第二章氣相色譜第三章高效液相色譜

1、第二章氣相色譜第三章高效液相色譜第1頁(yè)，共118頁(yè)。21 氣相色譜法概述氣相色譜法概述一一. .概述概述 分離、分析分離、分析混合物混合物的的最有效方法。最有效方法。 俄國(guó)植物學(xué)家茨維俄國(guó)植物學(xué)家茨維特在特在19061906年使用的裝年使用的裝置是色譜原型裝置，置是色譜原型裝置，如右圖。如右圖。第2頁(yè)，共118頁(yè)。 現(xiàn)在的色譜法早已不局限于色素的分離，現(xiàn)在的色譜法早已不局限于色素的分離，其方法也早已得到了極大的發(fā)展，但其分離其方法也早已得到了極大的發(fā)展，但其分離的原理仍然是一樣的的原理仍然是一樣的，仍然仍然稱稱它它為為色譜分析。色譜分析。第3頁(yè)，共118頁(yè)。 色譜法是一種分離技術(shù)色譜法是一種分

2、離技術(shù)，試樣混合物的分離過(guò)程也就，試樣混合物的分離過(guò)程也就是試樣中各組分在色譜分離柱中兩相間不斷進(jìn)行著的分配是試樣中各組分在色譜分離柱中兩相間不斷進(jìn)行著的分配過(guò)程。其中的一相固定不動(dòng)，稱為過(guò)程。其中的一相固定不動(dòng)，稱為固定相固定相；另一相是攜帶；另一相是攜帶試樣混合物流過(guò)此固定相的流體（氣體或液體），稱為試樣混合物流過(guò)此固定相的流體（氣體或液體），稱為流動(dòng)相流動(dòng)相。 與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的高效分與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的高效分離與靈敏檢測(cè)。離與靈敏檢測(cè)。 兩相及兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了色譜法的基礎(chǔ)。分離的兩相及兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了色譜法的基礎(chǔ)。分離的動(dòng)力

3、為各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致其與固定相之間動(dòng)力為各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致其與固定相之間作用力有強(qiáng)弱。作用力有強(qiáng)弱。第4頁(yè)，共118頁(yè)。三三. .色譜分類色譜分類 色譜分析法有很多種類，從不同的角色譜分析法有很多種類，從不同的角度出發(fā)可以有不同的分類方法。度出發(fā)可以有不同的分類方法。 1.1.從兩相的狀態(tài)分類：從兩相的狀態(tài)分類： 色譜法中，流動(dòng)相可以是氣體，也可以是液色譜法中，流動(dòng)相可以是氣體，也可以是液體，由此可分為氣相色譜法（體，由此可分為氣相色譜法（GCGC）和液相色譜法和液相色譜法（LCLC）。固定相既可以是固體，也可以是涂在固。固定相既可以是固體，也可以是涂在固體上的液體體上

4、的液體，分類情況如下：分類情況如下：第5頁(yè)，共118頁(yè)。色譜法色譜法液相色譜法液相色譜法氣相色譜法氣相色譜法氣氣- -液色譜法液色譜法氣氣- -固色譜法固色譜法液液- -固色譜法固色譜法液液- -液色譜法液色譜法第6頁(yè)，共118頁(yè)。 2.2.按固定相的按固定相的狀態(tài)狀態(tài)分類：分類：柱色譜：固定相裝在色譜柱中；柱色譜：固定相裝在色譜柱中；紙色譜：利用濾紙作載體，吸附在紙上的紙色譜：利用濾紙作載體，吸附在紙上的水作固定相；水作固定相；薄層色譜：將固體吸附劑在玻璃板或塑料板薄層色譜：將固體吸附劑在玻璃板或塑料板上制成薄層作固定相上制成薄層作固定相。 第7頁(yè)，共118頁(yè)。第8頁(yè)，共118頁(yè)。3.3.按

5、分離原理分類按分離原理分類： 1)1)吸附色譜法：利用吸附劑（固定相一般是固吸附色譜法：利用吸附劑（固定相一般是固體）表面對(duì)不同組分吸附能力的差別進(jìn)行分離的體）表面對(duì)不同組分吸附能力的差別進(jìn)行分離的方法；方法； 2)2)分配色譜法：利用不同組分在兩相間的分配色譜法：利用不同組分在兩相間的分配系數(shù)的差別進(jìn)行分離的方法。分配系數(shù)的差別進(jìn)行分離的方法。第9頁(yè)，共118頁(yè)。3)3) 離子交換色譜：利用溶液中不同離子與離子交換色譜：利用溶液中不同離子與離子交換劑間的交換能力的不同而進(jìn)行分離離子交換劑間的交換能力的不同而進(jìn)行分離的方法。的方法。4)4)空間排斥（阻）色譜法：利用多孔性物質(zhì)對(duì)空間排斥（阻）色

6、譜法：利用多孔性物質(zhì)對(duì)不同大小的分子的排阻作用進(jìn)行分離的方法。不同大小的分子的排阻作用進(jìn)行分離的方法。第10頁(yè)，共118頁(yè)。DetectorFlow or pressurecontrollerInjection valveand gasifyingColumnData station (Recorder)W四、氣相四、氣相色譜儀色譜儀的工作過(guò)程的工作過(guò)程第11頁(yè)，共118頁(yè)。進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)色譜柱色譜柱檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)溫度控制溫度控制載氣系統(tǒng)載氣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)色譜柱色譜柱檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)溫度控制溫度控制載氣系統(tǒng)載氣系統(tǒng)記錄處理系統(tǒng)記錄處理系統(tǒng)第12頁(yè)，共118頁(yè)。1. 1. 氣路系統(tǒng)氣路

7、系統(tǒng) 包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制；1-載氣鋼瓶；載氣鋼瓶；2-減壓閥；減壓閥；3-凈化干燥管；凈化干燥管；4-針形閥；針形閥；5-流量計(jì)流量計(jì);6-壓力表壓力表；第13頁(yè)，共118頁(yè)。n氣路系統(tǒng)將樣品載入色譜柱分離后進(jìn)入檢測(cè)器測(cè)氣路系統(tǒng)將樣品載入色譜柱分離后進(jìn)入檢測(cè)器測(cè)定；定；n氣路系統(tǒng)要求氣密性好、載氣流量穩(wěn)定和測(cè)量流量氣路系統(tǒng)要求氣密性好、載氣流量穩(wěn)定和測(cè)量流量準(zhǔn)確；準(zhǔn)確；n氣相色譜常用的載氣為氣相色譜常用的載氣為氮?dú)?、氫氣和氦氣氮?dú)?、氫氣和氦氣等。等。載載氣的選擇主要由檢測(cè)器性質(zhì)及分離要求所決定；氣的選擇主要由檢測(cè)器性質(zhì)及分離要求所決定；n載氣在

