生化技術(shù)知識(shí)整理

生化技術(shù)知識(shí)整理第1頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22當(dāng)試樣由載氣攜帶進(jìn)入色譜柱與固定相接觸時(shí)，被固定相溶解或吸附隨著載氣的不斷通入，被溶解或吸附的組分又從固定相中揮發(fā)或脫附揮發(fā)或脫附下的組分隨著載氣向前移動(dòng)時(shí)又再次被固定相溶解或吸附隨著載氣的流動(dòng)，溶解、揮發(fā)，或吸附、脫附的過(guò)程反復(fù)地進(jìn)行。第2頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22分配系數(shù)K

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，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g/mL）比，稱(chēng)為分配系數(shù)，用K表示，即：第3頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22分配系數(shù)K的討論

一定溫度下，組分的分配系數(shù)K越大，出峰越慢；試樣一定時(shí)，K主要取決于固定相性質(zhì)；每個(gè)組份在各種固定相上的分配系數(shù)K不同；選擇適宜的固定相可改善分離效果；試樣中的各組分具有不同的K值是分離的基礎(chǔ)；某組分的K=0時(shí)，即不被固定相保留，最先流出。第4頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/222.色譜法分類(lèi)

氣相色譜：流動(dòng)相為氣體（稱(chēng)為載氣）。按分離柱不同可分為：填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜；按固定相的不同又分為：氣-固色譜和氣-液色譜第5頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/223氣相色譜基本概念（1）有關(guān)色譜圖的定義色譜圖：檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線。也叫流出曲線?；€：沒(méi)有進(jìn)樣時(shí)，只有載氣通過(guò)檢測(cè)器，記錄儀記下的曲線。色譜峰：色譜柱流出物通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)曲線。峰底：連接峰起點(diǎn)到終點(diǎn)間的距離。第6頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22峰高：流出曲線最大值到峰底的距離。峰寬（W）：峰兩側(cè)拐點(diǎn)處所作切線與峰底相交兩點(diǎn)間的距離。半峰寬（W1/2）：峰高一半處峰的寬度。峰面積（A）：峰與峰底圍成的面積。保留時(shí)間（tr）：組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值時(shí)所需時(shí)間。第7頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22氣相色譜流出曲線1).基線無(wú)試樣通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)即為基線。2).保留值

（1）時(shí)間表示的保留值保留時(shí)間（tr）：組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時(shí)所需的 時(shí)間

死時(shí)間（tr0）：不與固定相作用的氣體（如空氣）的保留時(shí) 間。

調(diào)整保留時(shí)間（tr

＇）：tr＇=tr－tr0

第8頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22續(xù)色譜曲線的用途：（1）根據(jù)色譜峰的位置（保留值）可以進(jìn)行定性的分析.（2）根據(jù)色譜峰的面積可以進(jìn)行定量分析.（3）根據(jù)色譜峰的位置及其寬度，可以對(duì)色譜柱分離情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。第9頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22兩相鄰組分在不同色譜條件下的分離情況：(a)兩峰間僅有一定的距離，而每個(gè)峰卻很寬，致使彼此重疊，兩組分不能完全分離。（b)兩峰間有既有一定的距離，且每個(gè)峰卻很窄，致使彼此峰不重疊，兩組分能完全分離。續(xù)第10頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/224、氣相色譜流程1-載氣鋼瓶；2-減壓閥；3-凈化干燥管；4-針形閥；5-流量計(jì);6-壓力表；7-進(jìn)樣器;8-色譜柱;9-熱導(dǎo)檢測(cè)器；10-放大器；11-溫度控制器；12-記錄儀；1.載氣系統(tǒng)：包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制;2.進(jìn)樣系統(tǒng)：進(jìn)樣器及氣化室；3.色譜柱：填充柱（填充固定相）或毛細(xì)管柱（內(nèi)壁涂有固定液）；4.檢測(cè)器：可連接各種檢測(cè)器，以熱導(dǎo)檢測(cè)器或氫火焰檢測(cè)器最為常見(jiàn)；5.記錄系統(tǒng)：放大器、記錄儀或數(shù)據(jù)處理儀；6.溫度控制系統(tǒng)：柱室、氣化室的溫度控制。氣相色譜的組成:第11頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/221)氣固色譜固定相種類(lèi)：活性炭：有較大的比表面積，吸附性較強(qiáng)?；钚匝趸X：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。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。固定相及其選擇5、色譜柱及使用條件的選擇第12頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22

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）。

高分子多孔微球（GDX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。第13頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/222)氣-液色譜固定相

氣液色譜固定相[固定液+擔(dān)體（支持體）]：

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)。固定液的種類(lèi)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。

第14頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22擔(dān)體（硅藻土）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。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)白色擔(dān)體：煅燒前原料中加入了少量助溶劑(碳酸鈉)。顆粒疏松，孔徑較大。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。第15頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22C固定液分類(lèi)方法

