第五章色譜與質(zhì)譜分析相關(guān)儀器主要內(nèi)容第一節(jié)氣相色譜儀

第二節(jié)高效液相色譜儀第三節(jié)質(zhì)譜分析儀

本節(jié)要點(diǎn)1.氣相色譜儀的工作原理2.氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)與功能3.氣相色譜儀的性能指標(biāo)4.氣相色譜儀的使用與維護(hù)5.氣相色譜儀的常見(jiàn)故障與處理6.氣相色譜儀的應(yīng)用第一節(jié)氣相色譜儀返回目錄掌握氣相色譜儀的工作原理和使用與維護(hù)。熟悉氣相色譜儀的概念與分類和故障處理。

了解氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)與功能。

第一節(jié)氣相色譜儀學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄色譜儀（chromatograph）的實(shí)質(zhì)是利用色譜分離技術(shù)再加上檢測(cè)技術(shù)，對(duì)混合物進(jìn)行先分離后檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分的復(fù)雜混合物進(jìn)行定性、定量分析。一、

概述返回目錄一、概述返回目錄

色譜分析法是一種物理分離技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是利用混合物中各個(gè)組分在互不相容的兩相（固定相和流動(dòng)相）之間的分配差異而使混合物得到分離的一種方法，也可稱之為層析法、色層法等。

二、工作原理返回目錄氣相色譜系統(tǒng)檢測(cè)器進(jìn)樣器色譜柱GAS氣源柱溫箱數(shù)據(jù)處理二、工作原理返回目錄檢測(cè)器色譜柱（固定相）樣品組分1＋2＋3流動(dòng)相流動(dòng)相流動(dòng)相流動(dòng)相流動(dòng)相流動(dòng)相時(shí)間（t）響應(yīng)R色譜分離原理示意圖進(jìn)樣峰123112223333二、工作原理返回目錄二、工作原理氣相色譜儀是利用樣品中各組份在色譜柱中的流動(dòng)相和固定相間分配或吸附系數(shù)的差異，當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，各組分在兩相間作反復(fù)多次分配后得以分離，分離后的組分按保留時(shí)間的先后順序進(jìn)入檢測(cè)器，根據(jù)組份不同的物理化學(xué)特性將各組份按順序檢測(cè)出來(lái)的儀器。

返回目錄色譜流出曲線的意義：色譜峰數(shù)---樣品中單組份的最少個(gè)數(shù)；色譜保留值——定性依據(jù)；色譜峰高或面積——定量依據(jù)；色譜保留值或區(qū)域?qū)挾取V柱分離效能評(píng)價(jià)指標(biāo)；色譜峰間距——固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù)二、工作原理返回目錄氣相色譜儀組成氣路系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)三、基本結(jié)構(gòu)返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——?dú)饴废到y(tǒng)氣路系統(tǒng)包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制及氣體化裝置。返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)圖進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣器和氣化室兩部分。1．進(jìn)樣器微量注射器適用于液體樣品，進(jìn)樣規(guī)格有1l、5l、10l和50l。六通閥適用于氣體樣品。2．氣化室返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——進(jìn)樣系統(tǒng)隔膜進(jìn)樣器

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毛細(xì)管進(jìn)樣系統(tǒng)三、基本結(jié)構(gòu)——進(jìn)樣系統(tǒng)返回目錄色譜柱主要有兩類:1.填充柱

-短(2-3米),管內(nèi)徑較粗毛細(xì)管柱

-長(zhǎng)(>60米),管內(nèi)徑較細(xì)三、基本結(jié)構(gòu)——分離系統(tǒng)分離系統(tǒng)由色譜柱組成，是色譜儀的核心部分。返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——分離系統(tǒng)

返回目錄A.渦流擴(kuò)散

(不同路徑的影響)取決于色譜柱大小、形狀和填充的好壞毛細(xì)管柱可忽略該項(xiàng)影響色譜柱分離效率的因素三、基本結(jié)構(gòu)——分離系統(tǒng)返回目錄B.