8、進(jìn)入色譜儀前必須經(jīng)過(guò)凈化處理；載氣在進(jìn)入色譜儀前必須經(jīng)過(guò)凈化處理；去除載氣去除載氣中的水、有機(jī)物等雜質(zhì)（依次通過(guò)分子篩、活性中的水、有機(jī)物等雜質(zhì)（依次通過(guò)分子篩、活性炭等）；炭等）；n載氣流量由穩(wěn)壓閥或穩(wěn)流閥調(diào)節(jié)控制。載氣流量由穩(wěn)壓閥或穩(wěn)流閥調(diào)節(jié)控制。第14頁(yè)，共118頁(yè)。2 2、進(jìn)樣系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)n氣化室的作用是將液體或固體樣品瞬間氣化而不分解氣化室的作用是將液體或固體樣品瞬間氣化而不分解,后后進(jìn)柱分離進(jìn)柱分離n要求要求: 熱容量較大熱容量較大, , 死體積較小死體積較小, ,無(wú)催化效應(yīng)無(wú)催化效應(yīng)進(jìn)樣器進(jìn)樣器：液體樣品的進(jìn)樣通常采用微量注射器，氣體液體樣品的進(jìn)樣通常采用微量注射器，氣體樣品的

9、進(jìn)樣通常采用醫(yī)用注射器或六通閥。樣品的進(jìn)樣通常采用醫(yī)用注射器或六通閥。氣化室：氣化室： 進(jìn)樣裝置進(jìn)樣裝置：進(jìn)樣器進(jìn)樣器+氣化室；氣化室；第15頁(yè)，共118頁(yè)。3. 3. 分離分離系統(tǒng)系統(tǒng) 色譜柱色譜柱：色譜儀的核心部件。：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：不銹鋼管或玻璃管，內(nèi)徑3-6毫米。長(zhǎng)度可根據(jù)毫米。長(zhǎng)度可根據(jù)需要確定。需要確定。 柱填料柱填料：粒度為：粒度為60-80或或80-100目的色譜固定相。目的色譜固定相。 液液-固色譜：固色譜：固體吸附劑；固體吸附劑；液液-液色譜：液色譜：擔(dān)體擔(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，柱前壓力柱制備對(duì)柱效

10、有較大影響，填料裝填太緊，柱前壓力大，流速慢或?qū)⒅滤?，反之空隙體積大，柱效低。大，流速慢或?qū)⒅滤?，反之空隙體積大，柱效低。第16頁(yè)，共118頁(yè)。第17頁(yè)，共118頁(yè)。4 4. . 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 色譜儀的眼睛，色譜儀的眼睛， 通常由檢測(cè)元件、放大器、顯示記錄三部分組成；被色譜通常由檢測(cè)元件、放大器、顯示記錄三部分組成；被色譜柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，按其濃度柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，按其濃度(濃度型，濃度型， 如如熱導(dǎo)檢熱導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)器)或質(zhì)量或質(zhì)量(質(zhì)量型，如質(zhì)量型，如氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器)隨時(shí)間的變化，隨時(shí)間的變化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜

11、圖；轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜圖； 廣普型廣普型對(duì)所有物質(zhì)均有響應(yīng)；對(duì)所有物質(zhì)均有響應(yīng)；熱導(dǎo)檢測(cè)器；熱導(dǎo)檢測(cè)器；專屬型專屬型對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)；對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)；電子俘獲檢測(cè)器；電子俘獲檢測(cè)器； 第18頁(yè)，共118頁(yè)。 溫度控制溫度控制 溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)；溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)； 氣化室、分離室、檢測(cè)器三部分在色譜儀操作時(shí)氣化室、分離室、檢測(cè)器三部分在色譜儀操作時(shí)均需控制溫度；均需控制溫度； 氣化室：氣化室：保證液體試樣瞬間氣化而不分解保證液體試樣瞬間氣化而不分解（一般比柱溫高（一般比柱溫高10-50 C）；）； 檢測(cè)器：檢測(cè)器：保證被分

12、離后的組分通過(guò)時(shí)不在此冷凝，保證被分離后的組分通過(guò)時(shí)不在此冷凝，而且溫度影響檢測(cè)器靈敏度和穩(wěn)定性，一般控溫精度而且溫度影響檢測(cè)器靈敏度和穩(wěn)定性，一般控溫精度要求由于要求由于0.1 C第19頁(yè)，共118頁(yè)。 分離室：分離室：準(zhǔn)確控制分離需要的溫度。當(dāng)試樣為沸準(zhǔn)確控制分離需要的溫度。當(dāng)試樣為沸點(diǎn)范圍很寬的混合物時(shí)，分離室溫度需要按一定程序點(diǎn)范圍很寬的混合物時(shí)，分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化（控制溫度變化（程序升溫程序升溫），各組分在最佳溫度下分離，），各組分在最佳溫度下分離，從而改善分離效果，縮短分析時(shí)間。從而改善分離效果，縮短分析時(shí)間。5 5. . 記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)色譜

13、工作站色譜工作站第20頁(yè)，共118頁(yè)。五、五、色譜流出曲線色譜流出曲線 從載氣帶著組分進(jìn)入色譜柱起就用檢測(cè)器檢從載氣帶著組分進(jìn)入色譜柱起就用檢測(cè)器檢測(cè)流出柱后的氣體，并記錄信號(hào)隨時(shí)間變化的曲測(cè)流出柱后的氣體，并記錄信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線線，此曲線就叫色譜流出曲線。第21頁(yè)，共118頁(yè)。第22頁(yè)，共118頁(yè)。六、六、色譜術(shù)語(yǔ)色譜術(shù)語(yǔ)1 1. . 基線：在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱后僅有純流動(dòng)相進(jìn)入檢基線：在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱后僅有純流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)的流出曲線稱為基線?；€在穩(wěn)定的條件下應(yīng)是一測(cè)器時(shí)的流出曲線稱為基線?；€在穩(wěn)定的條件下應(yīng)是一條水平的直線。它的平直與否可反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)條

14、件的穩(wěn)定情條水平的直線。它的平直與否可反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定情況。況。 2 2 峰高（峰高（h h）和峰面積：色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫）和峰面積：色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫峰高。色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰面峰高。色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰面積。積。第23頁(yè)，共118頁(yè)。3 3. . 保留值保留值 1)1)死時(shí)間死時(shí)間(t(tM M) ) ：不與固定相作用的物質(zhì)不與固定相作用的物質(zhì)（空（空氣）氣）從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間，它與從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間，它與色譜柱的空隙體積成正比。色譜柱的空隙體積成正比。 MtLu 柱長(zhǎng)死時(shí)間第24頁(yè)，共118頁(yè)。2)2)保留時(shí)間保留時(shí)間t

