(shù)、11/27/2一、方法的發(fā)展1952年，Martin和Synge首次用氣體為流動相，配合微量酸堿滴定，發(fā)明了氣相色譜法。1953年，Adams和Holmes合成了離子交換劑，并將其用于色譜分離，從而形成了離子交換色譜法。1958年，Golay提出了分離效能極高的毛細管柱氣相色譜法11/27/202211編輯ppt一、方法的發(fā)展1952年，Martin和Synge首次用氣體一、方法的發(fā)展1938年，Izmailov等將糊狀氧化鋁鋪展在玻璃板上，形成2mm厚的薄層，用于分離藥用植物的萃取物，開始了薄層色譜法。1944年，Consden、Cordon和Martin創(chuàng)立了紙色譜法。他們利用濾紙的毛細作用，讓溶劑由下至上地滲透，結(jié)合混合物中各組分在兩相中的溶解度的差異，使各組分以不同速率在濾紙上遷移而得到分離11/27/202212編輯ppt一、方法的發(fā)展1938年，Izmailov等將糊狀氧化鋁鋪展一、方法的發(fā)展1959年，Porath和Flodin提出了大小排阻色譜法，其原理是利用柱內(nèi)多孔填料對不同尺寸的分子具有選擇滲透作用。80年代發(fā)展起來的毛細管電泳，解決了DNA及其片段、單克隆抗體、蛋白質(zhì)及多肽等一般色譜技術(shù)難于解決的分離分析問題。現(xiàn)在已經(jīng)派生出毛細管膠束電動色譜、毛細管等電聚焦、毛細管電泳離子分析法、微填充毛細管電泳法等多個新分支。11/27/202213編輯ppt一、方法的發(fā)展1959年，Porath和Flodin提出了大二、儀器的發(fā)展五十年代第一臺色譜儀問世11/27/202214編輯ppt二、儀器的發(fā)展五十年代第一臺色譜儀問世11/27/2022二、儀器的發(fā)展六十年代就有數(shù)臺5公斤重的色譜儀隨阿波羅飛船同登月球，自動取樣分析，1970年更有一臺100克重的色譜儀飛上了火星。11/27/202215編輯ppt二、儀器的發(fā)展六十年代就有數(shù)臺5公斤重的色譜儀隨阿波羅飛船同二、儀器的發(fā)展1967年時全世界共有色譜儀7萬臺1972年就發(fā)展到20萬臺現(xiàn)在我國的儀器就有數(shù)十萬臺過去龐大的體積，到現(xiàn)在的越來越小巧過去只有進口的，現(xiàn)在國產(chǎn)的也很好11/27/202216編輯ppt二、儀器的發(fā)展1967年時全世界共有色譜儀7萬臺11/27/二、色譜法的特點1．分離效率高：可在很短的時間內(nèi)分離多達二、三百個組分的復(fù)雜物質(zhì)，柱效能可達106的理論板。2．檢測能力強：可以檢測出10-11~10-15克級的痕量組分，能滿足環(huán)境檢測、農(nóng)藥殘留等大量日常檢測分析的需要。3．樣品用量少：樣品用量一般為微升級，少的可達納克級。4．適用范圍廣：幾乎所有與化學(xué)有關(guān)的領(lǐng)域都有其用武之地。11/27/202217編輯ppt二、色譜法的特點1．分離效率高：可在很短的時間內(nèi)分離多達二、多模式及聯(lián)用技術(shù)復(fù)雜樣品靠單一分離方法或技術(shù)是不夠的，需多模式及多項新技術(shù)的聯(lián)用。極性溶劑提取物可考慮用HPLC有揮發(fā)性的化合物優(yōu)先用GC毛細管電泳是HPLC的補充和發(fā)展聯(lián)用技術(shù)是今后的趨勢GC-MSLC-MSGC-MS-MSGC-FTIR11/27/202218編輯ppt多模式及聯(lián)用技術(shù)復(fù)雜樣品靠單一分離方法或技術(shù)是不夠的，需多模色譜基本理論11/27/202219編輯ppt色譜基本理論11/27/202219編輯ppt三、色譜基本理論11/27/202220編輯ppt三、色譜基本理論11/27/202220編輯ppt色譜分離原理11/27/202221編輯ppt色譜分離原理11/27/202221編輯ppt基本關(guān)系式保留時間保留體積容量因子k

11/27/202222編輯ppt基本關(guān)系式保留時間11/27/202222編輯ppt基本關(guān)系式相對保留值相對保留值是衡量分離情況的重要參數(shù)，大多數(shù)手冊上可查到。因其只與色譜柱種類及柱溫有關(guān)，故也是重要的定性指標(biāo)。11/27/202223編輯ppt基本關(guān)系式相對保留值相對保留值是衡量分離情況的重要參數(shù)，大多基本關(guān)系式分離因子塔板數(shù)塔板高度N和H都有理論值和有效值兩類,其差別在于用保留時間和校正保留時間11/27/202224編輯ppt基本關(guān)系式分離因子N和H都有理論值和有效值兩類,其差別在于用基本關(guān)系式（死時間測定）死時間的測定很難：

無合適樣品（完全不保留并有足夠強的紫外信號）一般測定方法為（紫外檢測器）：1.正向——四氟乙烯反向——苯甲酸、硝酸等2.比流動相少一個C的同系物3.不具備條件時可用下式計算

