2025年色譜試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下關(guān)于色譜分離原理的描述，錯誤的是（）A.分配色譜基于組分在固定相和流動相中的溶解度差異B.吸附色譜利用組分對固定相表面吸附能力的不同C.離子交換色譜通過組分與固定相電荷相互作用實(shí)現(xiàn)分離D.尺寸排阻色譜中，分子體積越大的組分保留時間越長答案：D（尺寸排阻色譜中，分子體積大的組分無法進(jìn)入填料微孔，先被洗脫，保留時間更短）2.氣相色譜（GC）中，若需分離含鹵素的有機(jī)污染物（如多氯聯(lián)苯），最適宜的檢測器是（）A.火焰離子化檢測器（FID）B.電子捕獲檢測器（ECD）C.熱導(dǎo)檢測器（TCD）D.質(zhì)譜檢測器（MS）答案：B（ECD對電負(fù)性強(qiáng)的物質(zhì)（如鹵素）響應(yīng)敏感）3.高效液相色譜（HPLC）中，使用C18色譜柱分離極性化合物時，通常采用（）A.正相色譜模式，流動相為極性溶劑（如水-甲醇）B.反相色譜模式，流動相為極性溶劑（如水-乙腈）C.正相色譜模式，流動相為非極性溶劑（如正己烷）D.反相色譜模式，流動相為非極性溶劑（如四氫呋喃）答案：B（C18為非極性固定相，反相色譜中流動相為極性溶劑，極性化合物與固定相作用力弱，先出峰）4.超高效液相色譜（UHPLC）相比傳統(tǒng)HPLC，分離效率顯著提高的主要原因是（）A.采用更小粒徑（<2μm）的色譜填料B.增加流動相流速至10mL/min以上C.使用更高柱溫（>80℃）D.擴(kuò)大色譜柱內(nèi)徑（>4.6mm）答案：A（小粒徑填料降低傳質(zhì)阻力，提高柱效）5.離子色譜（IC）中，抑制器的主要作用是（）A.減少流動相背景電導(dǎo)，提高檢測靈敏度B.增強(qiáng)待測離子與固定相的交換能力C.防止色譜柱被樣品中的雜質(zhì)污染D.調(diào)節(jié)流動相pH值以改善分離答案：A（抑制器通過中和流動相中的強(qiáng)電解質(zhì)（如NaOH），降低背景電導(dǎo)，使待測離子的信號更明顯）6.毛細(xì)管電泳（CE）中，電滲流的方向取決于（）A.毛細(xì)管內(nèi)壁的電荷性質(zhì)B.待測離子的電荷性質(zhì)C.流動相的pH值D.分離電壓的大小答案：A（毛細(xì)管內(nèi)壁硅羥基解離帶負(fù)電，溶液中陽離子吸附形成雙電層，在電場下整體向負(fù)極移動形成電滲流）7.色譜定量分析中，內(nèi)標(biāo)法相比外標(biāo)法的主要優(yōu)勢是（）A.無需精確控制進(jìn)樣量B.操作更簡單C.適用于痕量分析D.對檢測器響應(yīng)線性要求更低答案：A（內(nèi)標(biāo)法通過加入已知量內(nèi)標(biāo)物，抵消進(jìn)樣量誤差）8.氣相色譜中，若某組分的保留時間（tR）為10min，死時間（t0）為2min，則其容量因子（k）為（）A.0.2B.4C.5D.8答案：B（k=(tR-t0)/t0=(10-2)/2=4）9.高效液相色譜中，若需分離結(jié)構(gòu)相似的芳香族化合物（如苯、甲苯、乙苯），優(yōu)先選擇的固定相是（）A.硅膠（極性）B.氨基鍵合相（弱極性）C.C8鍵合相（中等非極性）D.C18鍵合相（強(qiáng)非極性）答案：D（C18固定相非極性強(qiáng)，與芳香族化合物的疏水作用更顯著，利于分離同系物）10.以下色譜參數(shù)中，反映色譜柱分離能力的是（）A.理論塔板數(shù)（n）B.分離度（R）C.拖尾因子（T）D.柱效（H）答案：B（分離度R=1.18(tR2-tR1)/(W1+W2)，直接反映兩組分的分離程度）11.氣相色譜中，程序升溫的主要目的是（）A.提高低沸點(diǎn)組分的保留B.改善高沸點(diǎn)組分的峰形C.縮短分析時間并兼顧不同沸點(diǎn)組分的分離D.降低檢測器的基線噪聲答案：C（程序升溫通過逐步升高柱溫，使低沸點(diǎn)組分在低溫下分離，高沸點(diǎn)組分在高溫下快速洗脫，平衡分離時間與效果）12.液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）中，常用的離子化方式是（）A.電子轟擊電離（EI）B.化學(xué)電離（CI）C.電噴霧電離（ESI）D.