15、 tR R：試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)：試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間。它包括組份隨流動(dòng)相通過(guò)柱子的時(shí)間間。它包括組份隨流動(dòng)相通過(guò)柱子的時(shí)間t tM M和組份在和組份在固定相中滯留的時(shí)間。固定相中滯留的時(shí)間。3)3)調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間t tR R ：某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)：某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，它是組份在固定相中的滯留時(shí)間。間后的保留時(shí)間，它是組份在固定相中的滯留時(shí)間。即即 RRMttt第25頁(yè)，共118頁(yè)。4)4)死體積死體積V VM M：色譜柱管內(nèi)固定相顆粒間空隙、色：色譜柱管內(nèi)固定相顆粒間空隙、色譜儀管路和連接頭間空隙和檢測(cè)器間隙的總和。譜儀管路和連接頭間

16、空隙和檢測(cè)器間隙的總和。忽略后兩項(xiàng)可得到忽略后兩項(xiàng)可得到,0,0MMvvVt qq載氣體積流量第26頁(yè)，共118頁(yè)。 5)5) 保留體積保留體積V VR R：指從進(jìn)樣到待測(cè)物在柱后出現(xiàn)：指從進(jìn)樣到待測(cè)物在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所通過(guò)的流動(dòng)相的體積。濃度極大點(diǎn)時(shí)所通過(guò)的流動(dòng)相的體積。 v 0qRRVt，6)6)調(diào)整保留體積調(diào)整保留體積V VR R ：某組份的保留體積扣除死體：某組份的保留體積扣除死體積后的體積。積后的體積。v,0qRRMRVVVt第27頁(yè)，共118頁(yè)。7)7)相對(duì)保留值相對(duì)保留值r r2,12,1（選擇因子（選擇因子 ）：組份：組份2 2的調(diào)的調(diào)整保留值與組份整保留值與組份1 1的

17、調(diào)整保留值之比。的調(diào)整保留值之比。22222,11111RRRRRRRRtVtVrtVtV第28頁(yè)，共118頁(yè)。 r2,1 1，兩組分熱力學(xué)性質(zhì)相同不能分離，兩組分熱力學(xué)性質(zhì)相同不能分離， r2,1 11是兩組分能分離的前提。是兩組分能分離的前提。n注意：注意： r r2,12,1 只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，而只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱內(nèi)徑、柱長(zhǎng)與柱內(nèi)徑、柱長(zhǎng)L L、填充情況及流動(dòng)相流速無(wú)關(guān)，、填充情況及流動(dòng)相流速無(wú)關(guān)，因此，在色譜分析中，尤其是因此，在色譜分析中，尤其是GCGC中廣泛用于定中廣泛用于定性的依據(jù)！性的依據(jù)！第29頁(yè)，共118頁(yè)。 用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，有三種表示方法：

18、用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，有三種表示方法：（1）標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差( )：即：即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一倍峰高處色譜峰寬度的一半。半。（2）半峰寬半峰寬(Y1/2)：色譜峰高一半處的寬度色譜峰高一半處的寬度 Y1/2 =2.354 （3）峰底寬峰底寬(Wb)：Wb=4 4 4. . 區(qū)域?qū)挾葏^(qū)域?qū)挾鹊?0頁(yè)，共118頁(yè)。色譜流出曲線的意義：色譜流出曲線的意義： 色譜峰數(shù)色譜峰數(shù)= =樣品中單組份的最少個(gè)數(shù)；樣品中單組份的最少個(gè)數(shù)； 色譜保留值色譜保留值定性依據(jù)；定性依據(jù)； 色譜峰高或面積色譜峰高或面積定量依據(jù)；定量依據(jù)； 色譜保留值或區(qū)域?qū)挾壬V保留值或區(qū)域?qū)挾壬V柱分離效色譜柱分離效能

19、評(píng)價(jià)指標(biāo)；能評(píng)價(jià)指標(biāo)； 色譜峰間距色譜峰間距固定相或流動(dòng)相選擇是固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù)。否合適的依據(jù)。第31頁(yè)，共118頁(yè)。22 氣相色譜分析理論基礎(chǔ)氣相色譜分析理論基礎(chǔ)一一. .分離過(guò)程分離過(guò)程色譜分離是色譜體系色譜分離是色譜體系熱力學(xué)過(guò)程熱力學(xué)過(guò)程和和動(dòng)力學(xué)過(guò)程動(dòng)力學(xué)過(guò)程的綜合表現(xiàn)。的綜合表現(xiàn)。 熱力學(xué)過(guò)程熱力學(xué)過(guò)程是指：與組分在體系中是指：與組分在體系中分配系數(shù)相關(guān)分配系數(shù)相關(guān)的過(guò)程；的過(guò)程； 動(dòng)力學(xué)過(guò)程動(dòng)力學(xué)過(guò)程是指：組分在該體系兩相間是指：組分在該體系兩相間擴(kuò)散和傳質(zhì)擴(kuò)散和傳質(zhì)的過(guò)程。的過(guò)程。 組分、流動(dòng)相和固定相三者的熱力學(xué)性質(zhì)使不同組分在流動(dòng)相和固定中組分、流動(dòng)相和固定

20、相三者的熱力學(xué)性質(zhì)使不同組分在流動(dòng)相和固定中具有不同的分配系數(shù)，分配系數(shù)的大小反映了組分在固定相上的溶解具有不同的分配系數(shù)，分配系數(shù)的大小反映了組分在固定相上的溶解-揮揮發(fā)發(fā) 或或 吸附吸附-解吸的能力。解吸的能力。 分配系數(shù)大的組分在固定相上溶解或吸附能力強(qiáng)，因此在柱內(nèi)的移動(dòng)速分配系數(shù)大的組分在固定相上溶解或吸附能力強(qiáng)，因此在柱內(nèi)的移動(dòng)速度慢；分配系數(shù)小的組分在固定相上溶解或吸附能力弱，因此在柱內(nèi)的移度慢；分配系數(shù)小的組分在固定相上溶解或吸附能力弱，因此在柱內(nèi)的移動(dòng)速度快。動(dòng)速度快。 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，由于分配系數(shù)的差別，使各組分在柱內(nèi)形成差速經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，由于分配系數(shù)的差別，使各組分在柱內(nèi)