縱向擴(kuò)散

氣相中分子的擴(kuò)散主要決定于氣體流速三、基本結(jié)構(gòu)——分離系統(tǒng)返回目錄C.傳質(zhì)阻力樣品組分從氣相到液相容易主要取決于氣體的流速和固定相量的多少三、基本結(jié)構(gòu)——分離系統(tǒng)返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)器的響應(yīng)原理將其分為濃度型和質(zhì)量型檢測(cè)器。濃度型：檢測(cè)的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即響應(yīng)值與濃度成正比，如熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）

。質(zhì)量型：檢測(cè)的是載氣中組分進(jìn)入檢測(cè)器中速度變化，即響應(yīng)值與單位時(shí)間進(jìn)入檢測(cè)器的質(zhì)量成正比。如火焰離子化檢測(cè)器（FID）

、火焰光度檢測(cè)器（FPD）

。返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——檢測(cè)系統(tǒng)返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——檢測(cè)系統(tǒng)電子捕獲檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與電路圖返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——檢測(cè)系統(tǒng)氫火焰離子化檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與電路圖

返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)——檢測(cè)系統(tǒng)火焰光度檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與電路圖返回目錄主要性能指標(biāo)基線噪聲、基線漂移檢測(cè)器的靈敏度、檢測(cè)限柱箱溫度的穩(wěn)定性程序升溫重復(fù)性定量重復(fù)性衰減器誤差等

四、性能指標(biāo)返回目錄

噪聲：無(wú)樣品通過(guò)時(shí)，由儀器本身和工作條件等偶然因素引起基線的起伏稱為噪聲（以噪聲帶衡量）。由于各種因素引起的基流波動(dòng)，無(wú)論有沒(méi)有組分流出，這種波動(dòng)均存在。它是一種背景信號(hào)。表現(xiàn)為基線呈無(wú)規(guī)則毛刺狀。四、性能指標(biāo)——噪聲返回目錄基線漂移：基線隨時(shí)間向一個(gè)方向的緩慢變化稱為基線漂移（以一小時(shí)內(nèi)的基線水平變化來(lái)表示）。基線：當(dāng)沒(méi)有待測(cè)組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，反映檢測(cè)器噪音隨時(shí)間變化的曲線?；€隨時(shí)間朝單方向的緩慢變化，原因：檢測(cè)器本身或附屬電子元件性能不佳、柱溫或載氣流速的緩慢變化等。四、性能指標(biāo)——噪聲返回目錄

簡(jiǎn)單地說(shuō)：以一系列已知濃度或質(zhì)量的組分對(duì)響應(yīng)信號(hào)作圖，得到校正曲線，該曲線的斜率k即為靈敏度S。實(shí)際工作中可從色譜圖直接求得靈敏度。靈敏度越高，噪音越大四、性能指標(biāo)——靈敏度返回目錄

檢測(cè)限（敏感度）：組分峰高為噪音二倍時(shí)的靈敏度。四、性能指標(biāo)——檢測(cè)線檢測(cè)限越小，儀器性能越好返回目錄氣相色譜儀的流程圖返回目錄裝柱開(kāi)機(jī)參數(shù)設(shè)置基線調(diào)節(jié)樣品測(cè)定關(guān)機(jī)結(jié)果分析裝好實(shí)驗(yàn)所需柱子，柱子連接部份保證不漏氣依次打開(kāi)氣體發(fā)生器、氣體凈化器、儀器主機(jī)、電腦開(kāi)關(guān)，進(jìn)入WINDOWS界面，啟動(dòng)工作站，連接主機(jī)，待儀器自動(dòng)進(jìn)行初始化自檢結(jié)束后，即可開(kāi)始工作進(jìn)入菜單，設(shè)置實(shí)驗(yàn)所需的各種參數(shù)按已設(shè)定的參數(shù)和程序，使基線走平根據(jù)要求給儀器進(jìn)樣，按開(kāi)始鍵儀器自動(dòng)檢測(cè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果進(jìn)行分析，產(chǎn)生報(bào)告退出工作站，關(guān)掉電腦、主機(jī)電源，按要求關(guān)閉氣體發(fā)生器（或氣體鋼瓶）開(kāi)關(guān)五、使用與維護(hù)返回目錄五、使用與維護(hù)注意主參數(shù)的合理選擇

