研究生課時(shí)色譜技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1研究生課時(shí)色譜技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究生課時(shí)色譜技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用化學(xué)學(xué)科化學(xué)學(xué)科合成化學(xué)合成化學(xué)分析化學(xué)分析化學(xué)理論與計(jì)算化學(xué)理論與計(jì)算化學(xué)儀器分析儀器分析現(xiàn)代分離方法現(xiàn)代分離方法電化學(xué)分析電化學(xué)分析光譜分析光譜分析CELCGC知識內(nèi)容立足點(diǎn)知識內(nèi)容立足點(diǎn)第1頁/共78頁經(jīng)典色譜法經(jīng)典色譜法Chromatography1905年俄國植物學(xué)家年俄國植物學(xué)家M.G. 茨維特茨維特柱色譜柱色譜紙色譜紙色譜薄層色譜薄層色譜一、色譜法的發(fā)展一、色譜法的發(fā)展Michael Tswett(1872-1919), a Russian botanist , discovered the basic princi

2、ples of column chromatography. He separated plant pigments by eluting a mixture of the pigments on a column of calcium carbonate. The various pigments separated into colored bands; hence the name chromatography. 石油醚石油醚第2頁/共78頁現(xiàn)代色譜法現(xiàn)代色譜法1952年氣相色譜分析法年氣相色譜分析法National Institute for Medical Research Lond

3、on, United KingdomMartin AJPRowett Research Institute Bucksburn (Scotland), United Kingdom Synge RLM第3頁/共78頁年代年代發(fā)明者發(fā)明者發(fā)明的色譜方法或重要應(yīng)用發(fā)明的色譜方法或重要應(yīng)用1906Tswett用碳酸鈣作吸附劑分離植物色素。最先提出用碳酸鈣作吸附劑分離植物色素。最先提出色譜色譜概念概念1931Kuhn, Lederer用氧化鋁和碳酸鈣分離用氧化鋁和碳酸鈣分離a-、b-和和g-胡蘿卜素胡蘿卜素1938Izmailov, Shraiber最先使用最先使用薄層色譜薄層色譜法法1938Tayl

4、or, Uray用用離子交換色譜離子交換色譜法分離了鋰和鉀的同位素法分離了鋰和鉀的同位素1941Martin, Synge提出色譜提出色譜塔板理論塔板理論；發(fā)明液；發(fā)明液-液分配色譜；預(yù)言了氣體可作為液分配色譜；預(yù)言了氣體可作為流動相（即氣相色譜）流動相（即氣相色譜）1944Consden等等發(fā)明了發(fā)明了紙色譜紙色譜1949Macllean氧化鋁中加淀粉黏合劑制作薄層板使薄層色譜進(jìn)入實(shí)用階段氧化鋁中加淀粉黏合劑制作薄層板使薄層色譜進(jìn)入實(shí)用階段1952Martin, James從理論和實(shí)踐方面完善了從理論和實(shí)踐方面完善了氣氣-液分配色譜液分配色譜法法1956Van Deemter等等提出色譜提出

5、色譜速率理論速率理論，并應(yīng)用于氣相色譜，并應(yīng)用于氣相色譜1957 基于離子交換色譜的氨基酸分析專用儀器問世基于離子交換色譜的氨基酸分析專用儀器問世1958Golay發(fā)明毛細(xì)管柱氣相色譜發(fā)明毛細(xì)管柱氣相色譜1959Porath, Flodin發(fā)表凝膠過濾色譜的報(bào)告發(fā)表凝膠過濾色譜的報(bào)告1964Moore發(fā)明發(fā)明凝膠滲透色譜凝膠滲透色譜1965Giddings發(fā)展了色譜理論，為色譜學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)發(fā)展了色譜理論，為色譜學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)1975Small發(fā)明了以離子交換劑為固定相、強(qiáng)電解質(zhì)為流動相，采用抑發(fā)明了以離子交換劑為固定相、強(qiáng)電解質(zhì)為流動相，采用抑制型電導(dǎo)檢測的新型制型電導(dǎo)檢測的