21、形成差速移行，達(dá)到分離的目的。移行，達(dá)到分離的目的。第32頁(yè)，共118頁(yè)。二二. . 分配系數(shù)（分配系數(shù)（partion factor） K K 組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過(guò)程叫做分配過(guò)程。在一定溫度下，組分在兩相間分揮發(fā)的過(guò)程叫做分配過(guò)程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g / mL）比，稱為分配系數(shù)，比，稱為分配系數(shù)，用用K 表示，即：表示，即：Ms ccK 組組分分在在流流動(dòng)動(dòng)相相中中的的濃濃度度組組分分在在固固定定相相中中的的濃濃度度分配系數(shù)不同是色譜分離的依據(jù)。

22、分配系數(shù)不同是色譜分離的依據(jù)。K 是一個(gè)無(wú)因次量，它是由組分及固定液的熱力學(xué)性質(zhì)決是一個(gè)無(wú)因次量，它是由組分及固定液的熱力學(xué)性質(zhì)決定的，只隨柱溫和柱壓而變化，與色譜柱中氣相和液相的體積定的，只隨柱溫和柱壓而變化，與色譜柱中氣相和液相的體積無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。 第33頁(yè)，共118頁(yè)。 三三. . 分配比分配比k k 在一定溫度和壓力下，組份在兩相間的分在一定溫度和壓力下，組份在兩相間的分配達(dá)平衡時(shí)，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量配達(dá)平衡時(shí)，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量比，稱為分配比。它反映了組分在柱中的遷移比，稱為分配比。它反映了組分在柱中的遷移速率。又稱保留因子。也叫容量因子或容量比。速率。又稱保留因子

23、。也叫容量因子或容量比。 第34頁(yè)，共118頁(yè)。分配比分配比k與分配系數(shù)與分配系數(shù)K的關(guān)系為：的關(guān)系為：SsSSmmmmsmmcVmVKkmcmVV 式中式中為相比。為相比。填充柱相比：填充柱相比：6 63535；毛細(xì)管柱的相比：毛細(xì)管柱的相比：505015001500容量因子越大，保留時(shí)間越長(zhǎng)。容量因子越大，保留時(shí)間越長(zhǎng)?？捎杀Ａ魰r(shí)間計(jì)算出容量因子，兩者有以下關(guān)系：可由保留時(shí)間計(jì)算出容量因子，兩者有以下關(guān)系：MRMMRtttttk第35頁(yè)，共118頁(yè)。三、塔板理論三、塔板理論- -柱分離效能指標(biāo)柱分離效能指標(biāo)色譜柱長(zhǎng)：色譜柱長(zhǎng)：L，虛擬的塔板間距離：虛擬的塔板間距離：H，色譜柱的理論塔板數(shù)：

24、色譜柱的理論塔板數(shù)：n，則三者的關(guān)系為：則三者的關(guān)系為： n = L / H理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為：理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為：222116545)()(./bRRWtYtn第36頁(yè)，共118頁(yè)。有效塔板數(shù)和有效塔板高度有效塔板數(shù)和有效塔板高度 單位柱長(zhǎng)的塔板數(shù)越多，表明柱效越高。單位柱長(zhǎng)的塔板數(shù)越多，表明柱效越高。 用不同物質(zhì)計(jì)算可得到不同的理論塔板數(shù)。用不同物質(zhì)計(jì)算可得到不同的理論塔板數(shù)。 組分在組分在tM時(shí)間內(nèi)不參與柱內(nèi)分配。需引入有效塔板數(shù)和時(shí)間內(nèi)不參與柱內(nèi)分配。需引入有效塔板數(shù)和有效塔板高度：有效塔板高度：222116545)()(./bRRWtYtn有效有效有效nL

25、HWtYtnbRR222/1)(16)(54. 5第37頁(yè)，共118頁(yè)。塔板理論的特點(diǎn)和不足：塔板理論的特點(diǎn)和不足： (1)(1)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù) n 越大越大(塔板高度塔板高度 H 越越小小) )，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。色譜峰越窄。 (2)(2)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。 (3)(3)柱

26、效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)配系數(shù) K 相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無(wú)法分離。相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無(wú)法分離。 (4)(4)塔板理論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱塔板理論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。的途徑。第38頁(yè)，共118頁(yè)。四、速率理論四、速率理論- -影響柱效的因素影響柱效的因素 速率方程（也稱范速率方程（也稱范. .弟姆特方程式）弟姆特方程式）: : H = A

27、 + B/u + Cu H = A + B/u + Cu H H：理論塔板高度，：理論塔板高度，u u：載氣的線速度：載氣的線速度( (cm/s)cm/s) 減小減小A A、B B、C C三項(xiàng)可提高柱效；三項(xiàng)可提高柱效； 存在著最佳流速；存在著最佳流速； A A、B B、C C三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？第39頁(yè)，共118頁(yè)。1. 1. 渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)A A = 2dp d dp：固定相的平均顆粒直徑固定相的平均顆粒直徑：固定相的填充不均勻因子固定相的填充不均勻因子 固定相顆粒越小固定相顆粒越小d dp p，填充的越均勻，填充的越均勻，AA，HH，柱效，柱效n n。表現(xiàn)在

28、渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。表現(xiàn)在渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。第40頁(yè)，共118頁(yè)。2.2. 分子擴(kuò)散項(xiàng)分子擴(kuò)散項(xiàng) B = 2 B = 2 DgDg ：彎曲因子，填充柱色譜，彎曲因子，填充柱色譜， 110k10，則，則R R的的增加不明顯增加不明顯, ,分析時(shí)間反而延長(zhǎng)很多。通常分析時(shí)間反而延長(zhǎng)很多。通常k k在在2-72-7之間。之間。 改變改變 k k 的方法有：的方法有：改變柱溫改變柱溫(GC)(GC)、改變相比。改變相比。第48頁(yè)，共118頁(yè)。3. 3. 分離度分離度R R與與選擇選擇因子因子 的關(guān)系的關(guān)系 越大，柱選擇性越好，對(duì)分離有利。越大，

29、柱選擇性越好，對(duì)分離有利。 的微小變的微小變化可引起化可引起 R R 較大改變。較大改變。如，當(dāng)如，當(dāng) 從從1.011.01增加至增加至1.10(1.10(增加增加9% )9% )時(shí)，時(shí)，R R 則增加則增加 9 9 倍倍( (但但 1.5, R1.5, R增加不大增加不大) ) 。 增加增加 最有效最有效的方法：改變固定相，使組分的分配系數(shù)的方法：改變固定相，使組分的分配系數(shù)有較大的差別。有較大的差別。 第49頁(yè)，共118頁(yè)。例題例題1： 在一定條件下，兩個(gè)組分的調(diào)整保留時(shí)間分別為在一定條件下，兩個(gè)組分的調(diào)整保留時(shí)間分別為85秒秒和和100秒，要達(dá)到完全分離，即秒，要達(dá)到完全分離，即R=1.