11/27/202225編輯ppt基本關(guān)系式（死時間測定）死時間的測定很難：11/27/202基本關(guān)系式（分離度）11/27/202226編輯ppt基本關(guān)系式（分離度）11/27/202226編輯ppt基本關(guān)系式11/27/202227編輯ppt基本關(guān)系式11/27/202227編輯ppt柱性能參數(shù)：總孔率柱壓降滲透率11/27/202228編輯ppt柱性能參數(shù)：11/27/202228編輯ppt色譜理論——塔板理論塔板理論是由Martin等人在平衡色譜理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。他們把色譜柱比擬為分餾塔，中間設(shè)想成可分為許多分餾塔片（板）。他們假定：1．流動相按前進方向以脈沖使通過柱子，最小單位為一塔板體積;2.組分在柱內(nèi)兩相間的分配系數(shù)是恒定的，與組分濃度及在柱內(nèi)的位置無關(guān);3.組分在所有塔板上的兩相平衡在瞬間建立;4.所有組分濃度以起始塔板中的濃度為基準(zhǔn)11/27/202229編輯ppt色譜理論——塔板理論塔板理論是由Martin等人在平衡色譜理色譜理論——塔板理論由塔板理論可得到：在色譜過程中色譜峰是要展寬的，展寬的寬度平方值和理論板高H成正比。即相達成“平衡”所需的距離H值越大，則色譜峰展寬也就越嚴(yán)重。反之，若理論板高H值越小。而就一定柱長而言，組分在兩相間的“平衡”次數(shù)就越多，色譜柱的分離效率就越高，因此理論板高H值是衡量色譜柱效率的一個很好的指標(biāo)。塔板理論回答了影響色譜峰保留時間和峰寬度這二個重要問題，但它沒有回答寬度也就是相應(yīng)的理論板高究竟受哪些操作條件的影響。11/27/202230編輯ppt色譜理論——塔板理論由塔板理論可得到：在色譜過程中色譜峰是要色譜理論——速率理論1952年Lapidus等對填充柱色譜過程做了較詳細的研究，指出色譜過程中引起組分寬度擴張的因素主要是：1.沿柱流動方向的縱向擴散效應(yīng)；2.組分在兩相間的平衡不能瞬時達成，即它在兩相交換時傳質(zhì)速度是有限的。11/27/202231編輯ppt色譜理論——速率理論1952年Lapidus等對填充柱色譜過色譜理論——速率理論這就是著名的范底姆特方程。也可把VanDeemter方程描述為：11/27/202232編輯ppt色譜理論——速率理論這就是著名的范底姆特方程。也可把Van色譜理論——速率理論與氣相色譜不同，液相色譜有其特點，因而其速率理論的表述方式也有區(qū)別：各項分別為：渦流擴散項、分子擴散項、傳質(zhì)阻力項（固定相、流動流動相和滯留流動相）11/27/202233編輯ppt色譜理論——速率理論與氣相色譜不同，液相色譜有其特點，因而其色譜理論——速率理論各項可具體表述為：11/27/202234編輯ppt色譜理論——速率理論各項可具體表述為：11/27/20223色譜理論——速率理論可圖示為：11/27/202235編輯ppt色譜理論——速率理論可圖示為：11/27/202235編輯p色譜理論——速率理論最低板高：最佳流速：11/27/202236編輯ppt色譜理論——速率理論最低板高：11/27/202236編輯p色譜參考資料11/27/202237編輯ppt色譜參考資料11/27/202237編輯ppt專著史堅編，《現(xiàn)代柱色譜分析》，上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1988.7.達世祿編《色譜學(xué)導(dǎo)論》武漢大學(xué)出版社，1988.10.周良模等編著，《氣相色譜新技術(shù)》，科學(xué)出版社，1994.11.盧佩章等《色譜理論基礎(chǔ)》科學(xué)出版社，1989年第一版，1997年第二版.11/27/202238編輯ppt專著史堅編，《現(xiàn)代柱色譜分析》，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社，19專著任惠敏主編的《色譜技術(shù)叢書》化學(xué)工業(yè)出版社，一套13本，涵蓋所有色譜技術(shù)：色譜分析概論離子色譜方法及應(yīng)用色譜定性和定量毛細管電泳技術(shù)及應(yīng)用氣相色譜檢測方法色譜分析樣品處理液相色譜檢測方法色譜聯(lián)用技術(shù)氣相色譜方法及應(yīng)用色譜柱技術(shù)高效液相色譜方法及應(yīng)用色譜儀器維護與故障排除平面色譜方法及應(yīng)用11/27/202239編輯ppt專著任惠敏主編的《色譜技術(shù)叢書》化學(xué)工業(yè)出版社，一套13本，雜志色譜科學(xué)雜志（J，ChromatographySci）1963年創(chuàng)刊,原名氣相色譜雜志（J,GasChromat）,1969年改為現(xiàn)名,主要發(fā)表氣相、液相原始論文和總結(jié)性文章（英文）和色譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜。色譜雜志（J，Chromatograpy）1958年創(chuàng)刊,系多科性（包括氣相、液相色譜，薄層色譜，紙色譜，離子交換色譜等）國際雜志，刊登各種原始論文及講座性文章，并附有定性、定量數(shù)據(jù)及色譜文摘，文章以英文、法文或德文發(fā)表，從1993年起分A、B卷發(fā)行，每年還有Review專輯。11/27/202240編輯ppt雜志色譜科學(xué)雜志（J，ChromatographySci）雜志色層法（Chromatographia），1968年創(chuàng)刊，多科性國際雜志，亦稱色譜快報，文章以英文、法文、或德文發(fā)表，并附有三種文字的摘要。JouynalofChromatographyLibrary,不定期出版。液相色譜雜志（J,ofLiquidChromatography）,1978年創(chuàng)刊,主要發(fā)表HPLC的研究報告。高分離色譜與色譜通訊（J.ofHighResolutionChromatographyandChromatographyCommunication）1978年創(chuàng)刊。11/27/202241編輯ppt雜志色層法（Chromatographia），1968年創(chuàng)刊雜志《色譜》，1984年創(chuàng)刊，刊登各種原始論文和綜述，為雙月刊?？巧V文章和評論性文章的還有各種分析化學(xué)相關(guān)的雜志，如各國的“分析化學(xué)”（中、美、英、日、德等），中文的《理化檢驗》、《環(huán)境化學(xué)》等專業(yè)文獻上也有相當(dāng)比例的色譜論文發(fā)表。11/27/202242編輯ppt雜志《色譜》，1984年創(chuàng)刊，刊登各種原始論文和綜述，為雙月手冊手冊是最方便地查閱相關(guān)文獻的工具，盡管所列數(shù)據(jù)并非最新的。如1999年3月起再版的《分析化學(xué)手冊》第二版，共10個分冊：1-基礎(chǔ)知識與安全知識2-化學(xué)分析3-光譜分析4-電分析化學(xué)5-氣相色譜分析6-液相色譜分析7-核磁共振波譜分析8-熱分析9-質(zhì)譜分析10-化學(xué)計量學(xué)11/27/202243編輯ppt手冊手冊是最方便地查閱相關(guān)文獻的工具，盡管所列數(shù)據(jù)并非最新的學(xué)術(shù)會議文集每年都有不同組織者組織召開的國際國內(nèi)的各種分析界的學(xué)術(shù)報告會，會議的文集也是一種很好的參考文獻，值得收集閱讀。全國色譜學(xué)術(shù)報告會和浙江省色譜學(xué)術(shù)報告會均每兩年舉辦一次，全國會議每次能征集到論文500篇以上，省會議也能征集到60篇以上。11/27/202244編輯ppt學(xué)術(shù)會議文集每年都有不同組織者組織召開的國際國內(nèi)的各種分析界色譜網(wǎng)站已有很多國際網(wǎng)站，包括美國化學(xué)會的網(wǎng)站，可搜索后查取相關(guān)文獻。浙江省關(guān)于色譜方面的網(wǎng)站有：5411/27/202245編輯ppt色譜網(wǎng)站已有很多國際網(wǎng)站，包括美國化學(xué)會的網(wǎng)站，可搜索后查取色譜柱系統(tǒng)ChromatographicColumnSystem11/27/202246編輯ppt色譜柱系統(tǒng)ChromatographicColumnSy色譜柱是色譜分析的心臟色譜分析是分離方法，完成分離任務(wù)的色譜柱十分重要。固定相——柱內(nèi)不移動、起分離作用的物質(zhì)，有固體和液體之分。11/27/202247編輯ppt色譜柱是色譜分析的心臟色譜分析是分離方法，完成分離任務(wù)的色譜§1氣固填充色譜柱固定相為吸附劑，有以下特點：較大的比表面——大于200M2/克較好的選擇性良好的穩(wěn)定性使用方便11/27/202248編輯ppt§1氣固填充色譜柱固定相為吸附劑，有以下特點：11/271.1吸附等溫線與峰形狀11/27/202249編輯ppt1.1吸附等溫線與峰形狀11/27/202249編輯ppt1.2傳統(tǒng)固定相活性炭(ActivatedCarbon)——非極性，分析永久性氣體氧化鋁(Alumina)——中等極性，分析氣體混合物硅膠(SilicaGel)——氫鍵型，分析小分子烷烴分子篩(MolecularSieves)——強極性，永久性氣體11/27/202250編輯ppt1.2傳統(tǒng)固定相活性炭(ActivatedCarbon)活性炭分離氣體混合物11/27/202251編輯ppt活性炭分離氣體混合物11/27/202251編輯ppt氧化鋁分離汽油11/27/202252編輯ppt氧化鋁分離汽油11/27/202252編輯ppt分子篩分離永久性氣體11/27/202253編輯ppt分子篩分離永久性氣體11/27/202253編輯ppt1.3傳統(tǒng)固定相改性針對各自的固有弱點而展開：結(jié)構(gòu)改性——主要為擴大表面毛細孔徑，使其比較均勻化學(xué)改性——除去表面的活性基團(-OH等)氧化鋁用不同濃度的KF改性作用不同(填或擴)。11/27/202254編輯ppt1.3傳統(tǒng)固定相改性針對各自的固有弱點而展開：11/27/211/27/202255編輯ppt11/27/202255編輯ppt1.4新型氣固色譜固定相石墨化炭黑(Cabopack系列，GCB系列)：加熱使炭黑成片狀石墨化結(jié)構(gòu)，選擇性提高，色譜峰形改善。碳分子篩(TDX系列等)：是高分子產(chǎn)品，對-CH2-保留強。多孔硅膠(Porasil系列等)：分離性能提高。高分子多孔小球(Porapak,Chropmosorb等):既是吸附劑又是載體，效果好。11/27/202256編輯ppt1.4新型氣固色譜固定相石墨化炭黑(Cabopack系列，Poropak固定相結(jié)構(gòu)苯乙烯-二乙烯苯共聚體小球11/27/202257編輯pptPoropak固定相結(jié)構(gòu)11/27/202257編輯ppt碳分子篩分離含硫化合物1.空氣2.硫化氫3.氧硫化碳4.三氧化硫5.甲基硫醇6.二硫化碳11/27/202258編輯ppt碳分子篩分離含硫化合物1.空氣2.上試402有機載體

(1)水(2)甲酸(3)乙酸(4)丙酸(5)丁酸粒度：20/80目，柱長：2米×Ф4mm，柱溫：160℃載氣：H225ml/分11/27/202259編輯ppt上試402有機載體11/27/202259編輯pptPoropakQ測溶劑中水

