分析化學(xué)第十章色譜法優(yōu)秀課件

分析化學(xué)第十章色譜法第一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.1色譜分析法的原理和分類10.2色譜分離的基本理論10.3氣相色譜法10.4高效液相色譜法10.5色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)簡(jiǎn)介第十章色譜法

(Chromatography)第二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.1.1色譜分析法的基本原理色譜分離在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩相間進(jìn)行：一相叫流動(dòng)相(mobilephase)，是色譜分離的動(dòng)力源;另一相為固定相(stationaryphase)，是實(shí)現(xiàn)分離的主要因素;流動(dòng)相攜帶混合物流過固定相時(shí)，因各組分在兩相間的分配平衡(或吸附平衡等)的差異，使各組分隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度有差異，經(jīng)多次平行其差異被放大，從而被一一分離開來。10.1色譜分析法的原理和分類第三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五第四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五若A組分在固定相中的分配系數(shù)大于B，則移動(dòng)速度小于B，將后出峰。第五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

不同的出發(fā)點(diǎn)有不同的分類方法：1．按兩相狀態(tài)分類

流動(dòng)相為氣體的稱為氣相色譜(gaschromatography)

流動(dòng)相為液體的稱為分別液相色譜(liquidchromatography)。

然后，根據(jù)固定相是液體(附著于固體表面的一層液態(tài)有機(jī)物)還是固體又可再分為:

氣液色譜、氣固色譜、液液色譜、液固色譜。10.1.2色譜分析法的分類第六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五2．按分離機(jī)理分類利用固定相表面對(duì)組分吸附能力的差異而實(shí)現(xiàn)分離的：

吸附色譜(adsorptionchromatograph)借助組分在固定相和流動(dòng)相中溶解能力的差異而實(shí)現(xiàn)分離：分配色譜(partitionchromatography)。利用固定相對(duì)離子的交換能力不同實(shí)現(xiàn)分離的：

離子交換色譜（ion-exchangechromatography）。3．按固定相形狀分類將固定相在分離時(shí)所處的形態(tài)可分為：柱色譜：填充柱、毛細(xì)管柱、整體柱等類型平面色譜：紙色譜和薄層色譜第七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.2色譜分離的基本理論10.2.1色譜流出曲線和色譜參數(shù)

1.色譜流出曲線第八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五保留值:死時(shí)間

tM：不被固定相吸附或溶解的組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)該惰性組分色譜峰頂點(diǎn)的時(shí)間；保留時(shí)間

tR：組分從進(jìn)樣后到出現(xiàn)某組分的色譜峰頂點(diǎn)所需的時(shí)間；可作為色譜定性的依據(jù)調(diào)整保留時(shí)間

t’R：扣除死時(shí)間后組分的保留時(shí)間2、常見色譜參數(shù)第九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五峰參數(shù)

峰高

h：色譜峰頂點(diǎn)與基線之間的垂直距離

峰寬：有3種表示方法

峰底寬W：通過色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)所作的切線與基線交點(diǎn)之間的距離

半峰寬W1/2:峰高一半處色譜峰的寬度

標(biāo)準(zhǔn)偏差σ：0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半

W=4σ=1.7W1/2

峰面積A：

A=1.065×W×h可作為色譜定量的依據(jù)第十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五色譜是分離的方法，就需關(guān)注決定分離的因素：①兩組分的保留值之差（組分譜帶的分離速度）——熱力學(xué)因素，取決于各組分與固定相、流動(dòng)相的相互作用之差異；

②兩組分的峰寬（組分譜帶的擴(kuò)張速度）——?jiǎng)恿W(xué)因素，反映了組分區(qū)帶在移動(dòng)過程中的擴(kuò)張程度，取決于色譜的分離條件。10.2.2色譜分離的基本理論第十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五譜帶分離速度>譜帶擴(kuò)散速度譜帶分離速度<譜帶擴(kuò)散速度組分譜帶分離的速度與組分譜帶的擴(kuò)張速度的相對(duì)大小決定相鄰組分分離的好壞動(dòng)畫頁，點(diǎn)擊后譜帶會(huì)移動(dòng)。第十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五1．分配系數(shù)和分配比分配系數(shù)和分配比是分配色譜決定組分保留值（也即譜帶分離速度）的因素。(1)分配系數(shù)

K

(partitioncoefficient)

——在一定溫度和壓力下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)某組分在固定相和流動(dòng)相中濃度的比值(2)分配比

k(capacityfactor,容量因子)——組分在固定相和流動(dòng)相中分配量(質(zhì)量或物質(zhì)的量)之比：第十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五(3)選擇性因子(selectivityfactor，，

相對(duì)保留值r

)可以看到，只有r≠1時(shí)，兩組分才有可能被分離。

兩組分在給定色譜系統(tǒng)中的K(或k)的差異是色譜分離的前提K是溫度的函數(shù)，分離也受溫度的影響。

結(jié)論:改變組分分離狀態(tài)可以采取的手段

：優(yōu)化流動(dòng)相和固定相的組成改變溫度來。第十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五組分在色譜系統(tǒng)中從進(jìn)樣時(shí)的“塞狀”到柱后的“峰狀”，說明譜帶在色譜柱內(nèi)移動(dòng)時(shí)不可避免地出現(xiàn)了譜帶擴(kuò)張，對(duì)相鄰組分的分離是不利的。組分峰的寬度是色譜柱分離效率（separationefficiency，