30、5 。計(jì)算需要多少塊計(jì)算需要多少塊有效塔板。若填充柱的有效塔板高度為有效塔板。若填充柱的有效塔板高度為0.1 cm，有效有效柱長(zhǎng)是多少？柱長(zhǎng)是多少？解：解： = 100 / 85 = 1.18 n有效有效 = 16R2 / ( 1) 2 = 161.52 (1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（塊）塊）L有效有效 = n有效有效H有效有效 = 15470.1 = 155 cm 即柱長(zhǎng)為即柱長(zhǎng)為1.55米時(shí)，米時(shí)，兩組分可以得到完全分離。兩組分可以得到完全分離。第50頁(yè)，共118頁(yè)。例題例題2： 在在1m的色譜柱上，兩組分的理論塔板數(shù)為的色譜柱上，兩組分的理論塔板數(shù)為3600，兩個(gè)，兩個(gè)

31、組分的保留時(shí)間分別為組分的保留時(shí)間分別為12.2s和和12.8s，計(jì)算分離度。要達(dá)到計(jì)算分離度。要達(dá)到完全分離，所需要的柱長(zhǎng)是？完全分離，所需要的柱長(zhǎng)是？解：解：8533. 036008 .12448133. 036002 .12442211ntWntWRbRb分離度：分離度：72. 08133. 08533. 0)2 .128 .12(2RmLRRL34. 4172. 05 . 1212122塔板數(shù)增加一倍，分離度增加多少？塔板數(shù)增加一倍，分離度增加多少？第51頁(yè)，共118頁(yè)。三三. .分離操作條件的選擇分離操作條件的選擇1、載氣及其流速的選擇、載氣及其流速的選擇 載氣種類：載氣種類： u小

32、小，分子擴(kuò)散項(xiàng)起主要作用，應(yīng)盡量選相對(duì)分子質(zhì)量，分子擴(kuò)散項(xiàng)起主要作用，應(yīng)盡量選相對(duì)分子質(zhì)量大的載氣，如：大的載氣，如：N2,Ar u大大，傳質(zhì)阻力項(xiàng)起主要作用，應(yīng)盡量選相對(duì)分子質(zhì)量，傳質(zhì)阻力項(xiàng)起主要作用，應(yīng)盡量選相對(duì)分子質(zhì)量小的載氣，如：小的載氣，如：H2, He 同時(shí)考慮載氣與同時(shí)考慮載氣與檢測(cè)器檢測(cè)器的要求相適應(yīng)（熱導(dǎo)檢測(cè)器：的要求相適應(yīng)（熱導(dǎo)檢測(cè)器： H2, He ）；）；對(duì)一般的填充柱，對(duì)一般的填充柱，N2的最佳實(shí)用線速為的最佳實(shí)用線速為10-12 cm/s H2的最佳實(shí)用線速為的最佳實(shí)用線速為15-20 cm/s色譜分離的操作條件的色譜分離的操作條件的選擇依據(jù)選擇依據(jù)：基本色譜分離基

33、本色譜分離方程式方程式及及范氏理論范氏理論第52頁(yè)，共118頁(yè)。 載氣流速載氣流速在最佳流速時(shí)板高最小，但為縮短分析時(shí)間，往往選略高于在最佳流速時(shí)板高最小，但為縮短分析時(shí)間，往往選略高于最佳流速。最佳流速。2m inBCHA2B CBHAC uud HBCd uuu 最 佳第53頁(yè)，共118頁(yè)。2、柱溫的選擇柱溫的選擇 每種固定液都有最高使用溫度，柱溫不能高于此溫度。每種固定液都有最高使用溫度，柱溫不能高于此溫度。 提高柱溫提高柱溫各組分的揮發(fā)靠攏，不利于分離，但各組分的揮發(fā)靠攏，不利于分離，但柱溫太低柱溫太低時(shí)時(shí)組分的擴(kuò)散變慢，分配平衡不能迅速建立，峰型變寬，組分的擴(kuò)散變慢，分配平衡不能迅速

34、建立，峰型變寬，柱效較低，分析時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。柱效較低，分析時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。選擇柱溫要兼顧幾方面的因素。一般原則是：選擇柱溫要兼顧幾方面的因素。一般原則是：1）在使最難分離的組分有盡可能好的分離度前提下，）在使最難分離的組分有盡可能好的分離度前提下，采取適當(dāng)?shù)偷闹鶞?，但以保留時(shí)間適宜，峰形不拖尾采取適當(dāng)?shù)偷闹鶞兀员Ａ魰r(shí)間適宜，峰形不拖尾為度；為度；第54頁(yè)，共118頁(yè)。2）對(duì)于寬沸程的多組分混合物，可采用程序升溫法。）對(duì)于寬沸程的多組分混合物，可采用程序升溫法。沸點(diǎn)較低的組分在低柱溫下良好分離后最早流出。沸點(diǎn)較低的組分在低柱溫下良好分離后最早流出。沸點(diǎn)較高的組分在較高柱溫下良好分離后隨即流出。沸點(diǎn)較高

35、的組分在較高柱溫下良好分離后隨即流出。3 3、固定液的用量、固定液的用量 固定液的用量和允許的進(jìn)樣量成正比。固定液的用量和允許的進(jìn)樣量成正比。 目前盛行低固定液含量的色譜柱，其柱效較高，但允許的進(jìn)樣目前盛行低固定液含量的色譜柱，其柱效較高，但允許的進(jìn)樣量也較小。量也較小。 固定液的用量同時(shí)和所采用的擔(dān)體有關(guān)，擔(dān)體表面積越大，固定液的用量同時(shí)和所采用的擔(dān)體有關(guān)，擔(dān)體表面積越大，固定液的含量可以高些，其配比一般在固定液的含量可以高些，其配比一般在5：100 25：100。第55頁(yè)，共118頁(yè)。4 4載載體體的選擇的選擇 擔(dān)體擔(dān)體均勻而細(xì)均勻而細(xì)小小，固定液薄而均勻，柱效就愈，固定液薄而均勻，柱效就