1.6英尺×英寸(0D)SS.PorapakQ(150-200目)TC=220℃,He37ml/min,TCD11/27/202260編輯pptPoropakQ測溶劑中水11/27/202260編§2氣液填充色譜柱在惰性固體表面涂漬高沸點有機化合物，以其特殊的性質(zhì)進行分離。惰性固體——載體有機化合物——固定液11/27/202261編輯ppt§2氣液填充色譜柱在惰性固體表面涂漬高沸點有機化合物，以1.氣液色譜載體分為硅藻土和非硅藻土兩大類，基本要求為：表面積大，孔徑均勻：承載更多固定液，并使液膜薄而均勻。惰性好：能附著固定液且不和樣品反應(yīng)。熱穩(wěn)定性和機械強度好：保證柱效粒度均勻：便于填充11/27/202262編輯ppt1.氣液色譜載體分為硅藻土和非硅藻土兩大類，基本要求為1.1硅藻土載體(DiatomiteSuport)由具有一定氣孔的單細胞海藻殘骸堆積而成，因此硅藻土保持了海藻的多孔結(jié)構(gòu).11/27/202263編輯ppt1.1硅藻土載體(DiatomiteSuport)由具有1)硅藻土載體性質(zhì)兩種硅藻土載體的化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相似，但表面結(jié)構(gòu)大不相同，性能也不同。品種特點承載固定液用途機械特性比表面催化性能紅色好大4m2/g強多可達40%分析非極性樣品白色差小1m2/g弱少可達20%分析極性樣品11/27/202264編輯ppt1)硅藻土載體性質(zhì)兩種硅藻土載體的化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本2)載體吸附作用載體表面具有硅醇（Si-OH）和硅醚（Si-O-Si）結(jié)構(gòu)，且有少量金屬（如鐵、鋁）氧化物（特別是紅色載體），故表面存在著氫鍵和酸堿活性作用點，是引起載體吸附甚至化學(xué)反應(yīng)或催化反應(yīng)的根本原因。11/27/202265編輯ppt2)載體吸附作用載體表面具有硅醇（Si-OH）和硅醚（S3)吸附作用的消除酸洗：目的是除去載體表面上鐵等金屬氧化物堿洗：目的是除去載體表面Al2O3等酸性雜質(zhì)硅烷化：目的是消附載體表面的硅醇基團，減弱生成氫鍵作用力。此法可拓展應(yīng)用于特殊基團的引入釉化：目的是堵塞載體表面的微孔和改變表面性質(zhì)加脫活劑：用表面活性劑飽和(鍵合)載體表面的吸附中心。11/27/202266編輯ppt3)吸附作用的消除酸洗：目的是除去載體表面上鐵等金屬氧化2.非硅藻土載體有多種類型，主要有：高分子小球：（如前述）氟載體：可分析腐蝕性氣體或強極性物質(zhì)，但柱效不高，且裝填困難。玻璃微球：表面積小，滲透性好，但柱效低。11/27/202267編輯ppt2.非硅藻土載體有多種類型，主要有：11/27/20226載體名稱硅藻土載體玻璃球石英球氟塑料化學(xué)組成多孔的硅藻土顆粒內(nèi)含SiO2(60～90%)Fe2O3﹤10%,Al2O339～50%,MgO少量。硬質(zhì)玻璃組成的小球（其成分隨原料不同而異）主要成份為SiO2含量占90%以上一般為聚四氟乙烯或聚三氟氯乙烯催化性能有小小很小最高使用溫度硅烷化﹤350℃一般﹥500℃250℃≥500℃﹤180℃涂漬固定液的難易易易易難用途通用載體低固定液，能在較低溫度下分離沸點較高的化合物與玻璃球使用相同，溫度上限高。用于分離強腐蝕性和強極性化合物11/27/202268編輯ppt載體名稱硅藻土載體玻璃球石英球氟塑料化學(xué)組成多孔的硅藻土2.氣液色譜固定液為高分子有機化合物，在操作溫度下必須呈液態(tài)，基本要求為：對組分有良好的選擇性

：使樣品中各組分能彼此分離蒸氣壓低

：減少色譜柱固定液的流失熱穩(wěn)定性和潤濕性好好：保證柱效化學(xué)惰性好：不與組分、載體、載氣發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)

凝固點低，粘度適當(dāng)，成分穩(wěn)定：11/27/202269編輯ppt2.氣液色譜固定液為高分子有機化合物，在操作溫度下必須2.1分子間作用力各組分之所以能在色譜柱中被分離，決定于分子間作用力的大小。作用力大的保留值大，留柱時間長，后出峰。主要有色散力(非極性或弱極性分子之間的一種作用力)誘導(dǎo)力(極性分子與非極性分子之間使非極性分子極化而產(chǎn)生的力)11/27/202270編輯ppt2.1分子間作用力各組分之所以能在色譜柱中被分離，決定于2.1分子間作用力定向力(極性分子間的永久偶極矩所引起分子間的一種作用力)氫鍵作用力(特殊的定向作用力)選擇性分子間作用力的研究有很好前景。其實是“超分子化學(xué)”理論的不同表述而已。11/27/202271編輯ppt2.1分子間作用力定向力(極性分子間的永久偶極矩所引起分1)集團結(jié)構(gòu)適應(yīng)理論在色譜分離中，有許多反常例子，出峰順序與常規(guī)分子間作用力大小有違（20種典型化合物在12種固定相上201個相對保留數(shù)據(jù)中有66個與預(yù)測值不相符）。由于分子中存在著各種集團，不同分子間的集團在電子性質(zhì)及空間因素上各有不同。當(dāng)它們互相適應(yīng)時就能相互耦合，發(fā)生較強作用，宏觀體現(xiàn)為后出峰。當(dāng)它們不相適應(yīng)時，雖有集團存在亦無這種加強作用。換言之，分子間引力存在某種選擇性。提出了選擇性分子間引力理論，或稱“集團結(jié)構(gòu)適應(yīng)理論”。11/27/202272編輯ppt1)集團結(jié)構(gòu)適應(yīng)理論在色譜分離中，有許多反常例子，出峰順序2)選擇性分子間力11/27/202273編輯ppt2)選擇性分子間力11/27/202273編輯ppt2.2固定液分類按極性分：可根據(jù)被測物極性的大小來查閱，方便地尋找極性相似的固定液作替代品按官能團分：便于了解固定液的類別，可由結(jié)構(gòu)考慮來選擇固定相11/27/202274編輯ppt2.2固定液分類按極性分：可根據(jù)被測物極性的大小來查閱，A.按極性分類的考慮方法：選3根柱子：β,β’氧二丙腈，角鯊?fù)?，待測柱選兩個評價物：苯——環(huán)己烷測相對保留值計算相對極性：11/27/202275編輯pptA.按極性分類的考慮方法：11/27/202275編輯p按極性分類的考慮計算相對極性按20為一級分類11/27/202276編輯ppt按極性分類的考慮計算相對極性11/27/202276編輯ppB.固定液特征常數(shù)概述以不同性質(zhì)的多種物質(zhì)分別考察某固定液，將得到不同結(jié)果。將這些數(shù)據(jù)按一定的規(guī)律歸類，并命名為特征常數(shù)。由Rohrschneider于1966年首先提出，后由McReynods修正。11/27/202277編輯pptB.固定液特征常數(shù)概述以不同性質(zhì)的多種物質(zhì)分別考察某固定1)評價物及意義羅氏作用情況符號麥?zhǔn)媳诫娮咏o予體X苯乙醇質(zhì)子給予體Y丁醇丁酮定向偶極力Z戊酮-2硝基甲烷電子接受體U硝基丙烷吡啶質(zhì)子接受體S吡啶11/27/202278編輯ppt1)評價物及意義羅氏作用情況符號麥?zhǔn)媳诫娮咏o予體X苯乙醇2)兩種評價體系的差異羅氏評價物：在測定時需要用到氣態(tài)烴類化合物，操作麻煩。麥?zhǔn)险轻槍υ摬蛔愣岢觯F(xiàn)廣泛采用麥?zhǔn)铣?shù)。色譜手冊上有該參數(shù)，有按5種評價物數(shù)值的大小排列的，也有以五項指標(biāo)值之和（或平均值）排列的。11/27/202279編輯ppt2)兩種評價體系的差異羅氏評價物：在測定時需要用到氣態(tài)烴3)部分固定液的McReynods常數(shù)值固定液XYZUSSE-301655446642ApiezonL3222153242XE-60204381340493367XF-1125204381340493367OV-1011757456743SP-21001757456743QF-1144233355463305PEG20M32253636857251011/27/202280編輯ppt3)部分固定液的McReynods常數(shù)值固定液XYZUSSE4)特征常數(shù)的應(yīng)用判斷固定液性質(zhì)(極性大小、對哪類樣品保留大)。選擇替代品(常數(shù)基本相同的便可替代)。判斷峰形好壞(在某固定相上已拖尾，則在常數(shù)值大的柱上拖尾將更嚴(yán)重)。判斷出峰順序(常數(shù)值大的后出峰，且兩數(shù)值之比大于1.5，可認(rèn)為能很好分離)。用于合理選擇固定相(根據(jù)樣品中不同組分的主要性質(zhì)差異，合理選擇相應(yīng)參數(shù)差值大的固定液)。11/27/202281編輯ppt4)特征常數(shù)的應(yīng)用判斷固定液性質(zhì)(極性大小、對哪類樣品保固定相的優(yōu)選固定相眾多，實驗室不可能也沒必要配全。推薦用固定相主要有：11/27/202282編輯ppt固定相的優(yōu)選固定相眾多，實驗室不可能也沒必要配全。11/27名稱縮寫麥?zhǔn)铣?shù)和D值最高使用溫度1角鯊?fù)镾Q001502甲基硅油SE-30,OV-101205-2291003503苯基(10%)甲基聚硅氧烷OV-34231943504苯基(20%)甲基聚硅氧烷OV-75922713505苯基(50%)甲基聚硅氧烷DC-710,OV-17827-8843773756苯基(60%)甲基聚硅氧烷OV-2210754883507三氟丙基(50%)甲基聚硅氧烷OV-10,QF-11500-25507092758－氰乙基(25%)甲基聚硅氧烷XE-6017858212509聚乙二醇-20000PEG-20M2308105222510聚乙二醇二乙二酸酯DEGA2764129520011聚丁二醇二乙二酸酯DEGS35041612200121,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷TCEP4145188517511/27/202283編輯ppt名稱縮寫麥?zhǔn)螪值最高使1角鯊?fù)镾Q001502甲基鍵合固定相以分子鍵的形式將固定液鍵合到適當(dāng)?shù)妮d體上，減少流失損失。再適當(dāng)膠聯(lián)聚合，進一步提高性能，尤其是對毛細管柱。主要的鍵和體系是以PEG系列為對象。引入特殊基團可提高柱選擇性(類似于具有選擇作用的螯合樹脂)。11/27/202284編輯ppt鍵合固定相以分子鍵的形式將固定液鍵合到適當(dāng)?shù)妮d體上，減少流失混合固定相單一固定液不能滿足分離需要時可考慮用混合柱?；旌夏Ｊ剑夯旌贤炕旌涎b單柱串聯(lián)前兩法的效果基本相近，較另一法好。11/27/202285編輯ppt混合固定相單一固定液不能滿足分離需要時可考慮用混合柱。11/混合固定相配比選擇可用窗口法求出合適的固定液比11/27/202286編輯ppt混合固定相配比選擇可用窗口法求出合適的固定液比11/27/2混合固定相配比選擇11/27/202287編輯ppt混合固定相配比選擇11/27/202287編輯ppt程序柱按預(yù)先設(shè)置的程序，按一定方式裝填固定相而制成的柱子?？筛淖兊囊蛩赜校阂狠d比、載體粒度、裝填長度。組合恰當(dāng)，可得很好的分離效果。11/27/202288編輯ppt程序柱按預(yù)先設(shè)置的程序，按一定方式裝填固定相而制成的柱子。14)固定液選用原則“相似相溶原則”