也稱為柱效，columnefficiency）好壞的直觀表現(xiàn)。色譜理論將探討定量描述影響柱效的因素。2．譜帶擴(kuò)張和柱效第十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五塔板理論是由Martin等人在平衡色譜理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。他們把色譜柱比擬為分餾塔，中間設(shè)想成可分為許多分餾塔片（板）。色譜柱長(zhǎng)：L，虛擬的塔板間距離：H，色譜柱的理論塔板數(shù)：N，(1)塔板理論第十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五色譜柱是由一連串高度為H的塔板所組成；流動(dòng)相按前進(jìn)方向以脈沖的形式攜帶分通過柱子中的每一塊塔板；在每塊塔板上，組分能迅速在兩相間達(dá)到分配平衡；組分在柱內(nèi)兩相間的分配系數(shù)是恒定的，與組分濃度及在柱內(nèi)的位置無關(guān)。根據(jù)塔板高度的定義，可以得到：①塔板理論的描述第十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五組分在兩相間的達(dá)到平衡次數(shù)（理論塔板數(shù)N）越多，色譜柱的分離效率就越高。所以理論塔板數(shù)是衡量色譜分離效率（即柱效）的量度。當(dāng)組份在色譜兩相間的分配平衡次數(shù)（理論塔板數(shù)N）大于50后，色譜峰基本對(duì)稱；當(dāng)N>1000后，色譜流出曲線呈正態(tài)分布；如果不同組份在色譜兩相間的分配平衡系數(shù)有微小差別，經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡后，可以得到良好的分離。理論塔板數(shù)可以用色譜峰參數(shù)計(jì)算得到：②塔板理論的結(jié)論第十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五注意：色譜條件相同時(shí)，以不同組分峰參數(shù)所得塔板數(shù)不一樣。即理論塔板數(shù)與所選擇的組分而定。這正說明色譜柱中實(shí)際上并不存在塔板這個(gè)客觀實(shí)體，但不妨礙用它來評(píng)價(jià)柱效。第十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五塔板理論的貢獻(xiàn)導(dǎo)出了流出曲線的形狀；提出了用理論塔板數(shù)衡量色譜分離效率的概念；給出了由實(shí)驗(yàn)參數(shù)求算理論塔板數(shù)的公式。塔板理論的缺陷基本假設(shè)與事實(shí)不完全相符；沒有考慮分離過程中組分分子擴(kuò)散和傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)等動(dòng)力學(xué)因素的影響。因而無法回答色譜峰展寬的原因，即影響色譜柱分離效率的原因③塔板理論的貢獻(xiàn)和缺陷第二十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五①速率理論中塔板的概念繼承塔板理論中塔板的概念，從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，給塔板和塔板高度注入了新的物理意義。色譜進(jìn)樣后，組份譜帶在流動(dòng)相的攜帶下，在兩相間不斷分配并向下游移動(dòng)的過程中，組分分子在行走路徑、擴(kuò)散方向、溶入固定相深度方面的隨機(jī)性，它們?cè)谥鶅?nèi)的停留時(shí)間有一定的差異，這使得組分譜帶在移動(dòng)的過程中不可避免地增寬。

(2)速率理論第二十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五譜帶增寬的程度：定量表示方法：色譜峰標(biāo)準(zhǔn)偏差σ

決定σ的因素色譜柱的好壞等分離條件組份譜帶在色譜柱內(nèi)的移動(dòng)距離有關(guān)，移動(dòng)的距離越長(zhǎng)，

越大。

用單位柱長(zhǎng)上色譜譜帶的擴(kuò)張程度作為柱效的量度，即將塔板高度定義為：第二十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五②范氏速率方程

1950年，荷蘭化工師VanDeemter用色譜動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)研究氣相色譜峰展寬的因素時(shí)，導(dǎo)出了速率方程，又稱VanDeemter方程:

式中：A：渦流擴(kuò)散引起的展寬；B/U：分子擴(kuò)散引起的展寬；CU：傳質(zhì)阻力引起的展寬。第二十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五渦流擴(kuò)散項(xiàng)A（eddydiffusion）在填充色譜柱中，流動(dòng)相中的組份分子碰到固定相就會(huì)改變流動(dòng)方向，分子在流動(dòng)相形成紊亂的類似渦流的流動(dòng)模式，由于柱內(nèi)固定相的不均勻性，各個(gè)組分分子所經(jīng)過的路徑也不相同，有的分子超前，有的分子滯后，使色譜峰由帶狀擴(kuò)張成正態(tài)分布形的色譜峰。渦流擴(kuò)散項(xiàng)A與流動(dòng)相流速無關(guān)第二十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五分子擴(kuò)散B/U(moleculardiffusion)

由柱內(nèi)濃度梯度引起的分子擴(kuò)散：流動(dòng)相流速越小，組分在柱內(nèi)滯留時(shí)間越長(zhǎng)，分子擴(kuò)散項(xiàng)的影響越大。所以，分子擴(kuò)散項(xiàng)與流動(dòng)相線速成反比，B/U第二十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五流動(dòng)相傳質(zhì)過程：組分分子從氣相移動(dòng)到固定相表面的過程固定相傳質(zhì)過程：組分分子從流動(dòng)相-固定相界面移動(dòng)到液相內(nèi)部，達(dá)到分配平衡，然后又返回兩相界面的傳質(zhì)過程。由于傳質(zhì)平衡不能瞬間實(shí)現(xiàn)，由流動(dòng)相進(jìn)入固定相的組份分子回到兩相界面時(shí)，已落后于滯留在流動(dòng)相的該組分其他分子，引起譜帶擴(kuò)張。

傳質(zhì)阻力CU（masstransferresistance）第二十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五低流速時(shí)——分子擴(kuò)散項(xiàng)B/U起主導(dǎo)作用高流速時(shí)——傳質(zhì)阻力項(xiàng)C?U

起主要作用。H~U曲線上有最低點(diǎn)，該點(diǎn)塔板高度最小，對(duì)應(yīng)為最佳流速Hopt

。采用Hopt處的Uopt分析速度太慢，常采用稍高的流速。綜合結(jié)果—H~U曲線第二十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五3.分離度（resolution,

R）前面介紹的兩個(gè)概念：選擇性因子α:色譜系統(tǒng)對(duì)兩組分保留作用的差異理論塔板數(shù)N：色譜系統(tǒng)的分離效率（即柱效）兩者均未涉及相鄰兩組分能否分離的問題。分離度R，衡量?jī)上噜徤V峰分離程度的指標(biāo)，定義為：注意：R無量綱，計(jì)算時(shí)t與W的單位要一致（1）分離度的定義第二十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五R<1.0：兩色譜峰有明顯重疊；R=1.0時(shí)兩峰分離可達(dá)98%；R=1.5時(shí)兩峰分離可達(dá)99.7%，分離基本完全。將R≥1.5作為完全分離的底限值。