36、愈高。但粒度也不能太小，否則，阻力壓急劇增大。高。但粒度也不能太小，否則，阻力壓急劇增大。一般粒度直徑為柱內(nèi)徑的一般粒度直徑為柱內(nèi)徑的120l25為宜；為宜；5 5進(jìn)樣時(shí)間及進(jìn)樣量進(jìn)樣時(shí)間及進(jìn)樣量 進(jìn)樣時(shí)間要短進(jìn)樣時(shí)間要短（1s內(nèi)）內(nèi)），使試樣進(jìn)入色譜柱呈，使試樣進(jìn)入色譜柱呈“塞子塞子”狀；狀； 最大允許進(jìn)樣量應(yīng)控制在使半峰寬基本不變，而峰最大允許進(jìn)樣量應(yīng)控制在使半峰寬基本不變，而峰高與進(jìn)樣量成線性關(guān)系，如果超過(guò)最大允許進(jìn)樣量，高與進(jìn)樣量成線性關(guān)系，如果超過(guò)最大允許進(jìn)樣量，線性關(guān)系遭破壞。線性關(guān)系遭破壞。第56頁(yè)，共118頁(yè)。一一 熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器 thermal conductivity

37、 detector,TCD25 氣相色譜檢測(cè)器氣相色譜檢測(cè)器第57頁(yè)，共118頁(yè)。1 1 熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)池體池體（一般用不銹鋼制成）（一般用不銹鋼制成）熱敏元件熱敏元件：電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價(jià)廉易加工：電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價(jià)廉易加工的鎢絲制成。的鎢絲制成。參考臂參考臂：僅允許純載氣通過(guò)，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。：僅允許純載氣通過(guò)，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。 測(cè)量臂：測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過(guò)，則連接在緊靠近需要攜帶被分離組分的載氣流過(guò)，則連接在緊靠近分離柱出口處。分離柱出口處。2 2檢測(cè)原理檢測(cè)原理 平衡電橋。平衡電橋。 不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。不

38、同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。第58頁(yè)，共118頁(yè)。第59頁(yè)，共118頁(yè)。鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值：鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值： R參參=R測(cè)測(cè) ; R1=R2 則：則：R參參R1=R測(cè)測(cè)R2 無(wú)電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線（基線）。無(wú)電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線（基線）。 進(jìn)樣后進(jìn)樣后: 載氣攜帶試樣組分流過(guò)測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過(guò)的仍載氣攜帶試樣組分流過(guò)測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過(guò)的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測(cè)量是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，R參參R測(cè)測(cè) 則則

39、 R參參R2R測(cè)測(cè)R1 這時(shí)電橋失去平衡，這時(shí)電橋失去平衡，a、b兩端存在著電位差，有電壓信兩端存在著電位差，有電壓信號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨時(shí)號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨時(shí)間變化的峰狀圖形。間變化的峰狀圖形。第60頁(yè)，共118頁(yè)。3 3. . 影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素 橋路電流橋路電流I ： I ，鎢絲的溫度，鎢絲的溫度 ，鎢絲與池體之間，鎢絲與池體之間的溫差的溫差 ，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器的響應(yīng)值的響應(yīng)值S I3，但穩(wěn)定性下降，基線不穩(wěn)。橋路電流但穩(wěn)定性下降，

40、基線不穩(wěn)。橋路電流太高時(shí)，還可能造成鎢絲燒壞。太高時(shí)，還可能造成鎢絲燒壞。 池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。第61頁(yè)，共118頁(yè)。 載氣種類：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)載氣種類：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。載氣的熱導(dǎo)系數(shù)大，傳熱好，通

41、過(guò)的橋路電流也可適當(dāng)加載氣的熱導(dǎo)系數(shù)大，傳熱好，通過(guò)的橋路電流也可適當(dāng)加大，則檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。大，則檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。表表 某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)（某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)（），），單位：?jiǎn)挝唬篔 / cms第62頁(yè)，共118頁(yè)。2 2 氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器 flame ionization detector, FID flame ionization detector, FID1 1） 特點(diǎn)特點(diǎn) (1) 典型的典型的質(zhì)量型檢測(cè)器質(zhì)量型檢測(cè)器; (2) 對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度; (3) 無(wú)機(jī)氣體、水、四氯化碳等無(wú)機(jī)氣體、水、四氯化碳

42、等含氫少或不含氫的物含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng)質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng); (4) 氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn)響應(yīng)迅速等特點(diǎn); (5) 比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限可達(dá)限可達(dá)10-12gg-1。第63頁(yè)，共118頁(yè)。 (1) 在發(fā)射極和收集極之在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓間加有一定的直流電壓（100300V）構(gòu)成一個(gè)外加構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。電場(chǎng)。 (2) N2 ：載氣攜帶試樣組分；：載氣攜帶試樣組分； H2 ：為燃?xì)?；：為燃?xì)猓?空氣：助燃?xì)?。空氣?/p>

43、助燃?xì)狻?使用時(shí)需要調(diào)整三者的使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。到最佳。2 2） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第64頁(yè)，共118頁(yè)。A A區(qū)：預(yù)熱區(qū)區(qū)：預(yù)熱區(qū)B B層：點(diǎn)燃火焰層：點(diǎn)燃火焰C C層：熱裂解區(qū)層：熱裂解區(qū)D D層：反應(yīng)區(qū)層：反應(yīng)區(qū)被測(cè)組分在熱裂解區(qū)生成的正負(fù)離子，在被測(cè)組分在熱裂解區(qū)生成的正負(fù)離子，在外加恒定直流電場(chǎng)的作用下分別向兩極外加恒定直流電場(chǎng)的作用下分別向兩極定定向向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生微電流運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生微電流（約（約10-610-14A）；）；在一定范圍內(nèi)，微電流的大小與進(jìn)入離子室在一定范圍內(nèi)，微電流的大小與進(jìn)入離子室的被測(cè)組分質(zhì)量成正比；的被測(cè)組分質(zhì)量成正比

44、；離子電流信號(hào)輸出離子電流信號(hào)輸出到記錄儀，得到峰面積與組分質(zhì)量成正比到記錄儀，得到峰面積與組分質(zhì)量成正比的色譜流出曲線。的色譜流出曲線。3 3） 原理原理第65頁(yè)，共118頁(yè)。3 3 電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器 electron capture detector, ECD electron capture detector, ECD 高選擇性檢測(cè)器，高選擇性檢測(cè)器， 僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈敏僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈敏度，檢測(cè)下限度，檢測(cè)下限1010-14 -14 g /mLg /mL， 對(duì)大多數(shù)烴類沒(méi)有響應(yīng)。對(duì)大多數(shù)烴類沒(méi)有響應(yīng)。 較多應(yīng)用

45、于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留較多應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留量的測(cè)定。量的測(cè)定。4 4其它幾種其它幾種檢測(cè)器檢測(cè)器1) 火焰光度檢測(cè)器火焰光度檢測(cè)器(flame photometric detector, FPD)第66頁(yè)，共118頁(yè)。 化合物中硫、磷在富氫火焰中被還原，激發(fā)后，輻射出化合物中硫、磷在富氫火焰中被還原，激發(fā)后，輻射出400400、550 550 nm nm 左右的光譜，可被檢測(cè)；左右的光譜，可被檢測(cè)； 該檢測(cè)器是對(duì)含硫、磷化合物的高選擇性檢測(cè)器；該檢測(cè)器是對(duì)含硫、磷化合物的高選擇性檢測(cè)器；2)2)熱離子檢測(cè)器熱離子檢測(cè)器( (thermionic detector,

