農(nóng)藥分析第四章氣相色譜第9節(jié) - 副本

1、 4 四、色譜柱四、色譜柱色譜柱（分離柱） 色譜柱：色譜柱：色譜儀的核心部件。 柱材質(zhì)：柱材質(zhì)：不銹鋼管或玻璃管，內(nèi)徑3-6毫米。長(zhǎng)度可根據(jù)需要確定。 柱填料：柱填料：粒度為60-80或80-100目的色譜固定相。 液液-固色譜：固體吸附劑固色譜：固體吸附劑 液液-液色譜：擔(dān)體液色譜：擔(dān)體+固定液固定液 柱制備對(duì)柱效有較大影響，填料裝填太緊，柱前壓力大，流速慢或?qū)?柱堵死，反之空隙體積大，柱效低。一、氣固色譜固定相 stationary phases in Gas-solid chromatograph1. 1. 種類種類 (1)活性炭活性炭 有較大的比表面積，吸附性較強(qiáng)。 (2)活性氧化鋁活

2、性氧化鋁 有較大的極性。適用于常溫下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等氣體的相互分離。CO2能被活性氧化鋁強(qiáng)烈吸附而不能用這種固定相進(jìn)行分析。 (3)硅膠硅膠 與活性氧化鋁大致相同的分離性能，除能分析上述物質(zhì)外，還能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能夠分離臭氧。氣固色譜固定相 (4)分子篩分子篩 堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽（沸石），多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子篩等（孔徑：埃）。常用5A和13X（常溫下分離O2與N2）。除了廣泛用于H2、O2、N2、CH4、CO等的分離外，還能夠測(cè)定He、Ne、Ar、NO、N2O等。 (5)高分子多孔微球（高分子多孔微球（GDX系

3、列）系列） 新型的有機(jī)合成固定相（苯乙烯與二乙烯苯共聚）。 型號(hào)：GDX-01、-02、-03等。適用于水、氣體及低級(jí)醇的分析。2. 氣固色譜固定相的特點(diǎn)（1）性能與制備和活化條件有很大關(guān)系；）性能與制備和活化條件有很大關(guān)系；（2）同一種固定相，不同廠家或不同活化條件，分離效果）同一種固定相，不同廠家或不同活化條件，分離效果差異較大；差異較大；（3）種類有限，能分離的對(duì)象不多；）種類有限，能分離的對(duì)象不多；（4）使用方便。）使用方便。二、氣液色譜固定相 stationary phases in gas-liquid chromatograph 氣液色譜固定相氣液色譜固定相 固定液固定液+擔(dān)體擔(dān)

4、體（支持體） ：小顆粒表面涂漬上一薄層固定液。小顆粒表面涂漬上一薄層固定液。 固定液特點(diǎn)：固定液特點(diǎn)： 固定液在常溫下不一定為液體，但在使用溫度下一定呈固定液在常溫下不一定為液體，但在使用溫度下一定呈液體狀態(tài)。液體狀態(tài)。 固定液的種類繁多，選擇余地大，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。固定液的種類繁多，選擇余地大，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。擔(dān)體：化學(xué)惰性的多孔性固體顆粒，具有較大的比表面積。擔(dān)體：化學(xué)惰性的多孔性固體顆粒，具有較大的比表面積。 1. 作為擔(dān)體使用的物質(zhì)應(yīng)滿足的條件 比表面積大，孔徑分布均勻；比表面積大，孔徑分布均勻； 化學(xué)惰性，表面無(wú)吸附性或吸附性很弱，與被分離組份化學(xué)惰性，表面無(wú)吸附性或吸附性很弱，

5、與被分離組份不起反應(yīng)；不起反應(yīng)； 具有較高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，不易破碎；具有較高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，不易破碎； 顆粒大小均勻、適度。一般常用顆粒大小均勻、適度。一般常用6080目、目、80100目。目。2.擔(dān)體（硅藻土）紅色擔(dān)體紅色擔(dān)體： 孔徑較小，表孔密集，比表面積較大，機(jī)械強(qiáng)度好?？讖捷^小，表孔密集，比表面積較大，機(jī)械強(qiáng)度好。適宜分離非極性或弱極性組分的試樣。缺點(diǎn)是表面存有活適宜分離非極性或弱極性組分的試樣。缺點(diǎn)是表面存有活性吸附中心點(diǎn)。性吸附中心點(diǎn)。白色擔(dān)體白色擔(dān)體： 煅燒前原料中加入了少量助溶劑（碳酸鈉）。煅燒前原料中加入了少量助溶劑（碳酸鈉）。 顆顆 粒疏粒疏松，孔徑較大。比表面