如按化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、應(yīng)用等的分類(lèi)方法。在各種色譜手冊(cè)中，一般將固定液按有機(jī)化合物的分類(lèi)方法分為：脂肪烴、芳烴、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等.第16頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22D、固定液的選擇按極性相似原則選擇：固定液與被測(cè)組分極性“相似相溶”，K大，選擇性好（1）分離非極性組分——選非極性固定液，按沸點(diǎn)順序出柱，低沸點(diǎn)的先出柱，沸點(diǎn)高后出柱。（2）分離極性組分——選極性固定液，按極性順序出柱，極性小的先流出色譜柱，極性強(qiáng)的后出柱。（3）分離非極性和極性的混合組分——選極性固定液，按極性順序出柱，非極性組分的先流出色譜柱，極性組分的后出柱。（4）對(duì)于能形成氫鍵的試樣，應(yīng)選用極性或氫鍵型固定液，此時(shí)各組分按形成氫鍵的能力大小順序分離。不易形成氫鍵的先流出，最易形成氫鍵的最后流出。

第17頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22E.固定液配比（涂漬量）的選擇

配比：固定液在擔(dān)體上的涂漬量，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。第18頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22

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(mǎn)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1~3米，內(nèi)徑3~4厘米。第19頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22柱溫的確定

(1)首先應(yīng)使柱溫控制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)。(2)柱溫升高，分離度下降，色譜峰變窄變高。柱溫↓，分離度↑，分析時(shí)間↑.(3)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。(4)組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。第20頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22載氣種類(lèi)和流速的選擇1)載氣種類(lèi)的選擇

(1)載氣摩爾質(zhì)量大，可抑制試樣的縱向擴(kuò)散，提高柱效。(2)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。(3)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)。(4)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)載氣流量以30~80ml/min較為合適.第21頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22其它操作條件的選擇1）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1μL，5μL，10μL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)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。第22頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/222）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，在此瞬間氣化;氣化溫度一般較柱溫高30~70℃防止氣化溫度太高造成試樣分解。第23頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/226、氣相色譜檢測(cè)裝置濃度型檢測(cè)器：

測(cè)量的是載氣中通過(guò)檢測(cè)器組分濃度瞬間的變化，檢測(cè)信號(hào)值與組分的濃度成正比。如熱導(dǎo)池檢測(cè)器、電子捕獲檢測(cè)器等。

質(zhì)量型檢測(cè)器：

測(cè)量的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器組分的質(zhì)量成正比。如氫火焰離子化檢測(cè)器、火焰光度檢測(cè)器等。第24頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22檢測(cè)器的性能指標(biāo)

一個(gè)優(yōu)良的檢測(cè)器應(yīng)具以下幾個(gè)性能指標(biāo)：響應(yīng)迅速，靈敏度高，檢出限低，死體積小，線性范圍寬，穩(wěn)定性好。通用性檢測(cè)器要求適用范圍廣；選擇性檢測(cè)器要求選擇性好。并以這些作為檢測(cè)器的性能指標(biāo)。第25頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/227.氣相色譜法的特點(diǎn)（1）分離效率高：復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體。手性異構(gòu)體。（2）靈敏度高：可以檢測(cè)出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-9)級(jí)的物質(zhì)量.（3）分析速度快：一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析。（4）應(yīng)用范圍廣：適用于沸點(diǎn)低于400℃的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)試樣的分析。不足之處：不適用于高沸點(diǎn)、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析。被分離組分的定性較為困難。第26頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/228氣相色譜分析的應(yīng)用范圍氣相色譜法應(yīng)用對(duì)象:氣體試樣，也可以分析易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體或固體，不僅可以分析有機(jī)物，也可以分析部分無(wú)機(jī)物。一般說(shuō)來(lái)，只要沸點(diǎn)在500℃以下，熱穩(wěn)定性良好，相對(duì)分子量在400以下的物質(zhì)，原則上都可以用氣相色譜分析法。第27頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22

3、簡(jiǎn)要說(shuō)明氣相色譜分析的基本原理4、氣相色譜儀的基本設(shè)備包括哪幾部分?各有什么作用?5、氣相色譜法的優(yōu)缺點(diǎn)。

思考題1、名詞解釋?zhuān)簹庀嗌V法、載氣、擔(dān)體、峰面積、保留時(shí)間、死時(shí)間2、請(qǐng)你簡(jiǎn)述氣相色譜法的基本過(guò)程。第28頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2023/4/22氣相色譜就是：流動(dòng)相為氣體的、借在兩相間分配原理而使混合物中各組分分離。根據(jù)組分與固定相與流動(dòng)相的親和力不同而實(shí)現(xiàn)分離。組分在固定相與流動(dòng)相之間不斷進(jìn)行溶解、揮發(fā)（氣液色譜），或吸附、解吸過(guò)程而相互分離，然后進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。載氣：氣象色譜法中的氣體流動(dòng)相擔(dān)體：化學(xué)惰性的多孔性固體顆粒，具有較大的比