6、新型離子色譜離子色譜法法1981Jorgenson等等創(chuàng)立了創(chuàng)立了毛細(xì)管電泳毛細(xì)管電泳法法第4頁/共78頁年代年代獲獎(jiǎng)學(xué)科獲獎(jiǎng)學(xué)科獲獎(jiǎng)研究工作獲獎(jiǎng)研究工作1937化學(xué)化學(xué)類胡蘿卜素化學(xué)，維生素類胡蘿卜素化學(xué)，維生素A和和B1938化學(xué)化學(xué)類胡蘿卜素化學(xué)類胡蘿卜素化學(xué)1939化學(xué)化學(xué)聚甲烯和高萜烯化學(xué)聚甲烯和高萜烯化學(xué)1950生理學(xué)、醫(yī)學(xué)生理學(xué)、醫(yī)學(xué)性激素化學(xué)及其分離、腎皮素化學(xué)及其分離性激素化學(xué)及其分離、腎皮素化學(xué)及其分離1951化學(xué)化學(xué)超鈾元素的發(fā)現(xiàn)超鈾元素的發(fā)現(xiàn)1955化學(xué)化學(xué)腦下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素腦下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素1958化學(xué)化學(xué)胰島素的結(jié)構(gòu)胰島素的結(jié)構(gòu)1

7、961化學(xué)化學(xué)光合作用時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的確認(rèn)光合作用時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的確認(rèn)1970生理學(xué)、醫(yī)學(xué)生理學(xué)、醫(yī)學(xué)關(guān)于神經(jīng)元觸處遷移物質(zhì)的研究關(guān)于神經(jīng)元觸處遷移物質(zhì)的研究1970化學(xué)化學(xué)糖核苷酸的發(fā)現(xiàn)及其在生物合成碳水化合物糖核苷酸的發(fā)現(xiàn)及其在生物合成碳水化合物中的作用中的作用1972化學(xué)化學(xué)核糖核酸化學(xué)酶結(jié)構(gòu)的研究核糖核酸化學(xué)酶結(jié)構(gòu)的研究1972生理學(xué)、醫(yī)學(xué)生理學(xué)、醫(yī)學(xué)抗體結(jié)構(gòu)的研究抗體結(jié)構(gòu)的研究第5頁/共78頁按固定相的形態(tài)分類按固定相的形態(tài)分類柱色譜：柱色譜：填充柱、整體柱、毛細(xì)管或開管柱填充柱、整體柱、毛細(xì)管或開管柱平面色譜：平面色譜：薄層色譜和紙色譜薄層色譜和紙色譜按色譜動力學(xué)過程分類按色譜

8、動力學(xué)過程分類淋洗色譜法淋洗色譜法置換色譜法置換色譜法迎頭色譜法迎頭色譜法第6頁/共78頁第7頁/共78頁色譜法特點(diǎn)及與其他分離分析方法比較色譜法特點(diǎn)及與其他分離分析方法比較分離效率高；分離效率高；分析速度快；分析速度快；檢測靈敏度高；檢測靈敏度高；樣品用量少；樣品用量少；選擇性好；選擇性好；多組分同時(shí)分析；多組分同時(shí)分析；易于自動化；易于自動化；定性能力較差。定性能力較差。色譜法的優(yōu)缺點(diǎn)：色譜法的優(yōu)缺點(diǎn)：第8頁/共78頁與精餾、萃取比較與精餾、萃取比較第9頁/共78頁第10頁/共78頁第11頁/共78頁第12頁/共78頁分析等分析等第13頁/共78頁利塞膦酸鈉利塞膦酸鈉 第14頁/共78頁第

9、15頁/共78頁第16頁/共78頁1. 唯一可以唯一可以確定分子量確定分子量的方法，特別是現(xiàn)代生物的方法，特別是現(xiàn)代生物質(zhì)譜適用于生物大分子分子量（數(shù)十萬）定；質(zhì)譜適用于生物大分子分子量（數(shù)十萬）定；2. 極高靈敏度極高靈敏度，檢測限達(dá)，檢測限達(dá)10-14g；質(zhì)譜法特點(diǎn)質(zhì)譜法特點(diǎn)第17頁/共78頁按離子源分類按離子源分類第18頁/共78頁1. 電子轟擊源電子轟擊源 (electron-impact sources, EI)硬電離硬電離 一般有機(jī)化合物的電離電位為一般有機(jī)化合物的電離電位為715eV，被具有電子，被具有電子能量能量70eV的加速電子轟擊后，除了失去或得到一個(gè)電子形的加速電子轟擊后