從分離度表達(dá)式可以清楚地看到：難分離物質(zhì)對(duì)的分離色譜過程中兩種因素的綜合影響，保留值之差：色譜過程的熱力學(xué)因素；譜帶寬度：色譜過程的動(dòng)力學(xué)因素。第二十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五分離度是衡量色譜分離過程的總效果的指標(biāo)，影響因素眾多。可用分離方程考察相鄰兩組分的分離度受理論塔板數(shù)N、第2組分容量因子k2、相鄰組分的選擇性因子的影響情況。(2)改善分離度的途徑第三十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五①塔板數(shù)N的影響增加柱長(zhǎng)N能提高分離度R值，但將增加分離所需時(shí)間。從另一個(gè)角度考慮：∵L=N×H

∴改善色譜條件減小H值，對(duì)改善R更有效。②容量因子k的影響提高k有助于分離，由于，將明顯增加分離時(shí)間。但根據(jù)R與k的關(guān)系，當(dāng)k

>10后對(duì)R的提高不再明顯，而對(duì)t的影響依舊。故通常k取2~10。第三十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五與固定相和流動(dòng)相性質(zhì)相關(guān)，對(duì)分離度的影響最為直接。若維持R=1.5不變，則不同所需N為：

=1.01.051.02N=500182010750可見對(duì)分離度的影響至關(guān)重要③選擇性因子的影響第三十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

綜合考慮選擇合適色譜柱，改善為首要任務(wù)，同時(shí)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件提高N是重要手段，k的影響也不能忽視。第三十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五因氣體流動(dòng)相與樣品組分分子間的作用非常小，流動(dòng)相除了起運(yùn)載作用外對(duì)組分幾乎沒有選擇性，所以氣相色譜的分離主要決定于組分與固定相分子間作用力的差異。氣相色譜法要求組分以氣體形式進(jìn)行分離，所以只適合分離分析沸點(diǎn)低、易氣化的化合物（b.p.<300℃）。10.3氣相色譜法GasChromatography第三十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五根據(jù)各部分的功能，氣相色譜儀可以分為：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)等五大系統(tǒng)。氣相色譜儀的流路示意圖10.3.1氣相色譜儀第三十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五組成：高壓氣源：鋼瓶或氣體發(fā)生器壓力調(diào)節(jié)器：減壓閥氣體干燥凈化器:分子篩、硅膠、活性碳流量控制器：穩(wěn)壓閥/穩(wěn)流閥/電子穩(wěn)壓(流)閥1．氣路系統(tǒng)（供氣系統(tǒng)）第三十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五功能：

將氣源的高壓轉(zhuǎn)換成合適的低壓，除去氣源中的微量水分和雜質(zhì)，以穩(wěn)定的流量進(jìn)入色譜儀，保證分離分析順利進(jìn)行。類別：?jiǎn)瓮ǖ老到y(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合于恒溫操作雙氣路系統(tǒng)：能用于程序升溫操作，并可減小噪聲和漂移，使基線穩(wěn)定。第三十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五功能：將一定量液(氣)體樣品注入氣化室，樣品瞬間氣化，由載氣送入色譜柱進(jìn)行分離。組成結(jié)構(gòu)氣化室：使液態(tài)樣品迅速氣化的裝置。氣化室須有獨(dú)立的加熱裝置；在進(jìn)樣端口采用耐高溫的硅橡膠隔墊密封；2．進(jìn)樣系統(tǒng)第三十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五進(jìn)樣器注射器：分1L、5L、10L、50L等六通閥第三十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五氣相色譜柱可分為填充柱和開口毛細(xì)管柱。（1）填充柱由不銹鋼或玻璃制成，內(nèi)徑一般在2~4mm，長(zhǎng)度1~4m，外形有U字型和螺旋型。柱內(nèi)充有顆粒狀固定相。填充柱的優(yōu)點(diǎn)是柱容量大，允許的進(jìn)樣量大。3.分離系統(tǒng)(色譜柱)第四十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五（2）毛細(xì)管柱外表面包裹了一層聚酰胺的石英毛細(xì)管內(nèi)徑0.25~0.53mm，長(zhǎng)度在10~60m，由于聚酰胺保護(hù)層的作用，毛細(xì)管有一定的彈性，可卷成螺旋狀毛細(xì)管柱的特點(diǎn)：分離效率高柱容量小第四十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五填充柱和毛細(xì)管柱的基本性質(zhì)和特點(diǎn)柱參數(shù)毛細(xì)管柱填充柱柱長(zhǎng)(m)15~1001~5內(nèi)徑(mm)0.1~0.72~4填充物粒度無填充物，或2m100~200m總柱效(板數(shù))幾萬到幾十萬1500~8000柱前壓(MPa)0.05~0.10>0.20樣品容量(L)小于0.01大于0.5適用試樣復(fù)雜的多組分簡(jiǎn)單的多組分第四十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五分流進(jìn)樣毛細(xì)管柱細(xì)而柱容量小，直接注射器取樣體積極小而誤差很大，須采用分流進(jìn)樣：常量取樣，氣化室出口分流，很少部分進(jìn)柱分析，絕大部分則放空。這兩部分氣流比稱為分流比。柱后尾吹：柱尾的氣體流量太小，與檢測(cè)器要求的流量不匹配，在柱后匯入輔助氣流。毛細(xì)管柱的分流進(jìn)樣和柱后尾吹第四十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五4．檢測(cè)系統(tǒng)組成：檢測(cè)器信號(hào)放大器記錄器(色譜工作站)功能：將組分的濃度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子跍y(cè)量的電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄為色譜圖。種類：氣相色譜儀常用的有：熱導(dǎo)池檢測(cè)器（TCD）氫焰離子化檢測(cè)器（FID）電子捕獲檢測(cè)器（ECD）第四十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五優(yōu)良的檢測(cè)器應(yīng)盡量滿足以下要求：靈敏度高、穩(wěn)定性好---便于微量、痕量分析；死體積小，響應(yīng)時(shí)間快---足快速分析要求；線性范圍廣---便于定量分析；對(duì)溫度、流動(dòng)相流速及組成變化等不敏感。