46、 TID)thermionic detector, TID) 氮、磷檢測(cè)器；對(duì)氮、磷有高靈敏度；氮、磷檢測(cè)器；對(duì)氮、磷有高靈敏度； 在在FIDFID檢測(cè)器的噴嘴與收集極之間加一個(gè)含硅酸銣的檢測(cè)器的噴嘴與收集極之間加一個(gè)含硅酸銣的玻璃球，含氮、磷化合物在受熱分解時(shí)，受硅酸銣作用玻璃球，含氮、磷化合物在受熱分解時(shí)，受硅酸銣作用產(chǎn)生大量電子，信號(hào)強(qiáng)；產(chǎn)生大量電子，信號(hào)強(qiáng)；3)3)定性檢測(cè)器定性檢測(cè)器( (聯(lián)用儀器聯(lián)用儀器) ) 將兩種儀器結(jié)合；色將兩種儀器結(jié)合；色- -質(zhì)聯(lián)用儀質(zhì)聯(lián)用儀第67頁(yè)，共118頁(yè)。一、色譜定性一、色譜定性分析分析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

47、性利用保留值定性：通過(guò)對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值通過(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)及在色譜圖中位置。不的色譜峰，來(lái)確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。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，觀察各組分色譜峰將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。的相對(duì)變化。25 氣相色譜定性定量分析氣相色譜定性定量分析第68頁(yè)，共118頁(yè)。 2.2.利用文獻(xiàn)保留值定性利用文獻(xiàn)保留值定性 相對(duì)保留值相對(duì)保留值r r2121：相對(duì)保留值相對(duì)保留值r r2121僅與

48、柱溫和固定液性質(zhì)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)，可以用來(lái)進(jìn)行定性鑒定。留數(shù)據(jù)，可以用來(lái)進(jìn)行定性鑒定。3.保留指數(shù)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)為分子中碳原子個(gè)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）。）。第69頁(yè)，共118頁(yè)。4 4. .與其他分析儀器聯(lián)用的定性方法與

49、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SampleSample 58901.0 DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMass Selective DetectorDCBA ABCDGas Chromatograph (GC) Mass Spectrometer (MS)SeparationIdentificationBACD第70頁(yè)，共118頁(yè)。 試樣中各組分質(zhì)量與其色譜峰面積成正比，即：

50、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)：比例系數(shù)f i ，單位面積對(duì)應(yīng)的物質(zhì)量：，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：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：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。對(duì)校正因子之比。ississiisiiAAmmAmAmfff/二二、色譜定、色譜定量分析量分析第71頁(yè)，共118頁(yè)。 當(dāng)當(dāng)mi、mS以摩爾為單位時(shí)，所得相對(duì)校正因子稱為以摩爾為單

51、位時(shí)，所得相對(duì)校正因子稱為相對(duì)摩爾校正因子（相對(duì)摩爾校正因子（f M）,用表示；當(dāng)用表示；當(dāng)mi、mS用質(zhì)量單用質(zhì)量單位時(shí)位時(shí), 以（以（f m）,表示。表示。3. 3. 常用的幾種定量方法常用的幾種定量方法 （1）歸一化法：歸一化法：100100121niiiiiniiAfAfmmmmc)(%第72頁(yè)，共118頁(yè)。 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；僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況。僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況。第73頁(yè)，共118頁(yè)。（2 2）內(nèi)標(biāo)法）內(nèi)

52、標(biāo)法內(nèi)標(biāo)物要滿足以下要求：內(nèi)標(biāo)物要滿足以下要求：（1）試樣中不含有該物質(zhì)；）試樣中不含有該物質(zhì)；（2）與被測(cè)組分性質(zhì)比較接近；）與被測(cè)組分性質(zhì)比較接近；（3）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（4）出峰位置應(yīng)位于被測(cè)組分附近，且無(wú)組分峰影響。）出峰位置應(yīng)位于被測(cè)組分附近，且無(wú)組分峰影響。試樣配制：試樣配制：準(zhǔn)確稱取一定量的試樣準(zhǔn)確稱取一定量的試樣W，加入一定量?jī)?nèi)標(biāo)物加入一定量?jī)?nèi)標(biāo)物mS計(jì)算式：計(jì)算式：SsiisiSsiisiAfAfmmAfAfmm; 100100100% SsiisSsiisiiAfAfWmWAfAfmWmc第74頁(yè)，共118頁(yè)。 （1 1） 內(nèi)標(biāo)法的準(zhǔn)確性較高，

53、操作條件和進(jìn)樣量的內(nèi)標(biāo)法的準(zhǔn)確性較高，操作條件和進(jìn)樣量的稍許變動(dòng)對(duì)定量結(jié)果的影響不大。稍許變動(dòng)對(duì)定量結(jié)果的影響不大。 (2) (2) 每個(gè)試樣的分析，都要進(jìn)行兩次稱量，不適每個(gè)試樣的分析，都要進(jìn)行兩次稱量，不適合大批量試樣的快速分析。合大批量試樣的快速分析。 (3)(3)若將內(nèi)標(biāo)法中的試樣取樣量和內(nèi)標(biāo)物加入量固若將內(nèi)標(biāo)法中的試樣取樣量和內(nèi)標(biāo)物加入量固定，則：定，則：常數(shù)SiiAAc %特點(diǎn)：特點(diǎn)：第75頁(yè)，共118頁(yè)。 （3）外標(biāo)法外標(biāo)法外標(biāo)法也稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。外標(biāo)法也稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。特點(diǎn)及要求：特點(diǎn)及要求： 外標(biāo)法不使用校正因子，準(zhǔn)確性較高外標(biāo)法不使用校正因子，準(zhǔn)確性較高;操作條件變化對(duì)結(jié)果

54、準(zhǔn)確性影響較大操作條件變化對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大;對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高，適用于大批量試對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高，適用于大批量試樣的快速分析。樣的快速分析。第76頁(yè)，共118頁(yè)。第77頁(yè)，共118頁(yè)。第三章第三章 高效液相色譜分析高效液相色譜分析Chapter Three High Performance Liquid Chromatography （HPLC）第78頁(yè)，共118頁(yè)。3 31 1 高效液相色譜法的特點(diǎn)高效液相色譜法的特點(diǎn) 一、一、高效液相色譜法高效液相色譜法概述概述 高效液相色譜法（高效液相色譜法（HPLCHPLC）在）在經(jīng)典液相色譜經(jīng)典液相色譜基基礎(chǔ)上，采用了高壓泵、