被分離樣品為非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液。被分離的樣品為極性物質(zhì)，則一般先用極性固定液。被分離樣品為極性物質(zhì)（或易被極化物質(zhì)）和非極性物質(zhì)的混合物，一般也選用極性固定液11/27/202289編輯ppt4)固定液選用原則“相似相溶原則”被分離樣品為非極性4)固定液選用原則被分離的樣品若為形成氫鍵的物質(zhì)，一般選擇極性或氫鍵型固定液被分離樣品為具有酸性和堿性（吡啶類）的極性物質(zhì)，會產(chǎn)生嚴(yán)重拖尾，一般選用極性固定液，并加酸性或堿性減尾劑11/27/202290編輯ppt4)固定液選用原則被分離的樣品若為形成氫鍵的物質(zhì)，一般4)固定液選用原則被分離樣品為異構(gòu)體，一般選用強極性或有特殊作用力的固定液被分離樣品為不同族的混合物，視具體情況而定，或用單一固定液，或用混合物固定液。11/27/202291編輯ppt4)固定液選用原則被分離樣品為異構(gòu)體，一般選用強極性或5)固定液使用中的有關(guān)問題A．固定液的純度和精制固定液是一種高沸點的有機物，由于固定液的生產(chǎn)過程、包裝、貯存和供應(yīng)等方面的問題，有時會使得固定液中含有影響色譜分析的雜質(zhì)，即達不到要求的純度。如商品鄰苯二甲酸酯和磷酸二甲酯中混有酸性化合物，聚酯和聚乙二醇等往往含有低聚物。因此，此類固定液在使用前必須予以精制。目前常用固定液精制的方法有精密分餾和氣相色譜分離純化兩種，后法簡便、快速，得到的固定液純度可達99.99%以上，但需用制備色譜儀，前法在實驗室就可進行。11/27/202292編輯ppt5)固定液使用中的有關(guān)問題A．固定液的純度和精制11/27