(1)檢測(cè)器的性能指標(biāo)第四十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五靈敏度（sensitivity，S）——進(jìn)入檢測(cè)器的組分濃度(或質(zhì)量)的增量ΔQ引起檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)ΔR的變化率。②線性范圍線性范圍——被測(cè)物質(zhì)的濃度（質(zhì)量）與檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)成線性關(guān)系的范圍①檢測(cè)器的靈敏度第四十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

檢測(cè)器沒有組份進(jìn)入時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)，稱為噪音。噪音的存在，會(huì)淹沒低濃度組分所產(chǎn)生的色譜峰。因此，衡量檢測(cè)器所能測(cè)到的組分最低濃度（質(zhì)量）的指標(biāo)為檢測(cè)限（detectionlimit）。使檢測(cè)器產(chǎn)生三倍于噪聲的水平的組分濃度（或質(zhì)量）稱為檢測(cè)器的檢測(cè)限(亦稱敏感度)

③檢測(cè)器的檢測(cè)限檢測(cè)限的計(jì)算式：第四十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五基本結(jié)構(gòu)：(2)熱導(dǎo)池檢測(cè)器(thermalconductivitydetector,TCD)第四十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五化合物λ×105(373K)化合物λ×105(373K)化合物λ×105(373K)空氣31.4氫223.58氦174.17氮31.4氧31.82一氧化碳30.14二氧化碳22.19甲烷45.64乙烷30.56正戊烷22.19乙烯30.98乙炔28.47苯18.42甲醇23.03乙醇22.19丙酮17.58氯乙烷17.17乙酸甲酯17.17一些氣體和有機(jī)化合物蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)[單位：J·cm-1·s-1·K-1]工作原理利用不同氣體的導(dǎo)熱系數(shù)不同（帶走熱量的能力不同）,而使電熱絲電阻不同產(chǎn)生電信號(hào)第四十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

僅有載氣流經(jīng)時(shí)，參考臂和測(cè)量臂的熱絲表面被帶走熱量相同，兩熱絲阻值相同，根據(jù)電橋平衡原理，A、B間的電位差ΔV

=0，形成基線；當(dāng)樣品組分進(jìn)入測(cè)量臂時(shí)，因其導(dǎo)熱系數(shù)與純載氣不同，而從熱絲表面帶走熱量不同，熱絲阻值變化，電橋失衡，AB兩端電位差ΔV≠0，產(chǎn)生信號(hào)。惠斯登電橋平衡條件第五十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五特點(diǎn)和適用范圍

通用型

檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度適宜(g/mL級(jí))穩(wěn)定性較好，線性范圍較寬。廣泛用于有機(jī)物、無機(jī)氣體等的檢測(cè)第五十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五構(gòu)造組成離子室：金屬圓筒+基座，既防外界氣流對(duì)火焰的擾動(dòng)，又可屏蔽電磁波的影響。離子頭：由陶瓷噴嘴、金屬環(huán)狀發(fā)射極（+）、筒狀收集極（-）構(gòu)成，兩極距離≥10mm。直流電場(chǎng)：兩極間電壓約為±100~±300伏。(3)氫火焰離子化檢測(cè)器(flameionizationdetector,FID)第五十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五原理

被測(cè)有機(jī)物在氫火焰中燃燒產(chǎn)生電子和正離子，在外加直流電場(chǎng)作用下向收集極和發(fā)射極定向流動(dòng)，形成信號(hào)電流(與引入氫火焰中有機(jī)物的量成正比，達(dá)10-7A甚至更高），經(jīng)放大后得到色譜數(shù)據(jù)。第五十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五特點(diǎn)和適用范圍靈敏度高(ng/ml級(jí))；響應(yīng)快；線性范圍寬；對(duì)操作條件(如載氣流速，檢測(cè)器溫度等)的要求不嚴(yán)苛；穩(wěn)定可靠只適用于微量有機(jī)物的氣相色譜分析。第五十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五結(jié)構(gòu)：(4)電子捕獲檢測(cè)器(electroncapturedetector,ECD)在離子室內(nèi)安裝有β射線源和電極，以信號(hào)收集極作為陽極，安裝于氣體入口處，以放射源為陰極。第五十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五原理：進(jìn)入離子室的載氣經(jīng)放射源β粒子轟擊下電離成正離子和自由電子，在直流電場(chǎng)作用下形成基流I0。樣品進(jìn)入離子室時(shí)，電負(fù)性物質(zhì)捕獲電子而使基流減小(降低值與樣品濃度成正比)形成響應(yīng)信號(hào)。N2N2++eAB+eAB-+EAB-+N2+

N2+AB特點(diǎn)和適用范圍高選擇性檢測(cè)器，對(duì)含鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈敏度，對(duì)大多數(shù)烴類沒有響應(yīng)。第五十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五早期，記錄儀繪出色譜圖，人工測(cè)量和計(jì)算所有數(shù)據(jù)。目前，色譜工作站不僅能處理譜圖和峰數(shù)據(jù)，進(jìn)行定性、定量分析，還具有控制儀器參數(shù)(溫度、載氣壓力和流量等)的功能。5．?dāng)?shù)據(jù)處理和儀器控制系統(tǒng)第五十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五液體固定相的形成填充柱：在惰性的多孔固體顆粒(載體)表面以涂布或化學(xué)鍵合的方式覆蓋一層高沸點(diǎn)有機(jī)化合物(固定液，工作溫度時(shí)呈液態(tài))作為固定相毛細(xì)管柱：直接將固定液固定在極細(xì)內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)壁上。