基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）答案：C（ESI適用于液相流動相的常壓離子化，適合極性大分子如蛋白質(zhì)、多肽）13.尺寸排阻色譜（SEC）中，若樣品分子量范圍為1000-100000Da，應(yīng)選擇的填料孔徑為（）A.50?（適合<1000Da）B.1000?（適合10000-1000000Da）C.300?（適合500-30000Da）D.100?（適合100-5000Da）答案：C（300?填料的分離范圍覆蓋1000-100000Da，可有效分離目標(biāo)分子量區(qū)間的組分）14.毛細(xì)管氣相色譜柱（內(nèi)徑0.25mm）相比填充柱（內(nèi)徑4mm）的主要優(yōu)勢是（）A.柱容量大，適合大進(jìn)樣量B.柱效高，分離復(fù)雜樣品能力強(qiáng)C.成本低，維護(hù)簡單D.對檢測器靈敏度要求低答案：B（毛細(xì)管柱內(nèi)徑小、長度長、填料粒徑均勻，理論塔板數(shù)更高，分離復(fù)雜混合物更高效）15.離子對色譜中，加入離子對試劑（如四丁基銨鹽）的目的是（）A.調(diào)節(jié)流動相pH值B.與待測離子形成中性離子對，增強(qiáng)其在非極性固定相中的保留C.提高流動相的離子強(qiáng)度D.防止色譜柱固定相流失答案：B（離子對試劑與待測離子（如陰離子）結(jié)合形成中性離子對，增加其在反相固定相中的疏水性，延長保留時間）二、填空題（每空1分，共20分）1.色譜法按流動相狀態(tài)分為________和________，其中________更適合分析熱不穩(wěn)定、高沸點(diǎn)的大分子化合物。答案：氣相色譜（GC）；液相色譜（LC）；液相色譜（LC）2.高效液相色譜的核心部件包括________、________、________和檢測器，其中________決定了分離的選擇性。答案：色譜柱；輸液泵；進(jìn)樣器；色譜柱（固定相）3.氣相色譜中，載氣的作用是________，常用的載氣有________、________和氬氣，其中________因擴(kuò)散系數(shù)小、安全性高，更適合毛細(xì)管柱。答案：攜帶樣品組分通過色譜柱；氮?dú)猓粴錃?；氮?dú)?.液相色譜梯度洗脫是指在分離過程中________，其主要優(yōu)勢是________。答案：連續(xù)改變流動相的組成（如有機(jī)溶劑比例）；改善復(fù)雜樣品中不同保留強(qiáng)度組分的分離效果，縮短總分析時間5.色譜定量分析的常用方法有________、________和內(nèi)標(biāo)法，其中________需要嚴(yán)格控制進(jìn)樣量。答案：外標(biāo)法；歸一化法；外標(biāo)法6.毛細(xì)管電泳的分離模式包括________、________和膠束電動色譜（MEKC），其中________適用于中性分子的分離。答案：毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE）；毛細(xì)管凝膠電泳（CGE）；膠束電動色譜（MEKC）7.氣相色譜檢測器中，________對所有含碳有機(jī)物響應(yīng)（如FID），________對含硫、磷化合物有高選擇性（如FPD）。答案：通用型檢測器；選擇性檢測器三、簡答題（每題6分，共30分）1.比較氣相色譜（GC）和高效液相色譜（HPLC）在適用范圍上的主要差異。答案：GC適用于沸點(diǎn)低（<400℃）、熱穩(wěn)定的小分子化合物（如烴類、低分子量醇類）；HPLC適用于沸點(diǎn)高、熱不穩(wěn)定（如蛋白質(zhì)、多糖）或極性強(qiáng)的大分子（如核酸、藥物代謝物），以及難揮發(fā)的離子型化合物（如有機(jī)酸、生物堿）。2.簡述反相高效液相色譜（RP-HPLC）中，流動相甲醇-水比例對保留時間的影響，并解釋原因。答案：甲醇比例增加時，流動相極性降低，待測物（通常為弱極性或非極性）與非極性固定相（如C18）的疏水作用相對減弱，保留時間縮短；反之，甲醇比例降低（水比例增加），流動相極性增強(qiáng)，待測物更易保留在固定相中，保留時間延長。3.說明在液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）中，為什么需要使用揮發(fā)性流動相（如乙酸銨、甲酸）。