10、，除了失去或得到一個(gè)電子形成分子離子以外，處于激發(fā)態(tài)的分子離子進(jìn)一步裂解形成成分子離子以外，處于激發(fā)態(tài)的分子離子進(jìn)一步裂解形成碎片離子和游離基，也可能失去一個(gè)中性分子。即碎片離子和游離基，也可能失去一個(gè)中性分子。即70eV能能量時(shí)，得到量時(shí)，得到豐富的指紋圖譜豐富的指紋圖譜，靈敏度最大。適當(dāng)降低電離，靈敏度最大。適當(dāng)降低電離能，可得到較強(qiáng)的分子離子信號，有助于確定分子量。能，可得到較強(qiáng)的分子離子信號，有助于確定分子量。EI電離：電離：將具有將具有一定能量的電子直接作用于樣品分子，使一定能量的電子直接作用于樣品分子，使 其電離，且效率高，有助于質(zhì)譜儀獲得高靈敏度其電離，且效率高，有助于質(zhì)譜儀獲得

11、高靈敏度 和高分辨率。和高分辨率。EI圖譜特征：圖譜特征：第19頁/共78頁燈絲燈絲電子電子束束試樣高溫氣化試樣高溫氣化EI離子源離子源第20頁/共78頁EI源源：可變的離子化能量：可變的離子化能量 (1070 eV)電子能量電子能量 電子能量電子能量 分子離子增分子離子增加加碎片離子增碎片離子增加加標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖基本都是采用基本都是采用EI源源(70eV)獲得獲得EI適用于適用于Mr103的易揮發(fā)有機(jī)的易揮發(fā)有機(jī)物物EI優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，適用性強(qiáng)，圖譜重現(xiàn)性好，靈敏度高，適用性強(qiáng)，圖譜重現(xiàn)性好， 有標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照。有標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照。 缺陷：缺陷：氣化時(shí)造成分子熱裂解，圖譜復(fù)雜，分氣化時(shí)

12、造成分子熱裂解，圖譜復(fù)雜，分 子離子峰難尋找。子離子峰難尋找。第21頁/共78頁（1）分子離子分子離子(Molecular ion)EI源離子類型源離子類型分子離子分子離子M + eM+.+2e中性分子中性分子確定分子量確定分子量和分子式和分子式（2）同位素離子同位素離子(isotopic ion)根據(jù)質(zhì)譜圖上根據(jù)質(zhì)譜圖上同位素離子峰與分子離子峰的相對強(qiáng)度，可同位素離子峰與分子離子峰的相對強(qiáng)度，可以推測化合物的分子式以推測化合物的分子式(Beynon表表)。同位素離子峰鑒定分子中氯、溴、硫原子同位素離子峰鑒定分子中氯、溴、硫原子： (a+b)n第22頁/共78頁C6H13Br, Mr = 16

13、4 含硫的樣品含硫的樣品 32S : 33S : 34S = 100 : 0.8 :4.4第23頁/共78頁（3）碎片離子碎片離子(fragment ion)1) 斷裂斷裂帶有電荷的官能團(tuán)與相連的帶有電荷的官能團(tuán)與相連的碳原子之間的斷裂碳原子之間的斷裂斷裂方式斷裂方式均裂均裂：XY = X +Y異裂異裂：XY = X+Y-半異裂半異裂：X+Y = X+ Y已電離已電離 含飽和雜原子含飽和雜原子+CH3CH2ICH3CH2 + I+均裂均裂異裂異裂CH3CH2+ + I -C第24頁/共78頁 含不飽和雜原子含不飽和雜原子均裂均裂第25頁/共78頁 烯烴烯烴(烯丙斷裂烯丙斷裂) 烷基苯烷基苯(芐

14、基斷裂芐基斷裂)2) 斷裂斷裂碳原子和碳原子和碳原子之間的鍵的斷裂碳原子之間的鍵的斷裂RCH2CH2.+CH2RCH2CHCH2+.+m/z 41 CH2R+.CH2+- R.m/z 91 第26頁/共78頁3) 斷裂斷裂CH3CCH3CH3+.C2H5CCH3CH3+.C2H5CH3較易發(fā)生較易發(fā)生CH3CCH3C2H5CH3-eCCH3C2H5CH3.+CH3第27頁/共78頁（4）重排離子重排離子(rearrangement ion)麥?zhǔn)消準(zhǔn)?Mclafferty)重排重排氫原子氫原子；官能團(tuán)：官能團(tuán)： XC R1 = H、R、OH、OR、NR2第28頁/共78頁（5）亞穩(wěn)離子亞穩(wěn)離子(