以下主要介紹填充柱的固定相10.3.2氣相色譜的固定相1.氣液色譜固定相氣液色譜的分離機(jī)理：依據(jù)組分分子在氣體流動(dòng)相與液體固定相之間分配作用的大小分離。第五十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五基本要求：表面積大，孔徑均勻：承載更多固定液，并使液膜薄而均勻。惰性好：能附著固定液，但不和樣品反應(yīng)。粒度均勻：便于填充熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度好：不易破碎種類：分為硅藻土和非硅藻土兩大類，(1)載體第五十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五市售硅藻土載體因制備工藝有別而分為紅色(含鐵多)和白色兩類品種特點(diǎn)承載固定液用途機(jī)械特性比表面催化性能紅色好大(4m2/g)強(qiáng)多(可達(dá)40%）分析非極性樣品白色差小(1m2/g)弱少(可達(dá)20%）分析極性樣品①硅藻土載體硅藻土載體使用前應(yīng)該經(jīng)過酸洗、堿洗、硅烷化等表面處理，以除去的表面的活性作用點(diǎn)。第六十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五高分子小球(苯乙烯及衍生物與二乙烯苯聚合)既可用于氣液色譜的載體，又可用作于氣固色譜分析。廣泛用于各類樣品的分析。聚四氟乙烯載體：用于分離強(qiáng)腐蝕性和強(qiáng)極性化合物。玻璃微球：低液載比，能在較低溫度下分離沸點(diǎn)較高的化合物。②非硅藻土載體第六十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五基本要求對(duì)組分有良好的選擇性：使樣品中各組分能彼此分離液態(tài)且蒸氣壓低：減少色譜柱固定液的流失熱穩(wěn)定性：保證性能化學(xué)惰性好：不與組分、載體、載氣發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)固定液與組份間的作用力定向力：極性分子之間永久偶極矩之間的作用力誘導(dǎo)力：極性分子與易極化的非極性分子之間作用力色散力：非極性分子之間作用力氫鍵力：易生成氫鍵的分子之間作用力(2)固定液第六十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五固定液的相對(duì)極性相對(duì)極性值的測(cè)定：選3根柱子：待測(cè)柱強(qiáng)極性柱：β,β’氧二丙腈為固定液非極性柱：角鯊?fù)闉楣潭ㄒ哼x兩個(gè)評(píng)價(jià)物：苯和環(huán)己烷，測(cè)定它們?cè)诿扛系南鄬?duì)保留值計(jì)算相對(duì)極性：第六十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

固定液按極性分類將相對(duì)極性值大小每20為一級(jí)分類固定液相對(duì)極性級(jí)別固定液相對(duì)極性級(jí)別角鯊?fù)?-1β-腈乙基（25%）甲基硅橡膠（XE-60）52+3阿皮松7-8+1聚乙二醇-20000（PEG20M）68+3甲基硅油或甲基硅橡膠（SE-30，OV-1）13+1聚乙二醇-60074+4己二酸二辛酯21+2己二酸二乙二醇酯80+4鄰苯二甲酸二壬酯25+2雙甘油89+5聚苯醚OS-12445+3β,β’－氧二丙腈100+5常用固定液的相對(duì)極性數(shù)據(jù)第六十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五固定相眾多，實(shí)驗(yàn)室不可能也沒必要配全。推薦常用固定相主要有12種，而其中的4種已基本能涵蓋絕大部分樣品的分析需求：

SE-30

非極性，分析烴類等非極性化合物OV-17

弱極性，分析中等極性化合物

PEG20M

氫鍵型，含羥基化合物

DEGS（聚丁二醇二乙二酸酯）

強(qiáng)極性，分析極性化合物

固定相的選擇第六十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五分離機(jī)理和適用范圍根據(jù)氣體分子在固體表面吸附能的差異進(jìn)行分離主要用于分離氣態(tài)烴類和永久性氣體。特點(diǎn)分離性能與制備和活化條件有很大關(guān)系，重現(xiàn)性差表面有多種活性質(zhì)點(diǎn)，具有不可逆吸附或催化功能，很難分離極性組分和復(fù)雜組分。2.氣固色譜固定相第六十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五固體吸附劑活性炭——非極性，分析永久性氣體活性氧化鋁——中等極性，分析氣體混合物硅膠——?dú)滏I型，分析小分子烷烴分子篩——強(qiáng)極性，永久性氣體合成的樹脂GDX1型和2型——非極性，苯乙烯與二乙烯苯共聚而成；GDX3型和4型——極性，分別為三氯乙烯和含氮雜環(huán)單體與二乙烯苯共聚而成。主要的固體固定相第六十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五化學(xué)鍵合固定相

制備：將含有一定官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的固定液分子，以共價(jià)鍵的方式鍵合到載體表面，形成固定相。特點(diǎn)：固定相幾乎不會(huì)流失。整體柱制備：在色譜柱內(nèi)灌入高聚物單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑，以適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ谏V柱內(nèi)（原位）引發(fā)聚合反應(yīng)，制備成多孔性的連續(xù)床固定相。特點(diǎn)：具有整體的三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，且孔眼的大小可以在合成中加以控制，比常規(guī)填充柱式固定相具有更好滲透性和穩(wěn)定性。3.特種固定相第六十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五色譜分析針對(duì)試樣的特點(diǎn)，合理選擇實(shí)驗(yàn)條件，使試樣中的待測(cè)組份“出得來，分得開，走得快”氣相色譜需要優(yōu)化的操作條件主要有：色譜柱的種類和柱長(zhǎng)柱溫載氣種類及流速檢測(cè)器種類及工作條件進(jìn)樣量10.3.3氣相色譜分離條件的選擇第六十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五氣相色譜實(shí)驗(yàn)室常備的柱子有非極性柱——SE-30，組分按沸點(diǎn)由低到高的次序出峰；弱極性柱——OV-17；氫鍵型柱——聚乙二醇-20M，極性和氫鍵力共同作用；強(qiáng)極性柱——聚丁二醇二乙二酸酯(DEGS)，按極性由弱到強(qiáng)的次序出峰。1.色譜柱第七十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五不同檢測(cè)器適用于不同的載氣