6、積較小，機(jī)械強(qiáng)度較差。但吸附性松，孔徑較大。比表面積較小，機(jī)械強(qiáng)度較差。但吸附性顯著減小，適宜分離極性組分的試樣。顯著減小，適宜分離極性組分的試樣。表 氣液色譜擔(dān)體 種類 擔(dān)體名稱 特點(diǎn)及用途 生產(chǎn)廠家紅色硅藻土擔(dān)體201 紅色擔(dān)體301 釉化紅色擔(dān)體6201 紅色擔(dān)體適用于涂漬非極性固定液分析非極性物質(zhì)由 201 釉化而成，性能介于紅色與白色硅藻土擔(dān)體之間，適用于分析中等極性物質(zhì)上海試劑廠大連催化劑廠硅藻土類白色硅藻土擔(dān)體101 白色擔(dān)體101 酸洗101 硅烷化白色擔(dān)體102 白色擔(dān)體適用于涂漬極性固定液分析極性物質(zhì)催化吸附性小，減小色譜峰拖尾上海試劑廠非硅藻土類高分子微球玻璃微球氟擔(dān)體由

7、苯乙烯和二乙烯苯共聚而成經(jīng)酸堿處理，比表面積 0.02 m2 / g ,可在較高溫度下使用，適宜分析高沸點(diǎn)物質(zhì)。由四氟乙烯聚合而成，比表面積 10.5 m2 /g適宜分析強(qiáng)極性物質(zhì)和腐蝕性物質(zhì)上海試劑廠3.固定液 固定液：固定液：高沸點(diǎn)難揮發(fā)的有機(jī)化合物，種類繁多。(1) 對(duì)對(duì)固定液的固定液的要求要求 應(yīng)對(duì)被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好的熱穩(wěn)定性，并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。(2) 選擇的基本原則選擇的基本原則 “相似相溶相似相溶”，選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。(3) 固定液分類方法固定液分類方法 如按化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、應(yīng)用等的分類方法。在各種色譜手冊(cè)中，一般將固定液按

8、有機(jī)化合物的分類方法分為：脂肪烴、芳烴、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。(4)固定液的最高最低使用溫度 高于最高使用溫度易分解，溫度低呈固體；(5) 混合固定相混合固定相 對(duì)于復(fù)雜的難分離組分通常采用特殊固定液或?qū)煞N甚至兩種以上配合使用；(6) 固定液的相對(duì)極性固定液的相對(duì)極性 規(guī)定：角鯊?fù)椋ó惾椋┑南鄬?duì)極性為零，氧二丙睛的相對(duì)極性為100。 固定液 名 稱商品牌號(hào)使用溫度（最高） 溶劑相對(duì)極性麥?zhǔn)铣?shù)總和 分析對(duì)象 （參考）1、 角鯊?fù)?（異三十烷）SQ150乙醚00烴類及非極性化合物2、阿皮松 LAPL300苯143非極性和弱極性各類高沸點(diǎn)有機(jī)化合物3、硅油OV-101350丙酮+12

9、29各類高沸點(diǎn)弱極性有機(jī)化合物，如芳烴4、 苯基 10% 甲基聚硅氧烷OV-3350甲苯+14235、 苯基（20%） 甲基聚硅氧烷OV-7350甲苯+25926、 苯基（50%） 甲基 聚硅氧烷OV-17300甲苯+28277、 苯基（60%）甲基聚硅氧烷OV-22350甲苯+210758、 鄰苯二甲酸 二壬酯DNP130乙醚+29、 三氟丙基甲基 聚硅氧烷OV-210250氯仿+2150010、 氰丙基（25%）苯基（25%）甲基聚硅氧烷OV-225250+3181311、聚乙二醇PEG20M250乙醇?xì)滏I2308醇、醛酮、脂肪酸、酯等極性化合物12、 丁二酸二乙 二醇聚酯DEGS225氯