15、metastable ion): m*C4H9+57m1/zC3H5+m2/z 41C3H5+m*/z 41離子源內(nèi)離子源內(nèi)亞穩(wěn)離子亞穩(wěn)離子（m1速度，速度， m2質(zhì)量）質(zhì)量）m1m2m*m/z122)(*mmm 離子源后飛行中離子源后飛行中特點(diǎn)：特點(diǎn)：強(qiáng)度低、寬、跨幾個(gè)質(zhì)量數(shù)，強(qiáng)度低、寬、跨幾個(gè)質(zhì)量數(shù)，m/z非整數(shù)，易辨認(rèn)非整數(shù)，易辨認(rèn)用處：用處：證明證明m1m2裂解過程裂解過程第29頁/共78頁2. 化學(xué)電離源化學(xué)電離源 (chemical ionization sources, CI)HCCHCHCHCHeCH2344甲烷甲烷電離電離甲烷甲烷離子與分子反應(yīng)生成離子與分子反應(yīng)生成加合離子加

16、合離子3544CHCHCHCH 25243HHCCHCH 軟電離軟電離反應(yīng)氣體反應(yīng)氣體有甲烷、丙烷、氨氣、異丁烷等有甲烷、丙烷、氨氣、異丁烷等90%第30頁/共78頁加合離子加合離子與樣品分子反應(yīng)與樣品分子反應(yīng)準(zhǔn)分子離子準(zhǔn)分子離子: (M 1)+425CHRHRHCH(M + 1)+6252HCRRHHC(M - 1)+ 氣體分子氣體分子試樣分子試樣分子準(zhǔn)分子離子準(zhǔn)分子離子電子電子(M + 17)+,(M + 29)+第31頁/共78頁第32頁/共78頁優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 圖譜簡單，易測得分子量（主要任務(wù)），圖譜簡單，易測得分子量（主要任務(wù)），正、負(fù)離子模式靈敏度相當(dāng)。適用于易汽化的正、負(fù)離子模式靈

17、敏度相當(dāng)。適用于易汽化的樣品。樣品。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不適于難揮發(fā)成分的分析，沒有標(biāo)準(zhǔn)譜庫不適于難揮發(fā)成分的分析，沒有標(biāo)準(zhǔn)譜庫。第33頁/共78頁M=390COOC8H17COOC8H17第34頁/共78頁 API是主要應(yīng)用于是主要應(yīng)用于HPLC和質(zhì)譜聯(lián)用時(shí)的電離方法和質(zhì)譜聯(lián)用時(shí)的電離方法, 兩者兩者都是很軟的電離方法，易于得到樣品的分子量。有都是很軟的電離方法，易于得到樣品的分子量。有ESI和和APCI兩種方式。兩種方式。最軟電離最軟電離（1）電噴霧電離源電噴霧電離源(Electrospray Ionizaton， ESI) 第35頁/共78頁高電場高電場 強(qiáng)靜電場（強(qiáng)靜電場（3-5KV），形成

18、高度荷電霧狀小液滴，經(jīng)過反復(fù)的），形成高度荷電霧狀小液滴，經(jīng)過反復(fù)的溶劑揮發(fā)溶劑揮發(fā)-液滴裂分后，產(chǎn)生單電荷或多電荷離子。液滴裂分后，產(chǎn)生單電荷或多電荷離子。ESI離子源離子源第36頁/共78頁ESI特點(diǎn)：特點(diǎn)： 最軟電離技術(shù)最軟電離技術(shù) 單電荷或單電荷或多電荷離子多電荷離子 利于極性強(qiáng)、不穩(wěn)定的生物大分子的測定利于極性強(qiáng)、不穩(wěn)定的生物大分子的測定100150200250300020406080100(A)304.2Relative Abundance (%)m / zNOOOOHM0: scopolamine東莨菪堿東莨菪堿ESIMS圖譜圖譜第37頁/共78頁第38頁/共78頁生物大分子：生