B．固定液的最高使用溫度和最低使用溫度固定液雖是高沸點有機物，但也不能在太高的溫度下使用。該限制溫度即謂最高使用溫度，它應(yīng)比相應(yīng)固定液的沸點低大約150～200℃。超過最高使用溫度可能使固定液變質(zhì)，產(chǎn)生流失現(xiàn)象或者縮短色譜柱的壽命。有的固定液使用溫度有一個“下限”，即最低使用溫度。低于此溫度，固定液溶解被測組份的能力降低，或分離效果很差。如二甲基硅橡膠最低使用溫度為100－125℃、阿匹松L的最低使用溫度為75℃、六環(huán)聚苯醚的最低使用溫度為75℃等等。11/27/202293編輯pptB．固定液的最高使用溫度和最低使用溫度固定液雖是高沸點有機C.固定液的涂漬與老化色譜柱質(zhì)量還與固定液能否均勻分布在載體表面以及填充情況有密切的關(guān)系。當(dāng)選好固定液后，還需要確定固定液與載體的量比(液載比，3:100到10:100)。固定液一般采用動態(tài)法涂漬：涂漬須在通風(fēng)柜進行。稱取一定量固定液溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑中(必要時可回流)，然后加入一定量經(jīng)過處理和篩分過的載體，在適當(dāng)溫度下輕輕拍打燒杯，待其中所有溶劑完全揮發(fā)后即涂漬完畢。11/27/202294編輯pptC.固定液的涂漬與老化色譜柱質(zhì)量還與固定液能否均勻分布在載C.固定液的涂漬與老化涂漬完畢還需進行老化處理，其目的有二：徹底除去填充物中的殘余溶劑和某些揮發(fā)性雜質(zhì)，促進固定液均勻牢固地分布于載體表面。老化操作通常在較低的載氣流速、略高于操作柱溫，但又不超地固定液的最高使用溫度的條件下，加熱十幾個小時，然后接入正常氣路，直至記錄器上的基線平直，就可進行分析。11/27/202295編輯pptC.固定液的涂漬與老化涂漬完畢還需進行老化處理，其目的有二D.色譜柱柱體的選擇，試漏和清洗填充色譜柱一般是玻璃柱或不銹鋼柱(3~4mm×1~4m)，根據(jù)實驗條件(如柱壓柱溫)和樣品性質(zhì)(如反應(yīng)性能、腐蝕性等)選擇合適柱材，現(xiàn)多為螺旋形(螺旋直徑與柱內(nèi)徑之比一般為15：1到25：1)。柱子使用前都需進行試漏和清洗。試漏方法：將柱出口堵死后浸在水里，通氣，在高于操作壓力下，不應(yīng)有氣泡冒出。柱的清洗與柱材有關(guān)：一般有堿洗、水洗、有機溶劑洗。11/27/202296編輯pptD.色譜柱柱體的選擇，試漏和清洗填充色譜柱一般是玻璃柱或不E.固定相的填充一般采用泵抽法填充，在柱的一端（以后接檢測器那端）填入少量玻璃棉后用布包緊，接上真空泵抽氣，另一端用小漏斗加入固定相，在不斷輕輕敲擊柱身中直至填滿。要注意的是，敲打不能過重，以免載體碎裂；對涂漬低沸點固定液的固定相不宜用泵抽法；裝填要均勻，不要太松或太緊。11/27/202297編輯pptE.固定相的填充一般采用泵抽法填充，在柱的一端（以后接檢F、其他柱子現(xiàn)在多采用毛細管柱進行分離，它的處理以后專門論述。11/27/202298編輯pptF、其他柱子現(xiàn)在多采用毛細管柱進行分離，它的處理以后專門論述柱故障的診斷與排除(1.多出峰)有兩種類型的附加峰1.即使不進樣也會出現(xiàn)的峰(鬼峰)，并且在色譜分析過程中也會出現(xiàn)在真實的峰之中2.由樣品產(chǎn)生的附加峰11/27/202299編輯ppt柱故障的診斷與排除(1.多出峰)有兩種類型的附加鬼峰柱頭污染烘焙色譜柱，然后做空運行（無樣品）進樣墊流失使用高質(zhì)量的產(chǎn)品進樣口污染殘留在進樣口或襯管中的物質(zhì)載氣不純使用高純度的載氣及高質(zhì)量的氣體凈化器，并定期更換載氣中雜質(zhì)與固定相發(fā)生反應(yīng)若使用分離/無分流進樣口進樣口底部的密封墊可能會與樣品反應(yīng)使用精制進口密封墊11/27/2022100編輯ppt鬼峰柱頭污染11/27/2022100編輯ppt樣品產(chǎn)生的附加峰即使進純樣，也會出現(xiàn)附加峰做一次空運行--如果這些峰還存在，不是由樣品產(chǎn)生的，按照前面介紹的方法檢查進樣口溫度過熱，可以導(dǎo)致樣品組分的降解每次將進樣口降低20℃，觀察峰是否仍出現(xiàn)襯管與樣品起反應(yīng)使用脫活的襯管襯管內(nèi)填充物有活性更換襯管內(nèi)填充物或使用無填充物的襯管11/27/2022101編輯ppt樣品產(chǎn)生的附加峰即使進純樣，也會出現(xiàn)附加峰11/27/202樣品產(chǎn)生的附加峰樣品在進樣口停留的時間太長增加柱流速樣品組分穩(wěn)定性差盡可能降低進樣口溫度使用脈沖式無分流或脈沖式分流進樣11/27/2022102編輯ppt樣品產(chǎn)生的附加峰樣品在進樣口停留的時間太長11/27/202柱故障的診斷與排除(2.丟失峰)進樣口溫度太低高沸點的化合物不能很快地氣化增加進樣口溫度進樣口溫度太高許多揮發(fā)性的組分在進樣口降解降低進樣口溫度進樣口被污染進樣口的污染物與樣品發(fā)生反應(yīng)清洗進樣口，更換襯管和進樣墊襯管有活性使用脫活的襯管色譜圖中沒有出現(xiàn)你希望得到的樣品組分峰11/27/2022103編輯ppt柱故障的診斷與排除(2.丟失峰)進樣口溫度太低色譜圖柱故障的診斷與排除柱過載將樣品稀釋10倍重新進樣使用較厚液膜但固定液相同的色譜柱減少進樣量小體積進樣增加分流比可能是幾個未分離的色譜峰將柱溫降低20℃再進樣局部的分離可以顯示其它額外的樣品組分峰型不好11/27/2022104編輯ppt柱故障的診斷與排除柱過載峰型不好11/27/2022104編柱故障的診斷與排除使用較長的色譜柱試一試不同選擇性或不同極性的柱子如將HP-1換成HP-5如將HP-5換成HP-35或HP-50+例如半揮發(fā)性的苯甲酸（色譜性能不好）峰型不好11/27/2022105編輯ppt柱故障的診斷與排除使用較長的色譜柱峰型不好11/27/202柱故障的診斷與排除峰型很差合并的峰（未分離的峰）將柱溫降低20-30℃在進樣口的底部安裝柱子的地方安裝絕緣帽

將進樣口溫度增加20-30℃檢查樣品與溶劑的選擇是否正確對極性的化合物使用極性的溶劑峰頂分叉（雙肩峰）10611/27/2022106編輯ppt柱故障的診斷與排除峰型很差合并的峰（未分離的峰）峰頂分叉（雙柱故障的診斷與排除峰型很差檢測器過載減少進樣量或?qū)悠废♂?0倍