10、仿氫鍵3430表表 優(yōu)選固定液優(yōu)選固定液麥?zhǔn)铣?shù)：x、y、z、u、s表示，分別代表了極性分子間存在著的靜電力（偶極定向力）；極性與非極性分子間存在著的誘導(dǎo)力；非極性分子間的色散力；氫鍵等。也可以用五個(gè)數(shù)的總和來(lái)表示固定相的極性大小，如：，氧二丙睛五個(gè)常數(shù)的總和為4427，是強(qiáng)極性固定相。一、一、 色譜柱及使用條件的選擇色譜柱及使用條件的選擇 chromatographic columns and choice of operating condition 1. 1. 固定相的選擇固定相的選擇 氣液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原則 分離非極性組分時(shí)分離非極性組分時(shí)，通常選用非極性固定相。各組分按沸

11、點(diǎn)順序出峰，低沸點(diǎn)組分先出峰。 分離極性組分時(shí)分離極性組分時(shí)，一般選用極性固定液。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。 分離非極性和極性的（或易被極化的）混合物分離非極性和極性的（或易被極化的）混合物，一般選用極性固定液。此時(shí)，非極性組分先出峰，極性的（或易被極化的）組分后出峰。 醇、胺、水等強(qiáng)極性和能形成氫鍵的化合物的分離醇、胺、水等強(qiáng)極性和能形成氫鍵的化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液。 組成復(fù)雜、較難分離的試樣組成復(fù)雜、較難分離的試樣，通常使用特殊固定液，或混合固定相。2. 2. 固定液配比（涂漬量）的選擇固定液配比（涂漬量）的選擇 配比配比：固定液在擔(dān)體上的涂漬量，

12、一般指的是固定液與擔(dān)體的百分比，配比通常在5%25%之間。 配比越低，擔(dān)體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。 配比較低時(shí)，固定相的負(fù)載量低，允許的進(jìn)樣量較小。分析工作中通常傾向于使用較低的配比。3.3.柱長(zhǎng)和柱內(nèi)徑的選擇柱長(zhǎng)和柱內(nèi)徑的選擇 增加柱長(zhǎng)對(duì)提高分離度有利（分離度R正比于柱長(zhǎng)L2），但組分的保留時(shí)間tR ，且柱阻力，不便操作。 柱長(zhǎng)的選用原則是在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時(shí)間。 填充色譜柱的柱長(zhǎng)通常為13米。 可根據(jù)要求的分離度通過(guò)計(jì)算確定合適的柱長(zhǎng)或?qū)嶒?yàn)確定。 柱內(nèi)徑一般為34厘米。4.4.柱溫的確定柱溫的確定 首先應(yīng)使柱溫控制

13、在固定液的最高使用溫度（超過(guò)該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內(nèi)。 柱溫升高，分離度下降，色譜峰變窄變高。柱溫，被測(cè)組分的揮發(fā)度，即被測(cè)組分在氣相中的濃度，K，tR，低沸點(diǎn)組份峰易產(chǎn)生重疊。 柱溫，分離度，分析時(shí)間。對(duì)于難分離物質(zhì)對(duì)，降低柱溫雖然可在一定程度內(nèi)使分離得到改善，但是不可能使之完全分離，這是由于兩組分的相對(duì)保留值增大的同時(shí)，兩組分的峰寬也在增加，當(dāng)后者的增加速度大于前者時(shí)，兩峰的交疊更為嚴(yán)重。 柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點(diǎn)時(shí)的溫度。 組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。程序升溫程序升溫二、二、 載氣種類和流速的選擇載氣種類和流速的

14、選擇 classification of carrier gas and choice of flow rate 1. 1. 載氣種類的選擇載氣種類的選擇 載氣種類的選擇應(yīng)考慮三個(gè)方面：載氣對(duì)柱效的影響、檢測(cè)器要求及載氣性質(zhì)。 載氣摩爾質(zhì)量大，可抑制試樣的縱向擴(kuò)散，提高柱效。載氣流速較大時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)起主要作用，采用較小摩爾質(zhì)量的載氣（如H2，He），可減小傳質(zhì)阻力，提高柱效。 熱導(dǎo)檢測(cè)器需要使用熱導(dǎo)系數(shù)較大的氫氣有利于提高檢測(cè)靈敏度。在氫焰檢測(cè)器中，氮?dú)馊允鞘走x目標(biāo)。 在載氣選擇時(shí)，還應(yīng)綜合考慮載氣的安全性、經(jīng)濟(jì)性及來(lái)源是否廣泛等因素。2. 2. 載氣流速的選擇載氣流速的選擇 由圖可見(jiàn)存在最