19、物大分子：一級質(zhì)譜（一級質(zhì)譜（MS）為多電荷多離子，計(jì)算擬合獲得分子量；）為多電荷多離子，計(jì)算擬合獲得分子量；二級質(zhì)譜及多級質(zhì)譜（二級質(zhì)譜及多級質(zhì)譜（MS/MS）產(chǎn)生特征碎片離子。）產(chǎn)生特征碎片離子。圖圖1 馬心肌紅蛋白馬心肌紅蛋白的的ESI質(zhì)譜圖質(zhì)譜圖 圖圖2 溶菌酶溶菌酶樣品的樣品的ESI質(zhì)譜圖質(zhì)譜圖第39頁/共78頁第40頁/共78頁APCI示意圖示意圖第41頁/共78頁APCI應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)：（1）主要用來分析）主要用來分析中等、弱極性中等、弱極性小分子化合物。小分子化合物。（2）有些分析物由于結(jié)構(gòu)和極性方面的原因，）有些分析物由于結(jié)構(gòu)和極性方面的原因，ESI不能不能產(chǎn)生足夠強(qiáng)的離子

20、，可采用產(chǎn)生足夠強(qiáng)的離子，可采用APCI方式增加離子產(chǎn)率方式增加離子產(chǎn)率，APCI是是ESI的補(bǔ)充的補(bǔ)充。（3）與）與CI不同，不同，APCI無須加熱樣品使之汽化，因而應(yīng)無須加熱樣品使之汽化，因而應(yīng)用范圍更廣。用范圍更廣。APCI電離特征電離特征： 主要產(chǎn)生的是單電荷離子主要產(chǎn)生的是單電荷離子M+H+或或M-H-，分析的化合物分，分析的化合物分子量一般小于子量一般小于1000 Da，很少有碎片離子，主要是準(zhǔn)分子離子，很少有碎片離子，主要是準(zhǔn)分子離子。第42頁/共78頁銀杏葉銀杏葉中中聚戊烯醇聚戊烯醇化合物化合物APCI-MSM - CH2OH第43頁/共78頁MALDI示意圖示意圖第44頁/共

21、78頁MALDI特點(diǎn)：特點(diǎn)： 準(zhǔn)分子離子峰很強(qiáng)，碎片離子峰很少，能直接測定難于準(zhǔn)分子離子峰很強(qiáng)，碎片離子峰很少，能直接測定難于電離的樣品，特別是生物大分子物質(zhì)如多肽、核酸、蛋白等電離的樣品，特別是生物大分子物質(zhì)如多肽、核酸、蛋白等。 適于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易氣化的大分子，并引入輔助基質(zhì)減適于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易氣化的大分子，并引入輔助基質(zhì)減少過分碎裂。一般采用固體基質(zhì)，基質(zhì)樣品比為少過分碎裂。一般采用固體基質(zhì)，基質(zhì)樣品比為10000/1。根。根據(jù)分析目的不同使用不同的基質(zhì)和波長。據(jù)分析目的不同使用不同的基質(zhì)和波長。第45頁/共78頁第46頁/共78頁第47頁/共78頁FAB電離特點(diǎn)：電離特點(diǎn)：（1）準(zhǔn)分子

22、離子準(zhǔn)分子離子為主，少許碎片離子；為主，少許碎片離子；（2）常見的離子有）常見的離子有M+H+、M-H-；（3）加合離子有）加合離子有M+Na+、M+K+，樣品滴在，樣品滴在Ag靶上時(shí)，靶上時(shí)，會出現(xiàn)會出現(xiàn)M+Ag+，用甘油作為基質(zhì)，生成的離子中還會有樣，用甘油作為基質(zhì)，生成的離子中還會有樣品分子和甘油生成的加合離子。品分子和甘油生成的加合離子。（4）既可以得到）既可以得到正離子正離子，也可以得到，也可以得到負(fù)離子負(fù)離子。 （5）在基質(zhì)中加入不同的）在基質(zhì)中加入不同的添加劑添加劑，會影響離子的強(qiáng)度。加，會影響離子的強(qiáng)度。加入乙酸，三氟乙酸等會使正離子增強(qiáng)，加入入乙酸，三氟乙酸等會使正離子增強(qiáng)，