或者使用較大的分流比稀釋樣品可以達到較好的效果峰頂分叉（雙肩峰）10711/27/2022107編輯ppt柱故障的診斷與排除峰型很差檢測器過載峰頂分叉（雙肩峰）107色譜柱安裝位置引起的問題色譜柱到檢測器安裝位置不正確;使其不能到達FID噴嘴色譜柱到進樣口安裝位置不正確.使其不能到達進樣口色譜柱到進樣口及檢測器的位置安裝正確10811/27/2022108編輯ppt色譜柱安裝位置引起的問題色譜柱到檢測器安裝位置不正確;使色譜柱安裝到進樣口評定因素安裝深度--柱到針的間隙按照廠方的介紹,在進樣針頭到柱保留1-2厘米的間隙對分析物和樣品基質(zhì)選擇適用的襯管使用專用的柱切割器保證所有的柱接頭及其它接口不漏11/27/2022109編輯ppt色譜柱安裝到進樣口評定因素安裝深度--柱到針的間高效液相色譜法的相關(guān)情況11/27/2022110編輯ppt高效液相色譜法的相關(guān)情況11/27/2022110編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)柱的穩(wěn)定性與固定相類型及使用情況有關(guān)。如流動相中鹽類的存在會使鍵合相柱的性能衰退；以SiO2為基質(zhì)的固定相，過程隨溫度和pH(>8)增加而加速。一根柱子使用是否得當(dāng)，直接影響它的柱效和壽命。對于填裝了粒度為10μm以下的固定相的柱子，尤其如此。為了保持柱效、柱容量及滲透性，必須進行仔細地保養(yǎng)。是否會由于柱外效應(yīng)，使分析柱的柱效明顯下降？11/27/2022111編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)柱的穩(wěn)定性與固定相類型及使用情況有關(guān)。如流動液相色譜柱的保養(yǎng)1．柱易被極細的顆粒堵塞，因此必須將流動相仔細地蒸餾、過濾。在流動相貯槽與柱之間，使用0.5μm孔徑的過濾器。水往往是一個重要的污染源。在水溶液流動相（如緩沖液）中，細菌容易生長，可能堵塞篩板。防止細菌生長的辦法是加入抑制劑，如0.01%NaNO3。顯然，抑制劑不能干擾分離和測定。11/27/2022112編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)1．柱易被極細的顆粒堵塞，因此必須將流動相仔液相色譜柱的保養(yǎng)2．在恒定壓力下，發(fā)現(xiàn)流量減少，柱子可能部分堵塞。堵塞最容易發(fā)生在極窄的入口接頭處以及入口、出口篩板處。堵塞后需要仔細拆洗，清除堵塞物，但必須防止較強的機械震動，防止用熱手接觸柱子，以擾動柱內(nèi)的固定相層，使柱效發(fā)生變化。11/27/2022113編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)2．在恒定壓力下，發(fā)現(xiàn)流量減少，柱子可能部分液相色譜柱的保養(yǎng)3．柱子的實際操作壓力應(yīng)低于填裝時的最高壓力，最好在最高壓力的一半以下。實際操作壓力過高，易使入口的固定相層下沉，形成一個空穴。若空穴形成，應(yīng)重新裝柱。在空穴中加入新的勻漿或玻璃微珠，也無法恢復(fù)到原來的柱效。4．應(yīng)該用進樣閥，而不用注射器進樣，以防止注射隔膜碎屑集聚在柱入口。11/27/2022114編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)3．柱子的實際操作壓力應(yīng)低于填裝時的最高壓力液相色譜柱的保養(yǎng)5．要防止反沖（流動相逆向流動），否則使固定相層位移，柱效下降。6．柱子兩端用金屬螺帽封閉，保存在純凈的有機溶劑中。應(yīng)該將柱子保存在以下pH范圍內(nèi)的水溶液流動相中：2<pH<8.5。為了長期保存，最好用純有機溶劑（如甲醇）清洗柱子。7．一定要防止柱子干涸，特別是硬膠柱。11/27/2022115編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)5．要防止反沖（流動相逆向流動），否則使固定液相色譜柱的保養(yǎng)8．使用衛(wèi)柱(GuardColumn,亦稱預(yù)柱)。連續(xù)注射含有強滯留(不被洗脫)組分的樣品，將使柱效下降，保留值改變，選擇性變壞，柱壽命縮短。為了延長柱壽命，在進樣閥和分析柱之間加上衛(wèi)柱。衛(wèi)柱較短(5~10cm)，固定相與分析柱類似。其作用是吸著強滯留的組分，防止對分析柱的污染，保持分析柱性能穩(wěn)定。實驗表明，只要衛(wèi)柱與高效、小粒度分析柱聯(lián)用，除了使k’為零的組分的塔板數(shù)大大減少外，對k’值較大的組分，其柱效下降很少。11/27/2022116編輯ppt液相色譜柱的保養(yǎng)8．使用衛(wèi)柱(GuardColumn,亦高效液相色譜的進樣問題液相色譜的進樣系統(tǒng)，由于其柱壓力高，不可能采用直接進樣法，只能用進樣閥進樣。相對來說，進樣方法較為簡單，但兩個效應(yīng)是不可忽視的。11/27/2022117編輯ppt高效液相色譜的進樣問題液相色譜的進樣系統(tǒng)，由于其柱壓力高，不1.壁效應(yīng)采用通常進樣方式時，樣品和流動相一起加到柱入口。樣品到達柱中心，不是呈一個濃度高度集中的規(guī)則的“點”，而是以不均勻的輻射方式分散在整個柱子的入口處。一部分樣品很快到達柱壁區(qū)域。在柱壁區(qū)的譜帶展寬尤為嚴(yán)重，且峰形不對稱，甚至發(fā)生畸變，柱效明顯下降。這種現(xiàn)象稱為壁效應(yīng)。11/27/2022118編輯ppt1.壁效應(yīng)采用通常進樣方式時，樣品和流動相一起加到柱入口。1.壁效應(yīng)11/27/2022119編輯ppt1.壁效應(yīng)11/27/2022119編輯ppt2.無限直徑效應(yīng)為了消除壁效應(yīng)，可采用點進樣（或稱中心進樣）技術(shù)，將樣品導(dǎo)入柱頭中心，而流動相直接穿過整個柱入口截面。這種進樣方式把一個尖細的樣品脈沖送到柱中心，在此樣品脈沖向出口移動時，始終保持它的完整性，不接觸柱壁。只要柱徑足夠大，加之組分在液體流動相中的徑向展寬（從圓心沿半徑向圓周的擴散）相當(dāng)慢，使組分在擴散到管壁之前就已流出柱子。這種柱子稱為“無限直徑”柱。11/27/2022120編輯ppt2.無限直徑效應(yīng)為了消除壁效應(yīng)，可采用點進樣（或稱中心進2.無限直徑效應(yīng)11/27/2022121編輯ppt2.無限直徑效應(yīng)11/27/2022121編輯ppt毛細管氣相色譜分析11/27/2022122編輯ppt毛細管氣相色譜分析11/27/2022122編輯ppt一、毛細管柱與填充柱的區(qū)別11/27/2022123編輯ppt一、毛細管柱與填充柱的區(qū)別11/27/2022123編輯pp11/27/2022124編輯ppt11/27/2022124編輯ppt與填充柱相比，毛細管柱的特點為：分離效能高分析速度快樣品用量少可在幾十分鐘內(nèi)分離出包含幾百種化合物的汽油餾分，然而樣品用量僅有數(shù)微克在快速分析方面，可在幾秒鐘內(nèi)分離含十幾個組份的樣品。11/27/2022125編輯ppt與填充柱相比，毛細管柱的特點為：11/27/2022125編其獨特的特點在于：滲透性大，分析速度快傳質(zhì)阻力小，可用長柱，并得高的總柱效。色譜動力學(xué)認(rèn)為：填充柱可看作是一束長毛細管的組合，其內(nèi)徑約等于粒子粒度，因其彎曲，多徑擴散嚴(yán)重，故理論板數(shù)少。毛細管柱完全沒有這些缺陷，故理論板數(shù)可高大106數(shù)量級。11/27/2022126編輯ppt其獨特的特點在于：11/27/2022126編輯ppt用毛細管柱，有利于：提高色譜分離能力，加快色譜分析速度，促進色譜的應(yīng)用都是十分必要的：11/27/2022127編輯ppt用毛細管柱，有利于：11/27/2022127編輯ppt二、毛細管色譜法的相關(guān)理論1．毛細管柱的速率方程：毛細管色譜理論和填充柱色譜理論基本相同，但各有特色，對操作條件選擇有指導(dǎo)意義。其表達式為：11/27/2022128編輯ppt二、毛細管色譜法的相關(guān)理論1．毛細管柱的速率方程：毛細管色填充柱：毛細管柱：11/27/2022129編輯ppt填充柱：毛細管柱：11/27/2022129編輯ppt在毛細管柱，柱內(nèi)只有一個流路，故多徑項2dp為0，彎曲因子=1，且用其液膜厚代替了填充柱中載體的顆粒直徑dp。比較兩式可得：11/27/2022130編輯ppt在毛細管柱，柱內(nèi)只有一個流路，故多徑項2dp為0，彎曲因子2．毛細管柱的最小理論板高毛細管柱的H—U圖也是一個雙曲線，在U值是最佳值時，H值最小。式中Cg、C1的大小取決于分配系數(shù)及柱的幾何性（以相比β為代表），但一般毛細管柱液膜薄，β值較大，液相傳質(zhì)阻力C1項不起控制作用。11/27/2022131編輯ppt2．毛細管柱的最小理論板高毛細管柱的H—U圖也是一個雙曲線，當(dāng)被測物質(zhì)的k﹥10時，如果每米理論板數(shù)大于1000/d時，則所用柱子的性能較好K值不同時的Hmin11/27/2022132編輯ppt當(dāng)被測物質(zhì)的k﹥10時，如果每米理論板數(shù)大于1000/d時，表中為K值很大時最好柱效(每米板數(shù))值，其值由H/L=1000/d一般認(rèn)為直徑在0.1—0.7mm較好