55、高效固定相和高靈敏度檢礎(chǔ)上，采用了高壓泵、高效固定相和高靈敏度檢測(cè)器，因而具備測(cè)器，因而具備速度快、效率高、靈敏度高、操速度快、效率高、靈敏度高、操作自動(dòng)化的作自動(dòng)化的特點(diǎn)，特點(diǎn)，因此得到迅猛的發(fā)展。因此得到迅猛的發(fā)展。目前已目前已成為應(yīng)用極為廣泛的化學(xué)分離分析重要手段。成為應(yīng)用極為廣泛的化學(xué)分離分析重要手段。第79頁(yè)，共118頁(yè)。 1 1高效液相色譜法與經(jīng)典液相色譜法的比較高效液相色譜法與經(jīng)典液相色譜法的比較 高速：高速：在分析速度上比經(jīng)典液相色譜法在分析速度上比經(jīng)典液相色譜法快數(shù)百倍快數(shù)百倍。由于經(jīng)典。由于經(jīng)典色譜是色譜是重力加料重力加料，流出速度極慢；而高效液相色譜配備了，流出速度極慢；

56、而高效液相色譜配備了高高壓輸液壓輸液設(shè)備，流速最高可達(dá)設(shè)備，流速最高可達(dá) 10103 3cmmincmmin-1-1. . 例如例如分離氨基分離氨基酸，用經(jīng)典色譜法，柱長(zhǎng)約酸，用經(jīng)典色譜法，柱長(zhǎng)約170cm170cm，柱徑，柱徑0.9cm0.9cm，流動(dòng)相速，流動(dòng)相速度為度為30cm30cm3 3hh-1-1，需用，需用2020多小時(shí)才能分離出多小時(shí)才能分離出2020種氨基酸；而種氨基酸；而用高效液相色譜法，只需用高效液相色譜法，只需lhlh之內(nèi)即可完成；之內(nèi)即可完成；高效：高效：其柱效可達(dá)其柱效可達(dá)3 3萬(wàn)塔板萬(wàn)塔板/ /米以上（氣相色譜約米以上（氣相色譜約2000 2000 塔板塔板/ /

57、米），分離效率大大提高了。米），分離效率大大提高了。第80頁(yè)，共118頁(yè)。2 2高效液相色譜法與氣相色譜法的比較高效液相色譜法與氣相色譜法的比較 （l l）氣相色譜法氣相色譜法分析對(duì)象只限于氣體和沸點(diǎn)較低的化合分析對(duì)象只限于氣體和沸點(diǎn)較低的化合物，它們僅占有機(jī)物總數(shù)的物，它們僅占有機(jī)物總數(shù)的2020。對(duì)于占有機(jī)物總數(shù)近。對(duì)于占有機(jī)物總數(shù)近8080的那些高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、離子型化合物及摩爾質(zhì)量大的的那些高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、離子型化合物及摩爾質(zhì)量大的物質(zhì)，目前主要采用物質(zhì)，目前主要采用高效液相色譜法高效液相色譜法進(jìn)行分離和分析；進(jìn)行分離和分析； 第81頁(yè)，共118頁(yè)。 (2)氣相色譜采用流動(dòng)相是

58、惰性氣體，它與組分不產(chǎn)生相互作氣相色譜采用流動(dòng)相是惰性氣體，它與組分不產(chǎn)生相互作用力，僅起運(yùn)載作用。而高效液相色譜法中流動(dòng)相對(duì)組分用力，僅起運(yùn)載作用。而高效液相色譜法中流動(dòng)相對(duì)組分可產(chǎn)生一定親和力，并參與固定相對(duì)組分作用的劇烈競(jìng)爭(zhēng)，可產(chǎn)生一定親和力，并參與固定相對(duì)組分作用的劇烈競(jìng)爭(zhēng)，流動(dòng)相對(duì)分離起很大作用，因此，可選用不同極性的液體，流動(dòng)相對(duì)分離起很大作用，因此，可選用不同極性的液體，選擇余地大，相當(dāng)于增加了一個(gè)控制和改進(jìn)分離條件的參選擇余地大，相當(dāng)于增加了一個(gè)控制和改進(jìn)分離條件的參數(shù)，這為選擇最佳分離條件提供了極大方便；數(shù)，這為選擇最佳分離條件提供了極大方便； （3）氣相色譜一般都在）氣相色

59、譜一般都在較高溫度較高溫度下進(jìn)行的，而高效液相色譜下進(jìn)行的，而高效液相色譜法則經(jīng)常可在法則經(jīng)?？稍谑覝貤l件室溫條件下工作；下工作； 高效液相色譜法的儀器設(shè)備費(fèi)用昂貴，操作嚴(yán)格，這是高效液相色譜法的儀器設(shè)備費(fèi)用昂貴，操作嚴(yán)格，這是它的主要它的主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)。 第82頁(yè)，共118頁(yè)。 3 32 2 影響液相色譜分離的因素影響液相色譜分離的因素 氣相色譜所討論的氣相色譜所討論的基本概念及基本理論基本概念及基本理論，如：保留，如：保留值，分配系數(shù)，分配比，分離度，塔板理論，速率理值，分配系數(shù)，分配比，分離度，塔板理論，速率理論等論等與液相色譜一致與液相色譜一致，但液相色譜流動(dòng)相為液體，其，但液相色譜流動(dòng)

60、相為液體，其擴(kuò)散系數(shù)，粘度，密度等與氣體均有很大的擴(kuò)散系數(shù)，粘度，密度等與氣體均有很大的差別差別，都，都將對(duì)色譜分析過(guò)程產(chǎn)生影響。將對(duì)色譜分析過(guò)程產(chǎn)生影響。 第83頁(yè)，共118頁(yè)。 要提高液相色譜的分離效率，裝柱的均勻性要提高液相色譜的分離效率，裝柱的均勻性和減小固定相（目前常用和減小固定相（目前常用5 m）的粒徑是關(guān)鍵。另）的粒徑是關(guān)鍵。另外，降低流動(dòng)相的黏度也可加快傳質(zhì)，提高柱效，流外，降低流動(dòng)相的黏度也可加快傳質(zhì)，提高柱效，流速對(duì)板高的影響和氣相色譜一樣存在最佳流速。速對(duì)板高的影響和氣相色譜一樣存在最佳流速。 HPLC的最小板高比的最小板高比GC的板高小一個(gè)數(shù)量級(jí)，的板高小一個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)