23、加入NH4OH會使負(fù)會使負(fù)離子增強(qiáng)。離子增強(qiáng)。第48頁/共78頁苯芴醇苯芴醇FAB-MS分子式：分子式：C30H32Cl3NO分子量：分子量：528.94 第49頁/共78頁定性分析定性分析標(biāo)準(zhǔn)譜圖檢索定性：標(biāo)準(zhǔn)譜圖檢索定性：EI(70eV)標(biāo)準(zhǔn)譜庫：書庫、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)檢標(biāo)準(zhǔn)譜庫：書庫、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)檢索索相對分子質(zhì)量測定：相對分子質(zhì)量測定：根據(jù)電離方式、測試條件和化合物分子結(jié)構(gòu)根據(jù)電離方式、測試條件和化合物分子結(jié)構(gòu)特特 點(diǎn)，獲得分子量點(diǎn)，獲得分子量未知化合物的結(jié)構(gòu)分析未知化合物的結(jié)構(gòu)分析分子量的確定：分子量的確定：分子離子峰的識別分子離子峰的識別分子式的確定：分子式的確定：高分辨質(zhì)譜法和同位素

24、豐度法高分辨質(zhì)譜法和同位素豐度法 分子結(jié)構(gòu)的確定：分子結(jié)構(gòu)的確定：計(jì)算不飽和度，特征離子和特征碎片丟失計(jì)算不飽和度，特征離子和特征碎片丟失定量分析定量分析質(zhì)譜直接定量分析：質(zhì)譜直接定量分析：應(yīng)用少應(yīng)用少復(fù)雜混合物定量分析：復(fù)雜混合物定量分析：GC-MS、LC-MS、CE-MS.第50頁/共78頁1、氣相色譜法（、氣相色譜法（GC） 英國生物化學(xué)家英國生物化學(xué)家 Martin A T P等人在研究液液分配色等人在研究液液分配色譜的基礎(chǔ)上，于譜的基礎(chǔ)上，于1952年創(chuàng)立的一種極有效的分離方法，它可年創(chuàng)立的一種極有效的分離方法，它可分析和分離復(fù)雜的多組分混合物分析和分離復(fù)雜的多組分混合物。 目前，高

25、效能的色譜柱，高靈敏度的檢測器及微處理機(jī)目前，高效能的色譜柱，高靈敏度的檢測器及微處理機(jī)的使用，使得的使用，使得GC成為一種成為一種分析速度快、靈敏度高、應(yīng)用范分析速度快、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣圍廣的分析方法。的分析方法。 如氣相色譜如氣相色譜-質(zhì)譜（質(zhì)譜（GC-MS）、氣相色譜）、氣相色譜-Fourier紅外光紅外光譜譜(GC-FTIR）、氣相色譜）、氣相色譜-原子發(fā)射光譜（原子發(fā)射光譜（GC-AES）聯(lián)用）聯(lián)用等。等。第51頁/共78頁1.高選擇性：高選擇性：可用在性質(zhì)極為相似物質(zhì)（如同位素、同系可用在性質(zhì)極為相似物質(zhì)（如同位素、同系物、烴類異構(gòu)體等）的分離與測定。物、烴類異構(gòu)體等）的分離與

26、測定。2.高效能：高效能：可以分析極為復(fù)雜的物質(zhì)，如：石油烴、燃燒可以分析極為復(fù)雜的物質(zhì)，如：石油烴、燃燒產(chǎn)物等產(chǎn)物等3.高靈敏度：高靈敏度：可檢測出可檢測出10-1110-13 g 的物質(zhì)量，因而可對的物質(zhì)量，因而可對痕量組分進(jìn)行分析。如：大氣污染監(jiān)測痕量組分進(jìn)行分析。如：大氣污染監(jiān)測10-910-12級的毒級的毒物；農(nóng)副產(chǎn)品、水果、食品、水質(zhì)中的物；農(nóng)副產(chǎn)品、水果、食品、水質(zhì)中的10-610-9 g 的農(nóng)的農(nóng)藥殘留量。藥殘留量。第52頁/共78頁（1）全二維氣相色譜技術(shù)：）全二維氣相色譜技術(shù)：非極性柱非極性柱+極性柱串聯(lián)，極性柱串聯(lián)，調(diào)節(jié)極性和溫度實(shí)現(xiàn)正交化色譜分離。調(diào)節(jié)極性和溫度實(shí)現(xiàn)正交