小于0.1mm，入口壓力增加，柱負荷減少大于0.7mm，雖柱負荷增大，但柱效下降目前流行0.53mm的大口徑管，不必分流。11/27/2022133編輯ppt表中為K值很大時最好柱效(每米板數(shù))值，其值由H/L=13．載氣線速從速率方程可知，最小板高時的最佳線速為：如果Cl很小，則有：11/27/2022134編輯ppt3．載氣線速從速率方程可知，最小板高時的最佳線速為：11/2可見，細管徑，輕載氣更適合于快速分析。K=0Uopt=6.9Dg/rK=∞Uopt=2.1Dg/r11/27/2022135編輯ppt可見，細管徑，輕載氣更適合于快速分析。K=011/27/204．樣品容量樣品容量即允許進樣量。每根柱有確定值對毛細管柱，取決于色譜柱中固定液的含量。進樣量超過允許量后柱效降低，色譜峰展寬，出現(xiàn)不對稱峰。11/27/2022136編輯ppt4．樣品容量樣品容量即允許進樣量。每根柱有確定值11/27一根色譜柱的最大允許進樣量，約為一塊理論板的有效體積?？梢娮畲笤试S進樣量與柱半徑、柱長、分配比成正比，與塔板數(shù)成反比11/27/2022137編輯ppt一根色譜柱的最大允許進樣量，約為一塊理論板的有效體積?？梢娮?1/27/2022138編輯ppt11/27/2022138編輯ppt比較填充柱和毛細管柱的柱容量一根長20米，內(nèi)徑為0.25毫米的毛細管柱，一般可涂上6mg的固定液，柱內(nèi)體積而一根長兩米，內(nèi)徑3毫米的不銹鋼填充柱，柱內(nèi)體積按12：100的液載比，可涂上800mg固定液?？梢姡桓?米長的填充柱中固定液的含量是一根20米長毛細管柱中固定液含量約150倍，故允許進樣量也在一百倍以上。11/27/2022139編輯ppt比較填充柱和毛細管柱的柱容量一根長20米，內(nèi)徑為0.25毫米5、柱效能毛細管柱每米塔片數(shù)通常在2000－5000之間，長20米的毛細管柱總柱效為4萬至10萬。填充柱每米塔片數(shù)在1000－1500之間，長2米的填充柱的柱效為2000－3000所以毛細管柱的總柱效可以比填充柱高10－100倍。11/27/2022140編輯ppt5、柱效能毛細管柱每米塔片數(shù)通常在2000－5000之間，長根據(jù)上式，分離度正比于總塔片數(shù)N。即毛細管柱色譜總效高，其分離效能也高。如果柱效高，K值也大是最理想的，目前流行大孔厚膜毛細管柱可望具有這兩重性質(zhì)。11/27/2022141編輯ppt根據(jù)上式，分離度正比于總塔片數(shù)N。即毛細管柱色譜總效高，其6、分析時間根據(jù)公式,樣品的保留時間正比于柱長，在以氮為載氣時，毛細管柱的線速可達16厘米/秒，而填充柱在4厘米/秒毛細管柱可采用很高的載氣線速來縮短保留時間。且毛細管柱的K值比填充柱小，因此保留時間小。故：毛細管柱上可實現(xiàn)快速分析。11/27/2022142編輯ppt6、分析時間根據(jù)公式,樣品的保留時間正比于柱長，在以氮為載氣三、毛細管柱的色譜系統(tǒng)與填充柱系統(tǒng)基本一樣。因毛細管柱內(nèi)徑細，柱容量小，出峰快、峰形窄，因此對色譜儀本身(如進樣系統(tǒng)、檢測器、記錄器等)有些特殊的要求。11/27/2022143編輯ppt三、毛細管柱的色譜系統(tǒng)與填充柱系統(tǒng)基本一樣。11/27/201、進樣系統(tǒng)毛細管柱進樣量必須極小（一般液樣10—2～10—3微升，氣樣約1微升）。要引進如此微量樣品，可采用分流法進樣。即在氣化室出口分兩路，絕大部分放空，極小部分進柱子，這兩部分比例叫分流比。分流法又分為動態(tài)法和靜態(tài)法兩種。11/27/2022144編輯ppt1、進樣系統(tǒng)毛細管柱進樣量必須極?。ㄒ话阋簶?0—2～10—對分流器的要求為使分流后的樣品不改變組成：1、分流后樣品混合物中各峰的相對大小應(yīng)與未分流的嚴(yán)格一致。2、分析不同濃度的混合物時，峰面積必須正比于濃度。3、當(dāng)柱溫、分流比、流速改變時各色譜峰的相對大小要保持恒定。11/27/2022145編輯ppt對分流器的要求為使分流后的樣品不改變組成：11/27A．動態(tài)分流法是目前毛細管柱進樣系統(tǒng)最常用的分流方法，不同儀器上的分流有不同的形式。11/27/2022146編輯pptA．動態(tài)分流法是目前毛細管柱進樣系統(tǒng)最常用的分流方法，不同儀1—注射頭；2—進毛細管柱；3—放空A—T形旁通管，B—同心管，C—反流T形旁通管，D—改進同心管11/27/2022147編輯ppt1—注射頭；2—進毛細管柱；3—放空11/27/20221對分流器設(shè)計要求：整個分流器要保持在氣化室的溫度下，防止樣品冷凝；分流前要有一定的混合體積，使試樣、載氣完全混勻，放空管體積至少要等于樣品氣化后的體積加載氣體積。11/27/2022148編輯ppt對分流器設(shè)計要求：整個分流器要保持在氣化室的溫度下，防止樣品A為氣化樣品與載氣混合部分，B為分流點，

C為噴嘴引起放空部分與進入部分在分流過程中進一步混合，確保寬沸程樣品分流后不失真。然后通過放空閥調(diào)節(jié)分流比。這種分流器只是在進樣時才打開開關(guān)閥，幾秒鐘后就關(guān)閉大部分載氣，而留下一點出氣，防止試樣反擴散進柱中。11/27/2022149編輯pptA為氣化樣品與載氣混合部分，B為分流點，

C為噴嘴引起放空部簡易分流器在一般填充柱氣化室出口，并排插入兩根同內(nèi)徑不同長度的不銹鋼毛細管，墊上硅橡膠構(gòu)成，其長度比即分流比。注意在分流前要有一段混合體積，內(nèi)裝硅烷化玻璃球，可保證分流后組成不失真。11/27/2022150編輯ppt簡易分流器在一般填充柱氣化室出口，并排插入兩根同內(nèi)徑不同長度HP6820系統(tǒng)的分流裝置這是Agilent公司2003年推出的新型號儀器HP6820的進樣口裝置。此為分流模式。同時具有隔膜吹掃功能。11/27/2022151編輯pptHP6820系統(tǒng)的分流裝置這是Agilent公司2003年推HP6820系統(tǒng)的分流裝置此為不分流模式。通常適用于口徑較大的毛細管柱，如0.53mm的大口徑柱。11/27/2022152編輯pptHP6820系統(tǒng)的分流裝置此為不分流模式。通常適用于口徑較大2、尾吹毛細管柱內(nèi)流動相流速低，流量小，組分會因柱后死體積突然增加而發(fā)生嚴(yán)重的縱向擴散，從而導(dǎo)致峰形展寬，有可能使在柱中以分離的組分在柱后再次重疊，影響分離。也可在使用FID時受阻于引入的H2壓力而出柱困難。增加尾吹氣將改善這一狀況。11/27/2022153編輯ppt2、尾吹毛細管柱內(nèi)流動相流速低，流量小，組分會因柱后死體積突3、檢測器因流速低，且內(nèi)徑細，只能分析小量樣品，約10―5～10－6克，有的組份如占1.0%，則相當(dāng)于10―7～10－8克，要求高靈敏度檢測器?？焖俜治鰰r因峰寬只有幾秒或少于1秒，要求檢測器、記錄器響應(yīng)時間快，則檢測器和記錄器的時間常數(shù)，應(yīng)少于最早峰峰寬的流出時間的1/20。11/27/2022154編輯ppt3、檢測器因流速低，且內(nèi)徑細，只能分析小量樣品，約10―5～適用的檢測器有：高靈敏度的離子化檢測器，常用FID。（靈敏度高，死體積趨近于零，響應(yīng)時間快等。）也可用氬離子化和電子捕獲檢測器，此時需在毛細管出口外加吹洗氣以降低檢測器死體積。也可應(yīng)用特制的微型熱絲檢測器，微型熱敏電阻檢測器，但因其屬于非商品化檢測器，使用頻率不高。11/27/2022155編輯ppt適用的檢測器有：高靈敏度的離子化檢測器，常用FID。（靈敏度4、記錄系統(tǒng)因毛細管色譜峰很窄，應(yīng)配備快速記錄系統(tǒng)。曾經(jīng)用示波儀或電流計型記錄器記錄，其滿刻度筆速0.1秒。目前的各種色譜數(shù)據(jù)處理機和色譜工站已完全能滿足記錄系統(tǒng)的要求。11/27/2022156編輯ppt4、記錄系統(tǒng)因毛細管色譜峰很窄，應(yīng)配備快速記錄系統(tǒng)。11/25、毛細管柱的種類經(jīng)典的毛細管柱為壁涂開管柱(WCOT——WallCoatedOpenTubularColumn)。因其制備難、柱子的重復(fù)性差、內(nèi)表面小、涂漬量小和β值大，將導(dǎo)致有效塔板數(shù)和實際分離能力不高，且熱穩(wěn)定性也較差，故已幾無人使用。其他的幾種柱子及其性能如下。11/27/2022157編輯ppt5、毛細管柱的種類經(jīng)典的毛細管柱為壁涂開管柱(WCOT——多孔層壁涂柱（PLOT——PorousLayerOpenTubularColumn）：先涂上吸附劑或惰性固體于柱壁，再涂漬固定液。載體壁涂柱（SCOT——SupportCoatedOpenTubularColumn）：把載體和固定液同時涂于壁上制備而成。必須注意，以上兩種柱子中的載體只是涂布于毛細管柱的壁上，而非充滿整根柱子。熔融石英毛細管柱(FSOT——FusedSilicaOpenTubularColumn)