主參數(shù)：有關(guān)色譜操作的所有參數(shù)的統(tǒng)稱。

1.色譜柱和填料（固定相）2.柱長(zhǎng)3.載氣速度4.進(jìn)樣器和檢測(cè)器的溫度5.恒溫操作6.程序操作7.進(jìn)樣8.初步分析返回目錄五、使用與維護(hù)——注意事項(xiàng)進(jìn)樣：手不能接觸注射器針頭和有樣品的部位，進(jìn)樣速度要穩(wěn)、快、速度要均衡，注射器內(nèi)不要有氣泡。針尖到氣化室中部才開(kāi)始進(jìn)樣，進(jìn)樣完畢應(yīng)及時(shí)用溶劑清洗注射器。色譜柱安裝拆卸：須在常溫下進(jìn)行。氫氣和空氣的比例：二者比例1：10。密封墊：氣化室溫度超過(guò)300℃時(shí)，應(yīng)使用耐高溫密封墊，注意將帶膜的一面朝下。返回目錄五、使用與維護(hù)——日常維護(hù)環(huán)境條件：在5～35℃的室溫條件下正常操作。氣路系統(tǒng)：定期檢查進(jìn)行再生分離系統(tǒng)：在載氣進(jìn)入儀器管路前必須經(jīng)凈化、脫水處理；停機(jī)使用時(shí)，應(yīng)將排空端密封住。返回目錄五、使用與維護(hù)——日常維護(hù)進(jìn)樣系統(tǒng)：-進(jìn)樣墊、玻璃襯管需進(jìn)行定期更換

-注射器未進(jìn)試樣時(shí)，盡量避免推動(dòng)柱塞

-在采樣時(shí)應(yīng)事先用溶劑等清洗注射器

-進(jìn)樣時(shí)間越短越好，一般應(yīng)小于1s檢測(cè)系統(tǒng)：檢測(cè)器主要的維護(hù)是清洗返回目錄進(jìn)樣后不出色譜峰

基線問(wèn)題

峰丟失、假峰

六、常見(jiàn)故障與處理返回目錄生化項(xiàng)目檢測(cè)微生物檢測(cè)

藥物檢測(cè)

七、應(yīng)用

返回目錄本節(jié)要點(diǎn)1.高效液相色譜儀的工作原理2.高效液相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)與功能3.高效液相色譜儀的性能指標(biāo)4.高效液相色譜儀的使用與維護(hù)5.高效液相色譜儀的常見(jiàn)故障及排除

41第二節(jié)高效液相色譜儀返回目錄第二節(jié)高效液相色譜儀

掌握高效液相色譜儀的工作原理和使用與維護(hù)。熟悉高效液相色譜儀的常見(jiàn)故障處理。了解高效液相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)與功能。

學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄一、

概述高效液相色譜法（highperformanceliquidchromatography，HPLC）是以高壓輸出的液體為流動(dòng)相的色譜技術(shù)。

返回目錄一、

概述返回目錄

用高壓輸液泵將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，經(jīng)進(jìn)樣閥注入樣品，由流動(dòng)相帶入柱內(nèi)，在柱內(nèi)各組分被分離后，依次進(jìn)入檢測(cè)器，記錄儀記錄流出色譜信號(hào)，根據(jù)色譜峰的位置和峰高（或峰面積）進(jìn)行定性和定量分析。二、

工作原理返回目錄二、

工作原理返回目錄三、

基本結(jié)構(gòu)高壓輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)輔助裝置，如脫氣裝置、梯度洗脫裝置等

返回目錄三、

基本結(jié)構(gòu)1.輸液系統(tǒng)提供流動(dòng)相貯液瓶過(guò)濾器和脫氣裝置高壓輸液泵梯度洗脫裝置流量控制

返回目錄五、使用與維護(hù)