27、化色譜分離。特點(diǎn)：特點(diǎn)：第53頁/共78頁原理：原理：試樣置于密閉恒溫系統(tǒng)中，氣試樣置于密閉恒溫系統(tǒng)中，氣-液（固）兩相達(dá)到液（固）兩相達(dá)到熱力學(xué)平衡時(shí)，測定氣相組成。熱力學(xué)平衡時(shí)，測定氣相組成。特點(diǎn)：特點(diǎn)：對液體或固體試樣中的揮發(fā)性成分分析對液體或固體試樣中的揮發(fā)性成分分析方式：方式：第54頁/共78頁應(yīng)用應(yīng)用1： 在職業(yè)病和法庭分析中，經(jīng)常測定體液中在職業(yè)病和法庭分析中，經(jīng)常測定體液中苯、甲苯苯、甲苯和和二甲苯二甲苯等有毒成分。等有毒成分。司法部司法部制定了分析水、尿和血中苯類制定了分析水、尿和血中苯類化合物的靜態(tài)分析方法化合物的靜態(tài)分析方法方法：方法：5 mL青霉素小瓶中取青霉素小瓶中取

28、1 mL試樣，加試樣，加0.4 g內(nèi)標(biāo)物和內(nèi)標(biāo)物和1 g硫酸銨硫酸銨至飽和，加蓋密封，置于至飽和，加蓋密封，置于80恒溫器中恒溫器中30 min，取，取0.6 mL頂空進(jìn)樣分析。頂空進(jìn)樣分析。色譜柱：色譜柱：2 m2 mm；80-100目；固定液為目；固定液為PEG 20 M柱溫：柱溫：100 ，10 /min程序升溫到程序升溫到110 第55頁/共78頁第56頁/共78頁固體樣品（塑料、食品等）頂空分析：塑料食品包固體樣品（塑料、食品等）頂空分析：塑料食品包裝袋中的甲苯殘留量測定裝袋中的甲苯殘留量測定方法：方法：第57頁/共78頁原理：原理： 一定條件下，高分子及非揮發(fā)性有機(jī)化合物遵循一定一

29、定條件下，高分子及非揮發(fā)性有機(jī)化合物遵循一定的裂解規(guī)律，即特定的樣品能夠產(chǎn)生特征的裂解產(chǎn)物及產(chǎn)的裂解規(guī)律，即特定的樣品能夠產(chǎn)生特征的裂解產(chǎn)物及產(chǎn)物分布，采用物分布，采用GC分析，鑒定裂解產(chǎn)物，對樣品進(jìn)行表征。分析，鑒定裂解產(chǎn)物，對樣品進(jìn)行表征。方法：方法： 樣品置于裂解器中，嚴(yán)格控制條件，快速加熱，使之迅樣品置于裂解器中，嚴(yán)格控制條件，快速加熱，使之迅速分解為可揮發(fā)的小分子產(chǎn)物，然后直接將裂解產(chǎn)物送入速分解為可揮發(fā)的小分子產(chǎn)物，然后直接將裂解產(chǎn)物送入色譜柱分離，獲得定性和定量數(shù)據(jù)。色譜柱分離，獲得定性和定量數(shù)據(jù)。第58頁/共78頁載氣載氣六通閥六通閥壓力表壓力表氣化氣化室室色譜色譜柱柱裂解裂解

30、器器GC檢測器檢測器質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理進(jìn)樣進(jìn)樣第59頁/共78頁應(yīng)用：應(yīng)用： 較大分子量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難揮發(fā)和難溶解物質(zhì)的分析鑒較大分子量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難揮發(fā)和難溶解物質(zhì)的分析鑒定，如聚合物分析定，如聚合物分析 熱裂解熱裂解+GC+MS（IR、NMR）是研究高分子化合物的）是研究高分子化合物的有力工具；在高分子、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、地有力工具；在高分子、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、地球化學(xué)和炸藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。球化學(xué)和炸藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。第60頁/共78頁GC發(fā)展前景發(fā)展前景GC色譜柱開發(fā)：色譜柱開發(fā)：選擇性、壽命、成本、規(guī)格等選擇性、壽命、成本、規(guī)格等專用分析系