15、佳流速（uopt）。實(shí)際流速通常稍大于最佳流速，以縮短分析時(shí)間。CBuCuBuHuCuBAHopt20dd 三、三、 其它操作條件的選擇其它操作條件的選擇 choice of other operating condition1.1.進(jìn)樣方式和進(jìn)樣量的選擇進(jìn)樣方式和進(jìn)樣量的選擇 液體試樣采用色譜微量進(jìn)樣器進(jìn)樣，規(guī)格有液體試樣采用色譜微量進(jìn)樣器進(jìn)樣，規(guī)格有1L，5L，10L等。等。 進(jìn)樣量應(yīng)控制在柱容量允許范圍及檢測(cè)器線性檢測(cè)進(jìn)樣量應(yīng)控制在柱容量允許范圍及檢測(cè)器線性檢測(cè)范圍之內(nèi)。進(jìn)樣要求動(dòng)作快、時(shí)間短。范圍之內(nèi)。進(jìn)樣要求動(dòng)作快、時(shí)間短。 氣體試樣應(yīng)采氣體進(jìn)樣閥進(jìn)樣。氣體試樣應(yīng)采氣體進(jìn)樣閥進(jìn)樣。2

16、.2.氣化溫度的選擇氣化溫度的選擇 色譜儀進(jìn)樣口下端有一氣化器，液體試樣進(jìn)樣后色譜儀進(jìn)樣口下端有一氣化器，液體試樣進(jìn)樣后，在此瞬間氣化；，在此瞬間氣化； 氣化溫度一般較柱溫高氣化溫度一般較柱溫高3070C 防止氣化溫度太高造成試樣分解。防止氣化溫度太高造成試樣分解。二、樣品的制備農(nóng)藥品種多，劑型多，檢樣復(fù)雜。在氣相色譜分析中，樣品制備除應(yīng)按一般化合物考慮外，尚需注意農(nóng)藥制劑以下的特殊要求：1.提取溶劑 選用之提取溶劑，必須保證能把農(nóng)藥有效成分從檢測(cè)對(duì)象中提取完全。在農(nóng)藥制劑中，粉劑、可濕性粉劑、毒餌和顆粒劑的填料或輔助劑，都有很強(qiáng)的吸附劑，選用合適的提取溶劑，甚為重要。例如：用甲醇或二氯甲烷提

17、取粉劑中的有機(jī)磷農(nóng)藥，比用正己烷、異辛烷效率高。二、樣品的制備 2.稀釋溶劑 選用乳劑、超低量油劑等稀釋所用溶劑時(shí)，必須注意其要與有效成分能充分溶解，并且在氣譜上出峰快，返回基線快。例如：乳劑常用二氯甲烷，油劑常用正己烷。 3.溶劑的化學(xué)性質(zhì)與規(guī)格 溶劑的化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定，不應(yīng)因其制劑中的成分反應(yīng)而影響測(cè)定結(jié)果。在試劑規(guī)格上，應(yīng)使用分析純?cè)噭?，以減少干擾，若出現(xiàn)雜質(zhì)峰時(shí)，該峰必須與農(nóng)藥及內(nèi)表物的峰分離。 4.提取方法 可用過(guò)滬、柱層析等多種方法，但不能加熱提取，以免分解。一、色譜定性鑒定方法1.1.利用純物質(zhì)定性的方法利用純物質(zhì)定性的方法 利用保留值定性利用保留值定性：通過(guò)對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)

18、相同保通過(guò)對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰，來(lái)確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖留值的色譜峰，來(lái)確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。 利用加入法定性利用加入法定性：將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。色譜峰的相對(duì)變化。 2.利用文獻(xiàn)保留值定性 利用相對(duì)保留值利用相對(duì)保留值r r2121定性定性 相對(duì)保留值相對(duì)保留值r r2121僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)。在色譜手僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊(cè)中都列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用