TCD——H2的導(dǎo)熱系數(shù)大，靈敏度高；N2安全FID——都可以,但N2安全ECD——需要有穩(wěn)定的基流，宜用N2

載氣種類對(duì)柱效的影響重載氣(如N2)適合低線速分輕載氣(如H2)適合高線速分離最佳線速實(shí)際操作時(shí)稍高于最佳流速，以提高分離速度。2.載氣種類和線速的影響第七十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五3.柱溫較低柱溫：有較大的分配系數(shù)，選擇性好提高柱溫：可改善氣液傳質(zhì)速度，分析速度快，但加劇縱向擴(kuò)散效應(yīng)，使柱選擇性變壞。一般樣品柱溫在各組分平均沸點(diǎn)附近。以恒溫色譜方式處理。寬沸程樣品宜用程序升溫法進(jìn)樣后，在進(jìn)樣口氣化的組分在“冷”色譜柱頭液化(冷凝)，并隨柱溫的逐步升高而依次離開柱頭開始在柱內(nèi)分離。等溫色譜分離——田徑運(yùn)動(dòng)員同時(shí)出發(fā)程序升溫分離——冰雪運(yùn)動(dòng)員先后出發(fā)第七十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五正烷烴等溫和程序升溫的色譜分離效果比較1.丙烷(b.p.-42.1℃)；2.丁烷(-0.5℃)；3.戊烷(36.1℃)；4.己烷(68.7℃)；5.庚烷(98.4℃)；6.辛烷(125.7℃)；7.壬烷(150.8℃)；8.癸烷(174.1℃)；9十一烷(195.9℃)第七十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

1．定性分析鑒定試樣中未知成分是什么常用色譜定性方法保留值定性經(jīng)驗(yàn)規(guī)律定性多柱定性儀器聯(lián)用法定性等其中保留值定性和儀器聯(lián)用法定性最為常用。10.3.4定性定量分析第七十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五可利用的色譜保留值：保留時(shí)間、相對(duì)保留值、保留指數(shù)等

①保留時(shí)間比較法比較相同操作條件下試樣與標(biāo)準(zhǔn)品之色譜圖中相關(guān)峰的保留值，從而確定試樣中是否含有標(biāo)準(zhǔn)品中所含的物質(zhì)。該法僅適用于試樣組成基本已知的簡(jiǎn)單體系。（1）利用保留值定性第七十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五在柱溫、固定相性質(zhì)不變時(shí)組分對(duì)特定參考物的r值不受氣相流速、進(jìn)樣量等實(shí)驗(yàn)條件的影響，可以作為定性指標(biāo)。計(jì)算出r值后與文獻(xiàn)值進(jìn)行比對(duì)，可作出初步判斷。②

相對(duì)保留值r定性第七十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五統(tǒng)一用正構(gòu)烷烴作為系列標(biāo)準(zhǔn)物，以解標(biāo)準(zhǔn)物難得之困將正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)人為規(guī)定為碳原子數(shù)z100組分保留指數(shù)I為：然后將計(jì)算值與文獻(xiàn)值比較進(jìn)行初步確認(rèn)。③利用保留指數(shù)(KovatsIndex)定性第七十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五如比較不同選擇性檢測(cè)器對(duì)同一樣品所得的色譜圖，還可以得到更多的定性信息，如FID檢測(cè)器：僅有機(jī)化物有信號(hào)，無機(jī)氣體無信號(hào)ECD檢測(cè)器：只對(duì)負(fù)電性強(qiáng)的物質(zhì)有信號(hào)。與質(zhì)譜（見10.5節(jié)）、紅外、核磁等結(jié)構(gòu)分析儀器聯(lián)用，直接獲得每個(gè)色譜峰的物質(zhì)結(jié)構(gòu)（2）儀器聯(lián)用法定性第七十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五試樣試樣中的組份

58901.0DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMassSelectiveDetectorDCBA

ABCD氣相色譜分離(GC)質(zhì)譜鑒定(MS)色譜圖每個(gè)峰的質(zhì)譜圖BACD氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用定性分析示意第七十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五色譜定量分析：根據(jù)組分檢測(cè)響應(yīng)訊號(hào)的大小，定量確定試樣中各個(gè)組分的相對(duì)含量。定量分析的依據(jù)：色譜峰的峰面積或峰高與待測(cè)組份的濃度成正比。定量分析需要做的幾件事：峰面積的確定校正因子定量計(jì)算方法2.色譜定量分析方法第八十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五（1）色譜峰面積的測(cè)量峰高乘峰半高寬法：Ai

=1.065hW1/2

色譜工作站直接進(jìn)行積分得出峰面積值。（2）定量校正因子校正因子的意義等量的不同物質(zhì)在同一檢測(cè)器上響應(yīng)值可能不同，僅以峰面積（或峰高）計(jì)算含量將引入誤差。要知道峰面積A與濃度（質(zhì)量）m之間線性關(guān)系的比例系數(shù)：

m=f’A相當(dāng)于分光光度法中郎伯-比爾公式：

A=εbc中的ε

第八十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五絕對(duì)校正因子f：進(jìn)入檢測(cè)器中某組分的量mi與檢測(cè)器產(chǎn)生的色譜峰面積A間的關(guān)系為：mi=f’iAi

或f’i=mi/Ai

相對(duì)校正因子fi：待測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)物的絕對(duì)校正因子之比：校正因子有多種：用相對(duì)校正因子更準(zhǔn)確第八十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五①歸一化法基本依據(jù)：試樣中所有組分之和為100%。計(jì)算公式：含有n個(gè)組分的試樣中組分i含量為（3）

定量校正方法適用范圍：試樣中所有組分能全部流出色譜柱，且在檢測(cè)器中都能產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)時(shí)可采用歸一化法定量。第八十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五基本依據(jù)：色譜峰面積與進(jìn)樣量成正比操作方法：一系列（>=5個(gè)）標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜分析后，做待測(cè)組分的峰面積~濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線；相同操作條件下，色譜分析測(cè)得試樣中待測(cè)組分的峰面積，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得試樣中待測(cè)物的濃度。適用范圍：通用，尤其是工廠的日常控制分析。準(zhǔn)確性主要取決于進(jìn)樣量的重復(fù)性和操作條件的穩(wěn)定性。②標(biāo)準(zhǔn)曲線法(外標(biāo)法)第八十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五基本依據(jù)：樣品組分與恒定量?jī)?nèi)標(biāo)物的相對(duì)峰面積比與組分含量成正比。操作方法：準(zhǔn)確稱取一定量的試樣W，加入一定量?jī)?nèi)標(biāo)物mS