31、統(tǒng)：專用分析系統(tǒng)：芯片化、模塊化、快速、可靠和自動化、網(wǎng)芯片化、模塊化、快速、可靠和自動化、網(wǎng)絡(luò)化絡(luò)化專用分析軟件開發(fā)：專用分析軟件開發(fā)：專用化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程支持性能等專用化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程支持性能等第61頁/共78頁兼顧兼顧GC和和MS的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)：快速快速多組分定性定量分析多組分定性定量分析測定分子量測定分子量同時(shí)還具有：同時(shí)還具有：（1）GC進(jìn)樣：進(jìn)樣：提高混合物分離、定性和定量效率提高混合物分離、定性和定量效率（2）MS檢測：檢測：提高適用性、選擇性和靈敏度提高適用性、選擇性和靈敏度（3）專屬性好：）專屬性好：t、m/z及強(qiáng)度三維信息，定性能力強(qiáng)及強(qiáng)度三維信息，定性能力強(qiáng)GC-MS特點(diǎn)

32、：特點(diǎn)：（和（和GC、MS比較）比較）第62頁/共78頁GC-MS應(yīng)用：應(yīng)用：第63頁/共78頁1、高效液相色譜法（、高效液相色譜法（HPLC）高壓泵高壓泵流動相流動相溶劑溶劑廢廢液液色譜柱色譜柱檢測器檢測器Waters UPLC 超高效液相色譜儀超高效液相色譜儀經(jīng)典經(jīng)典LCHPLC固定相粒徑固定相粒徑流動相驅(qū)動方式流動相驅(qū)動方式流動相流速流動相流速150-200 m重力或低壓泵重力或低壓泵很慢很慢3-10 m高壓泵高壓泵快快(110 mL/min)20世紀(jì)世紀(jì)60年代末年代末70年代初發(fā)展起來年代初發(fā)展起來四、液相色譜法及液質(zhì)聯(lián)用四、液相色譜法及液質(zhì)聯(lián)用第64頁/共78頁222/11654.

33、 5 WtWtnrreffeffeffnLH 塔板理論塔板理論速率理論速率理論CuAHA渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)B/u分子擴(kuò)散項(xiàng)（忽略分子擴(kuò)散項(xiàng)（忽略）Cu傳質(zhì)阻力項(xiàng)傳質(zhì)阻力項(xiàng)第65頁/共78頁吸附色譜法（液固吸附色譜吸附色譜法（液固吸附色譜LSC）分配色譜法（液分配色譜法（液-液分配色譜液分配色譜LLC + 鍵合相色譜鍵合相色譜）離子交換色譜法（離子交換色譜法（IEC）化學(xué)鍵合相色譜化學(xué)鍵合相色譜尺寸排阻（凝膠）色譜法尺寸排阻（凝膠）色譜法SEC、GPC親和色譜親和色譜第66頁/共78頁High performance liquid chromatography, HPLC第67頁/共78頁（1

34、）分離分析同時(shí)完成：）分離分析同時(shí)完成： 融分離和檢測于一體，可以實(shí)現(xiàn)融分離和檢測于一體，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜復(fù)雜混合物的多組分同混合物的多組分同時(shí)分析。時(shí)分析。（2）多種檢測器，適用對象廣：）多種檢測器，適用對象廣： 紫外紫外UV、二極管陣列、二極管陣列PAD、熒光、化學(xué)發(fā)光、電化學(xué)、熒光、化學(xué)發(fā)光、電化學(xué)、質(zhì)譜、質(zhì)譜MS等。等。（3）儀器聯(lián)用，多重信息，定性能力強(qiáng)：）儀器聯(lián)用，多重信息，定性能力強(qiáng)：LC-MS(NMR、IR) 保留時(shí)間定性、光譜定性、質(zhì)譜及串聯(lián)質(zhì)譜定性等。保留時(shí)間定性、光譜定性、質(zhì)譜及串聯(lián)質(zhì)譜定性等。（4）儀器聯(lián)用，靈敏度高，專屬性好：）儀器聯(lián)用，靈敏度高，專屬性好： 強(qiáng)大的分離功能和質(zhì)譜的高靈敏度、高專屬性。強(qiáng)大的分離功能和質(zhì)譜的高靈敏度、高專屬性。（5）分離模式多，適用范圍廣：）分離模式多，適用范圍廣： 生物、藥物、食品、環(huán)境、材料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等。生物、藥物、食品、環(huán)境、材料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等。第68頁/共78頁HPLC-PAD圖譜圖譜 光譜定性光譜定性 峰純度檢驗(yàn)峰純度檢驗(yàn)第69頁/共78頁建立建立HPLC分析方法的步驟分析方法的步驟第70頁/共78頁定性分析定性分析對照定性：純物質(zhì)色譜保留對照定性對照定性：純物質(zhì)