：其表面惰性度好，能耐高溫，最主要的是有彈性，不易折斷。11/27/2022158編輯ppt多孔層壁涂柱（PLOT——PorousLayerOpen交聯(lián)毛細管柱(CLOT——Cross-LinkedOpenTubularColumn)：涂好固定液后再用偶聯(lián)劑交聯(lián)鍵合，柱子性能有很大改善，能耐高溫，抗水、抗溶劑。大口徑毛細管柱：一般口徑在0.53毫米，液膜厚度為0.88~2.65微米，負載大，可不經(jīng)分流而直接進樣分析。微型填充柱(Micro-packedColumn)：制備過程和填充柱基本相似，只是所填的載體粒度很小。微填充柱寬有很高的柱效，最低板高可達0.2~0.3毫米。11/27/2022159編輯ppt交聯(lián)毛細管柱(CLOT——Cross-LinkedOpen環(huán)境檢測實例用HP-WAX毛細管柱檢測涂料溶劑，用程序升溫模式可得到漂亮的譜圖。11/27/2022160編輯ppt環(huán)境檢測實例用HP-WAX毛細管柱檢測涂料溶劑，用程序升溫模海水中有機氯農(nóng)藥的殘留量檢測：八個組分依次為：α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、ρ,ρ’-DDE、ρ,ρ’-DDD、ο,ρ’-DDT、ρ,ρ’-DDTDB1701，30m×0.32mm(id)×0.25μm石英毛細管柱；柱溫：70℃保持1min，以15℃/min升至220℃，保持10min；11/27/2022161編輯ppt海水中有機氯農(nóng)藥的殘留量檢測：DB1701，30m×0.32高效感溫型殺螨劑——苯丁錫原藥甲醇萃取物的GC-MS總離子流圖14:50的為雙（2-甲基-2-苯基丙基）錫23:62的為二(2-甲基-2-苯基丙基)-叔丁基-氫化錫HP-5色譜柱(30m×0.32mm×0.25μm)柱溫：50℃→3min→15℃/min→240℃→10min，11/27/2022162編輯ppt高效感溫型殺螨劑——苯丁錫原藥甲醇萃取物的GC-MS總離子流梔子花頭香成分萜烯類化合物（如羅勒烯，香葉烯）共28種，占24.5％；酯類化合物（如惕各酸酯類，苯甲酸酯類）共21種，占總揮發(fā)性化合物的13.6％；醇類化合物（如芳樟醇，6-十一醇）共9種，其含量占44.7％。HP-5彈性石英毛細管柱(30m×0.32mm×0.25μm)；柱溫：40℃停2min，3℃/min升至110℃停2min,再以5℃/min升至200℃，保持10min11/27/2022163編輯ppt梔子花頭香成分HP-5彈性石英毛細管柱(30m×0.32mm第三章色譜流動相MobilePhaseofChromatography11/27/2022164編輯ppt第三章色譜流動相MobilePhaseofChro流動相的作用色譜流動相決不僅僅是被分離物質(zhì)的運載體，它直接影響到分離的好壞，也影響到測定的成功與否。11/27/2022165編輯ppt流動相的作用色譜流動相決不僅僅是被分離物質(zhì)的運載體，它直接影流動相的基本情況流動相的物理、化學(xué)性質(zhì)及其純度將直接影響到色譜系統(tǒng)的：穩(wěn)定性分離效率分離速度檢測靈敏度11/27/2022166編輯ppt流動相的基本情況流動相的物理、化學(xué)性質(zhì)及其純度將直接影響到色流動相的基本種類GC——永久性氣體HPLC——各種低沸點有機溶劑及水溶液11/27/2022167編輯ppt流動相的基本種類GC——永久性氣體11/27/2022167§1.氣相色譜流動相GC載氣主要起運載作用，對不同分離模型影響不同：GSC：載氣與組分一起與固體吸附劑作用，對分離影響明顯。GLC：影響氣相速率方程的傳質(zhì)阻力相，需要合理選擇載氣種類。11/27/2022168編輯ppt§1.氣相色譜流動相GC載氣主要起運載作用，對不同分離模型1.不同載氣的影響擴散系數(shù)與載氣分子量的平方根成反比。低流速時重載氣為好，柱效高。但高流速時則以輕載氣為好，可以有較大的擴散系數(shù)，有利于改善液相傳質(zhì)。最好用氦氣，用氫氣比較危險。11/27/2022169編輯ppt1.不同載氣的影響擴散系數(shù)與載氣分子量的平方根成反比。112.從檢測器考慮載氣的影響熱導(dǎo)檢測器應(yīng)該用氦氣或氫氣，可獲高靈敏度。國外氫焰離子化檢測器也用氦氣。電子捕獲檢測器多用氮氣或氬氣。11/27/2022170編輯ppt2.從檢測器考慮載氣的影響熱導(dǎo)檢測器應(yīng)該用氦氣或氫氣，可獲3.載氣粘度的影響載氣粘度直接影響柱壓降，進而影響柱效。要選粘度小的。有人用氨做載氣，效果還不錯。載氣20℃的粘度（P）100℃的粘度（P）氫氣二氧化碳氮氣氦氣氬氣氨氣8413517519422598103187208228270—11/27/2022171編輯ppt3.載氣粘度的影響載氣粘度直接影響柱壓降，進而影響柱效。要4.載氣純度的影響載氣純度不高所引入的雜質(zhì)易干擾微量組分的檢出。不純載氣有時會產(chǎn)生負峰。11/27/2022172編輯ppt4.載氣純度的影響載氣純度不高所引入的雜質(zhì)易干擾微量組分的5.載氣的凈化方法脫水：5A分子篩（低溫下更妙）除氧：除烴：除CO2：11/27/2022173編輯ppt5.載氣的凈化方法脫水：5A分子篩（低溫下更妙）11/276.載氣的選擇氫氣效率高，但危險性大，可選用氫氣發(fā)生器。高純氣體可為首選。三合一的氣源值得考慮。11/27/2022174編輯ppt6.載氣的選擇氫氣效率高，但危險性大，可選用氫氣發(fā)生器。1§2.液相色譜流動相HPLC流動相除了起運載作用外，還直接參與分離，影響明顯。11/27/2022175編輯ppt§2.液相色譜流動相HPLC流動相除了起運載作用外，還直接1.色譜流動相的基本要求保持色譜柱的穩(wěn)定性，因而：與固定相不互溶（延長柱壽命）不發(fā)生不可逆吸附有合適的pH值化學(xué)惰性——不與樣品及固定相發(fā)生反應(yīng)。11/27/2022176編輯ppt1.色譜流動相的基本要求保持色譜柱的穩(wěn)定性，因而：11/1.色譜流動相的基本要求適用于所選的檢測器UV：在紫外線區(qū)“透明”示差：折射率與溶劑有較大差異電化學(xué)檢測器：電惰性。對樣品有很強的溶解力。清洗與更換方便：可減少更換溶劑時的間隔時間。低價、毒性小、純度高。11/27/2022177編輯ppt1.色譜流動相的基本要求適用于所選的檢測器11/27/22.流動相的選擇有合適的理化性質(zhì)（沸點、粘度等，盡可能小一些）合適的強度（分配系數(shù)要合適，簡單樣品可大，復(fù)雜樣品要?。┗旌先軇ㄓ械榷群吞荻戎郑O性合適（需根據(jù)溶劑的性質(zhì)而定）11/27/2022178編輯ppt2.流動相的選擇有合適的理化性質(zhì)（沸點、粘度等，盡可能小3.流動相選擇的一般方法先排除物理性質(zhì)不合適的溶劑(沸點、粘度、紫外吸收等);在選擇洗脫強度適當(dāng)?shù)娜軇?k’在1~10或0.5~20之間);最后選擇分離因子合適的溶劑（α>1.05)。11/27/2022179編輯ppt3.流動相選擇的一般方法先排除物理性質(zhì)不合適的溶劑(沸點、4.流動相的物理參數(shù)溶解度參數(shù)（溶劑極性的量度）：與樣品分配比有關(guān)，要適中。沸點：要低些，便于回收分離樣品。粘度：柱效與粘度成反比，要求早在0.4~0.5cP?；旌先軇┮话隳芙档驼扯?。11/27/2022180編輯ppt4.流動相的物