答案：質(zhì)譜檢測需要將流動相離子化并去除溶劑分子，非揮發(fā)性流動相（如磷酸鹽緩沖液）會在離子源中殘留，污染質(zhì)譜接口（如ESI毛細(xì)管），導(dǎo)致信號抑制或儀器故障；揮發(fā)性流動相（如乙酸銨）在離子源中易分解或蒸發(fā)，減少背景干擾，提高檢測靈敏度。4.毛細(xì)管氣相色譜柱“柱流失”的主要原因是什么？如何降低柱流失？答案：柱流失是固定相在高溫下分解或揮發(fā)，導(dǎo)致基線漂移和噪聲增加。降低柱流失的方法包括：使用熱穩(wěn)定性高的固定相（如聚硅氧烷類）、避免超過色譜柱的最高使用溫度、老化色譜柱時逐步升溫至接近最高溫度并保持一定時間以去除不穩(wěn)定成分。5.離子色譜（IC）分析陰離子（如Cl?、NO3?）時，通常選擇的固定相和流動相是什么？簡述分離原理。答案：固定相為陰離子交換樹脂（如季銨基鍵合相），流動相為稀堿溶液（如NaOH或Na2CO3-NaHCO3）。分離原理：待測陰離子與流動相中的OH?（或CO32?）競爭固定相上的正電荷位點(diǎn)，親和力弱的陰離子（如Cl?）先被洗脫，親和力強(qiáng)的陰離子（如SO42?）后被洗脫。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某HPLC色譜柱的理論塔板數(shù)（n）為25000，柱長（L）為150mm，求該色譜柱的理論塔板高度（H）。若改用300mm柱長的同類型色譜柱，理論塔板數(shù)是多少？（假設(shè)柱效不變）答案：理論塔板高度H=L/n=150mm/25000=0.006mm（或6μm）。柱長加倍（300mm），理論塔板數(shù)n’=(L’/L)×n=(300/150)×25000=50000。2.用GC分離兩組分A和B，測得tR(A)=8.5min，tR(B)=9.8min，峰底寬度W(A)=0.8min，W(B)=0.9min，死時間t0=1.2min。計(jì)算：（1）兩組分的容量因子k(A)、k(B)；（2）分離度R，并判斷是否完全分離（通常R≥1.5為完全分離）。答案：（1）k(A)=(tR(A)-t0)/t0=(8.5-1.2)/1.2≈6.08；k(B)=(9.8-1.2)/1.2≈7.17。（2）分離度R=1.18×(tR(B)-tR(A))/(W(A)+W(B))=1.18×(9.8-8.5)/(0.8+0.9)=1.18×1.3/1.7≈0.90。R<1.5，未完全分離。3.某樣品中含組分X，用外標(biāo)法測定其濃度。配制標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.5mg/mL，進(jìn)樣20μL，測得峰面積為1200；樣品溶液進(jìn)樣20μL，測得峰面積為960。計(jì)算樣品中X的濃度（假設(shè)線性關(guān)系良好）。答案：外標(biāo)法公式：C樣品=(A樣品/A標(biāo)準(zhǔn))×C標(biāo)準(zhǔn)=(960/1200)×0.5mg/mL=0.4mg/mL。五、綜合分析題（每題8分，共16分）1.某實(shí)驗(yàn)室需檢測中藥提取物中的三萜類皂苷（極性中等，分子量約800-1200Da，熱穩(wěn)定性差），請?jiān)O(shè)計(jì)合理的色譜分析方法（包括色譜類型、固定相、流動相、檢測器選擇及理由）。答案：應(yīng)選擇高效液相色譜（HPLC）：-色譜類型：反相HPLC（因三萜皂苷極性中等，反相模式適用）。-固定相：C18鍵合相（非極性固定相，與皂苷的疏水部分作用，保留適中）。-流動相：水-乙腈梯度洗脫（初始高水相比例保留皂苷，逐步增加乙腈比例洗脫，兼顧分離與時間）。-檢測器：蒸發(fā)光散射檢測器（ELSD）或質(zhì)譜檢測器（MS）。ELSD適用于無紫外吸收的皂苷（多數(shù)皂苷紫外響應(yīng)弱），通過檢測溶質(zhì)顆粒對光的散射；MS可提供分子量信息，確認(rèn)皂苷結(jié)構(gòu)（如[M+H]+準(zhǔn)分子離子峰）。2.某環(huán)境監(jiān)測站需分析空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs，如苯、甲苯、二甲苯），擬采用氣相色譜法。請說明：（1）采樣方法；（2）色譜柱選擇（固定相類型、極性）；（3）檢測器選擇；（4）是否需要程序升溫？為什么？答案