，進(jìn)樣分離，得到色譜圖計(jì)算式③內(nèi)標(biāo)法第八十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五試樣中不存在；化學(xué)結(jié)構(gòu)與待測(cè)組分相似(保留值相近)；能與被測(cè)組分完全分離。對(duì)內(nèi)標(biāo)物的要求：適用范圍：不能使所有組分都出峰、或只要求定量分析復(fù)雜樣品中某幾個(gè)組分時(shí)。實(shí)驗(yàn)條件（包括進(jìn)樣量）微小變化對(duì)定量結(jié)果無影響。

例如：對(duì)羥基苯甲酸酯(尼泊金酯)是一種新型食品防腐劑，在食品分析中，可以用羥基苯甲酸丙酯為內(nèi)標(biāo)，測(cè)定羥基苯甲酸酯。第八十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五方法特點(diǎn)適用計(jì)算公式外標(biāo)法以待測(cè)組分標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積對(duì)濃度作圖而得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，查對(duì)后定量；需嚴(yán)格控制進(jìn)樣量和色譜分離條件；只要待測(cè)物能出峰，其他組分能否出峰無。各監(jiān)測(cè)部門和廠礦企業(yè)的常規(guī)分析?？捎靡辉€性回歸曲線法查對(duì)未知組分的含量。歸一化法要求樣品中所有組分都出柱，并在檢定器上有響應(yīng)(出峰)，且各組分的校正因子已知。不必稱樣和定量進(jìn)樣，分離條件微小變化影響不大；計(jì)算簡(jiǎn)單。多組分的常規(guī)分析。內(nèi)標(biāo)法在樣品中加入一定量的純內(nèi)標(biāo)物，根據(jù)內(nèi)標(biāo)物和待測(cè)組分的校正因子和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量，求出待測(cè)組分的含量。不要求所有組分都出峰，但要求能選到一個(gè)合適的內(nèi)標(biāo)物(樣品中不存在，保留值和響應(yīng)值均與待測(cè)組分相近)要精確稱量，較麻煩。無標(biāo)準(zhǔn)物且待測(cè)組分不多的情況。三種定量方法小結(jié)第八十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五分離效率高：填充柱的理論塔板數(shù)可達(dá)幾千；毛細(xì)管柱則可高達(dá)幾萬到幾十萬，能分離含幾百個(gè)組分的復(fù)雜物質(zhì)。靈敏度高：可檢測(cè)10-11~10-13克的痕量組分，滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)藥殘留等日常檢測(cè)的需要。分析速度快：幾分鐘至幾十分鐘便可完成一次復(fù)雜樣品的分析。儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單：設(shè)備和操作費(fèi)用較低，易于普及。對(duì)環(huán)境較為友好：幾乎不用有機(jī)溶劑。

10.3.5氣相色譜法的特點(diǎn)和應(yīng)用第八十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五應(yīng)用實(shí)例1：汽車內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的測(cè)定A

色譜條件：50m×0.32mm(id)×0.25μmSE-30毛細(xì)管柱。柱溫：50℃保持5min，以5℃/min升至220℃，保溫10min。檢測(cè)器：FID第八十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五應(yīng)用實(shí)例2：南極海水中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量的測(cè)定30m×0.32mm(id)×0.25μm的OV-17毛細(xì)管柱；檢測(cè)器：FID

柱溫：70℃保持1min，以15℃/min升至220℃，保持10min；八組分依次為:-HCH、-HCH、-HCH、-HCH、,’-DDE、,’-DDD、,’-DDT、,’-DDT第九十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.4高效液相色譜分析

(HighPerformanceLiquidChromatography)

高效液相色譜（HPLC）是以液體作為流動(dòng)相、用高壓泵驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相、采用柱后在線檢測(cè)的液相色譜分離分析法。

高效液相色譜法的特點(diǎn)與氣相色譜比較流動(dòng)相對(duì)組分有很大的選擇性

可以通過調(diào)節(jié)流動(dòng)相的極性、pH、離子強(qiáng)度等改變流動(dòng)相的洗脫強(qiáng)度。氣相色譜的流動(dòng)相只起運(yùn)載作用，對(duì)組分沒有選擇性分離不受待測(cè)物沸點(diǎn)高低的限制，應(yīng)用范圍廣。適合于沸點(diǎn)較高、熱不穩(wěn)定有機(jī)及生化試樣的分離與分析常在室溫下工作第九十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五與經(jīng)典液相色譜法相比高效液相色譜與經(jīng)典液相色譜法相比較，具有“四高”特點(diǎn)：高效，高壓、高速、高靈敏度。HPLC是分離與檢測(cè)相結(jié)合的儀器分析法經(jīng)典液相色譜與高效液相色譜的異同第九十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五高效：采用微米級(jí)的、粒度均勻的固定相，傳質(zhì)阻力小，柱效高塔板數(shù)達(dá)到103-104數(shù)量級(jí)高壓:固定相細(xì)，對(duì)流動(dòng)相的滲透能力差，需用高壓泵驅(qū)動(dòng),柱壓>150大氣壓高速:流動(dòng)相線速快，1mL/min，分析速度快，幾十分鐘完成一次分離分析高靈敏度:配置高靈敏度檢測(cè)器，在線檢測(cè)，分析靈敏度高，檢測(cè)下限可達(dá)10-9-10-11g

上述四大特點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)第九十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五高效液相色譜的應(yīng)用

HPLC幾乎可以分離分析除永久氣體之外的所有化合物，在實(shí)際應(yīng)用中主要應(yīng)用于分離分析分子量較大，沸點(diǎn)較高的各類小分子及離子型化合物，還可以用于分離及分析合成高分子和生物高分子化合物。目前HPLC主要應(yīng)用于制藥、食品、醫(yī)學(xué)、生物、化工、環(huán)境等領(lǐng)域。HPLC分離四種生物堿色譜圖色譜柱：VenusilXBPC8(4.6×250mm，5μm，100?)