使用注意事項(xiàng)：流動(dòng)相必須用色譜級(jí)的試劑；使用緩沖液時(shí)，做完樣品后應(yīng)立即用純凈水沖洗管路及柱子1小時(shí)，然后用甲醇（或甲醇水溶液）沖洗40分鐘以上，以充分洗去離子；長(zhǎng)時(shí)間不用儀器，應(yīng)將柱子取下用堵頭封好，用有機(jī)相（如甲醇）保存；返回目錄三、

基本結(jié)構(gòu)——進(jìn)樣系統(tǒng)2.進(jìn)樣系統(tǒng)注射器六通閥:進(jìn)樣量可由樣品管控制，因此進(jìn)樣準(zhǔn)確，重復(fù)性好。返回目錄1柱泵324定量圈進(jìn)樣孔6廢液5廢液Inject6柱泵3214定量圈進(jìn)樣孔廢液5廢液Load三、

基本結(jié)構(gòu)——進(jìn)樣系統(tǒng)六通閥進(jìn)樣裝置返回目錄三、

基本結(jié)構(gòu)——分離系統(tǒng)

分離系統(tǒng)核心是色譜柱。柱體為直型不銹鋼管。發(fā)展趨勢(shì)是減小填料粒度和柱徑以提高柱效。返回目錄檢測(cè)器的作用是將色譜柱分離后組分的量（或濃度）轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。1.紫外-可見(jiàn)光檢測(cè)器2.熒光檢測(cè)器3.電化學(xué)檢測(cè)器4.蒸發(fā)光散射檢測(cè)器

三、

基本結(jié)構(gòu)——檢測(cè)系統(tǒng)返回目錄靈敏度噪音漂移最小檢出量檢出限線性范圍選擇性響應(yīng)時(shí)間四、性能指標(biāo)返回目錄根據(jù)要求給儀器進(jìn)樣，按開(kāi)始鍵，儀器自動(dòng)檢測(cè)裝好實(shí)驗(yàn)所需柱子，保證連接部分不漏液依次打開(kāi)電腦、儀器各模塊電源，待自檢完成后，啟動(dòng)工作站并聯(lián)機(jī)，打開(kāi)“Purge”閥趕走管內(nèi)氣泡進(jìn)入菜單，設(shè)置實(shí)驗(yàn)所需的各種參數(shù)按已設(shè)定的參數(shù)和程序，使基線走平

關(guān)機(jī)裝柱開(kāi)機(jī)參數(shù)設(shè)置基線調(diào)節(jié)樣品測(cè)定結(jié)果分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果分析，獲得相關(guān)的信息，產(chǎn)生報(bào)告先關(guān)燈，用相應(yīng)溶劑沖洗系統(tǒng)。退出工作站，依提示關(guān)泵及其他窗口，關(guān)閉計(jì)算機(jī)和儀器各模塊電源開(kāi)關(guān)五、使用與維護(hù)

返回目錄五、使用與維護(hù)

使用注意事項(xiàng)：1．流動(dòng)相必須用HPLC級(jí)的試劑，使用前用0.45μm或更細(xì)的膜過(guò)濾去除其中的顆粒性雜質(zhì)和其他物質(zhì)，然后用超聲波脫氣，恢復(fù)到室溫后使用；2．使用緩沖液時(shí)，做完樣品后立即用純凈水沖洗管路及柱子1小時(shí)，然后用甲醇或甲醇水溶液沖洗40分鐘以上，以充分洗去離子；3．長(zhǎng)時(shí)間不用儀器，應(yīng)將柱子取下用堵頭封好，用有機(jī)相（如甲醇）保存，不能用純水保存；返回目錄五、使用與維護(hù)

使用注意事項(xiàng)：4．每次做完樣品后應(yīng)該用溶解樣品的溶劑清洗進(jìn)樣器；5．堵塞導(dǎo)致壓力太大時(shí)，按照預(yù)柱、混合器中的過(guò)濾器、管路過(guò)濾器、單向閥的順序檢查并清洗；6．使用過(guò)程中要盡量避免產(chǎn)生氣泡，以免壓力不穩(wěn)，重復(fù)性差；返回目錄五、使用與維護(hù)