19、冊(cè)中都列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用來(lái)進(jìn)行定性鑒定。來(lái)進(jìn)行定性鑒定。3.保留指數(shù) 又稱又稱KovatsKovats指數(shù)指數(shù)( () )，是一種重現(xiàn)性較好的定性參數(shù)。，是一種重現(xiàn)性較好的定性參數(shù)。測(cè)定方法：測(cè)定方法： 將正構(gòu)烷烴作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其保留指數(shù)為分子中碳原子將正構(gòu)烷烴作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其保留指數(shù)為分子中碳原子個(gè)數(shù)乘以個(gè)數(shù)乘以100100（如正己烷的保留指數(shù)為（如正己烷的保留指數(shù)為600600）。）。 其它物質(zhì)的保留指數(shù)（其它物質(zhì)的保留指數(shù)（I IX X）是通過(guò)選定兩個(gè)相鄰的正構(gòu)）是通過(guò)選定兩個(gè)相鄰的正構(gòu)烷烴，其分別具有烷烴，其分別具有Z Z和和Z Z1 1個(gè)碳原子。被測(cè)物質(zhì)個(gè)碳

20、原子。被測(cè)物質(zhì)X X的調(diào)整保留的調(diào)整保留時(shí)間應(yīng)在相鄰兩個(gè)正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留值之間如圖所示時(shí)間應(yīng)在相鄰兩個(gè)正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留值之間如圖所示：保留指數(shù)計(jì)算方法)lglglglg()()()()()()()(ZttttItttZRZRZRXRXZRXRZR111004.與其他分析儀器聯(lián)用的定性方法 小型化的臺(tái)式色質(zhì)譜聯(lián)用儀（小型化的臺(tái)式色質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MSGC-MS；LC-MSLC-MS） 色譜色譜- -紅外光譜儀聯(lián)用儀；紅外光譜儀聯(lián)用儀； 組分的結(jié)構(gòu)鑒定組分的結(jié)構(gòu)鑒定SampleSampleGas Chromatograph (GC)Mass Spectrometer (MS)Separati

21、onIdentification二、 色譜定量分析方法1. 1. 峰面積的測(cè)量峰面積的測(cè)量 （1）峰高）峰高（h）乘半峰寬乘半峰寬（Y 1/2）法：法：近似將色譜峰當(dāng)作等腰三角形。此法算出的面積是實(shí)際峰面積的0.94倍： A = 1.064 hY1/2 （2）峰高乘平均峰寬法：）峰高乘平均峰寬法：當(dāng)峰形不對(duì)稱時(shí)，可在峰高0.15和0.85處分別測(cè)定峰寬，由下式計(jì)算峰面積： A = h（Y 0.15 + Y 0.85 ）/ 2 （3）峰高乘保留時(shí)間法：）峰高乘保留時(shí)間法：在一定操作條件下，同系物的半峰寬與保留時(shí)間成正比，對(duì)于難于測(cè)量半峰寬的窄峰、重疊峰（未完全重疊），可用此法測(cè)定峰面積： A =

22、 hbtR （4）自動(dòng)積分和微機(jī)處理法）自動(dòng)積分和微機(jī)處理法2. 定量校正因子 試樣中各組分質(zhì)量與其色譜峰面積成正比，即：試樣中各組分質(zhì)量與其色譜峰面積成正比，即： m i = fi Ai 絕對(duì)校正因子絕對(duì)校正因子：比例系數(shù)f i ，單位面積對(duì)應(yīng)的物質(zhì)量： f i =m i / Ai 定量校正因子與檢測(cè)器響應(yīng)值成倒數(shù)關(guān)系： f i = 1 / Si 相對(duì)校正因子相對(duì)校正因子f i ：即組分的絕對(duì)校正因子與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對(duì)校正因子之比。 當(dāng)mi、mS以摩爾為單位時(shí)，所得相對(duì)校正因子稱為相對(duì)摩爾校正因子（f M）,用表示；當(dāng)mi、mS用質(zhì)量單位時(shí), 以（f W）,表示。ississiisiiAAmmAmAmfff /3.常用的幾種定量方法 （1）歸一化法： 特點(diǎn)及要求：特點(diǎn)及要求： 歸一化法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確；歸一化法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確；進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性和操作條件的變動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大；進(jìn)樣