使用注意事項(xiàng)：進(jìn)液管內(nèi)不進(jìn)液體時(shí)，要使用注射器吸液，輸液前要進(jìn)行流動(dòng)相的清洗；注意柱子的pH值范圍，不得注射強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的樣品，特別是強(qiáng)堿性樣品；更換流動(dòng)相時(shí)，應(yīng)先將吸濾頭部分放入燒杯中邊振動(dòng)邊清洗，然后插入新的流動(dòng)相中；更換無(wú)互溶性的流動(dòng)相時(shí)需用異丙醇過(guò)渡。返回目錄五、使用與維護(hù)

日常維護(hù)

：貯液器泵進(jìn)樣器色譜柱

檢測(cè)器返回目錄柱壓

：①壓力過(guò)高：一般都是由于流路中有堵塞。②壓力過(guò)低：一般可能由于系統(tǒng)泄漏所致。

漂移：①基線漂移：一般在機(jī)器剛啟動(dòng)時(shí)，需要半個(gè)小時(shí)的平衡時(shí)間。②保留時(shí)間漂移：溫控不當(dāng)、流動(dòng)相比例變化、色譜柱沒(méi)有平衡、流速變化等。峰型異常

六、常見(jiàn)故障處理返回目錄1生命科學(xué)研究2臨床檢驗(yàn)七、應(yīng)用

返回目錄本節(jié)要點(diǎn)1.質(zhì)譜分析儀的工作原理2.質(zhì)譜分析儀的基本結(jié)構(gòu)與功能3.質(zhì)譜分析儀的性能指標(biāo)4.質(zhì)譜分析儀的使用與維護(hù)5.質(zhì)譜分析儀的應(yīng)用62第三節(jié)質(zhì)譜分析儀

返回目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握質(zhì)譜儀的工作原理。

熟悉質(zhì)譜儀的的使用與維護(hù)及常見(jiàn)故障處理。了解質(zhì)譜儀的基本結(jié)構(gòu)與功能。

第三節(jié)質(zhì)譜分析儀返回目錄一、

概述以離子的質(zhì)荷比（m/z）為序排列的圖譜稱為質(zhì)譜。利用質(zhì)譜將分析物形成離子按質(zhì)荷比分開(kāi)后進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析的方法稱為質(zhì)譜法，通常簡(jiǎn)稱為質(zhì)譜。實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜方法的儀器為質(zhì)譜儀。返回目錄四極桿質(zhì)量分離器二、工作原理返回目錄進(jìn)樣系統(tǒng)離子源質(zhì)量分析器檢測(cè)器1.氣體擴(kuò)散2.直接進(jìn)樣3.氣相色譜1.電子轟擊2.化學(xué)電離3.場(chǎng)致電離4.激光

1.單聚焦2.雙聚焦3.飛行時(shí)間4.四極桿

質(zhì)譜儀需要在高真空下工作二、工作原理返回目錄二、工作原理儀器原理圖返回目錄電離室原理與結(jié)構(gòu)二、工作原理返回目錄基本結(jié)構(gòu)三、基本結(jié)構(gòu)與功能

6

5

4173真空系統(tǒng)

檢測(cè)器進(jìn)樣系統(tǒng)

離子源質(zhì)量分析器

加速區(qū)

2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)返回目錄三、基本結(jié)構(gòu)與功能

儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)返回目錄質(zhì)量穩(wěn)定性主要是指儀器在工作時(shí)質(zhì)量穩(wěn)定的情況，質(zhì)量精度是指質(zhì)量測(cè)定的精確程度。

分辨率是指把相鄰兩個(gè)質(zhì)譜峰分開(kāi)的能力

絕對(duì)靈敏度是指產(chǎn)生具有一定信噪比的分子離子峰所需的樣品量四、性能指標(biāo)

分辨率靈敏度

質(zhì)量范圍

質(zhì)量范圍是指質(zhì)譜儀所檢測(cè)的離子質(zhì)荷比范圍質(zhì)量穩(wěn)定性和質(zhì)量精度

返回目錄五、使用與維護(hù)裝好實(shí)驗(yàn)所需柱子，柱子連接部分要保證不漏氣依次打開(kāi)氣體鋼瓶、質(zhì)譜主機(jī)、電腦開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)工作站，