流動(dòng)相：（20mMKH2PO4，pH3.0）：乙腈=90：10（v/v）流速：1.0mL/min。柱溫：27℃。進(jìn)樣體積：2μL。檢測(cè)波長(zhǎng)：254nm第九十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.4.1影響HPLC分離的主要因素

柱效

不同粒徑固定相的HPLC范氏曲線圖HPLC的VanDeemter方程:從左下圖的可見：范氏曲線中無最低點(diǎn)，是因?yàn)镠PLC中分子擴(kuò)散項(xiàng)可以忽略，因此HPLC的范方程可寫為：固定相顆粒的直徑對(duì)HPLC柱效產(chǎn)生極大的影響小顆粒固定相不僅有利于提高柱效，同時(shí)還有利于實(shí)現(xiàn)高速分離。如，在最近發(fā)展起來的超高壓液相色譜中（UPLC）：粒徑減小到1.7um,而柱效可達(dá)到100,000到300,000塔板。依然用色譜分析方程來討論第九十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五選擇性因子α選擇性因子α對(duì)相鄰組份的分離度起十分關(guān)鍵的作用，α越大越有利于分離。在HPLC中，流動(dòng)相的組成會(huì)顯著影響組份在兩相間的分配系數(shù)，進(jìn)而影響兩組份的選擇性因子，而且調(diào)整流動(dòng)相的組成比較方便，因此改變流動(dòng)相組成是改變?chǔ)恋淖钪匾侄巍Ｈ萘恳蜃觡目標(biāo)組份分配比k應(yīng)該控制在2～10之間。在HPLC中，可以通過改變流動(dòng)相的組成和固定相種類改變目標(biāo)組份的分配比。HPLC柱的溫度對(duì)分配比的影響較小，多數(shù)情況下，HPLC的色譜柱處于室溫狀態(tài)。第九十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.4.2HPLC儀器

HPLC由輸液系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)構(gòu)成HPLC儀器流程圖第九十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五HPLC的主要關(guān)鍵部件之一，操作壓力：150～350×105Pa。要求具有壓力平穩(wěn)、脈沖小、流量穩(wěn)定可調(diào)、耐腐蝕等特性。主要包括串聯(lián)式及并聯(lián)式柱塞往復(fù)泵。

高壓泵1.輸液系統(tǒng)第九十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五梯度洗脫系統(tǒng)等度模式（a）和梯度模式（b）HPLC分離鹵代芳香族化合物的色譜圖

現(xiàn)代HPLC系統(tǒng)通常具有多個(gè)流動(dòng)相通道，每個(gè)流動(dòng)相通道都配備一個(gè)儲(chǔ)液瓶，這樣可以實(shí)現(xiàn)多組份流動(dòng)相的自動(dòng)配制和梯度洗脫（gradientelution）。梯度洗脫是HPLC的一種流動(dòng)相工作模式，指的是在HPLC分離過程中，由兩種或兩種以上的溶劑構(gòu)成的混合流動(dòng)相中，各種溶劑的比例隨時(shí)間的變化而有規(guī)律地變化。第九十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五梯度淋洗裝置外梯度:

利用兩臺(tái)高壓輸液泵，將兩種不同極性的溶劑按一定的比例送入梯度混合室，混合后進(jìn)入色譜柱。內(nèi)梯度:

一臺(tái)高壓泵,通過比例調(diào)節(jié)閥,將兩種或多種不同極性的溶劑按一定的比例抽入高壓泵中混合。第一百頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五2.進(jìn)樣系統(tǒng)HPLC系統(tǒng)內(nèi)壓力高，不能向氣相色譜那樣用注射器直接進(jìn)樣，一般采用注射器將試樣先充入六通閥以后，在切換六通閥，將試樣注入分離系統(tǒng)第一百零一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五3.分離系統(tǒng)HPLC柱。柱體為直型不銹鋼管，內(nèi)徑1～6mm，柱長(zhǎng)5～40cm，內(nèi)充固定相（填料）。發(fā)展趨勢(shì)是減小填料粒度、柱徑及柱長(zhǎng)以提高柱效和分離速度。如超高壓液相色譜中（UPLC）：粒徑1.7um,柱長(zhǎng)30-100mm，柱徑2.1mm第一百零二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五紫外可見光度檢測(cè)器（UV-Visdetector）4.HPLC檢測(cè)器種類：紫外-可見，熒光，差示折光，電化學(xué)，質(zhì)譜

結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)：

通用性好靈敏度較高適用范圍：具有紫外可見吸收的化合物第一百零三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五光電二極管陣列檢測(cè)器（diode-arraydetector）

光電二極管陣列檢測(cè)器：1024個(gè)二極管陣列，各檢測(cè)特定波長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)快速處理，三維立體譜圖。第一百零四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五熒光檢測(cè)器（fluorescencedetector）結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)：靈敏度高選擇性好通用性較差適用范圍：具有熒光或能衍生成熒光物質(zhì)的化合物第一百零五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五示差折光檢測(cè)器（refractive-indexdetector）結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)：通用性極高靈敏度低基線受流動(dòng)相組成的影響適用范圍：無紫外吸收基團(tuán)的物質(zhì)分析，如碳水化合物等利用純流動(dòng)相與含有溶質(zhì)的流動(dòng)相具有不同的折光指數(shù)對(duì)組分譜帶進(jìn)行檢測(cè)第一百零六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五電化學(xué)安培檢測(cè)器（amperometrydetector）結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)：靈敏度高重現(xiàn)性較差不通用適用范圍：用于電活性物質(zhì)的檢測(cè)在流通式電化學(xué)安培檢測(cè)池中，在工作電極上施加一定的電位（相對(duì)于參比電極），當(dāng)溶質(zhì)從色譜柱后流入流通池，并與工作電極接觸時(shí)，在電極表面發(fā)生電極反應(yīng)，產(chǎn)生微電流第一百零七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五電導(dǎo)檢測(cè)器（conductivitydetector）結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)：靈敏度中等適合于離子分析適用范圍：檢測(cè)離子，主要用于離子色譜檢測(cè)器利用純流動(dòng)相與含有溶質(zhì)的流動(dòng)相具有不同的電導(dǎo)率對(duì)組分譜帶進(jìn)行檢測(cè)第一百零八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五蒸發(fā)光散射質(zhì)量檢測(cè)器（evaporativelight-scattingmassdetector）

HPLC的發(fā)展中受到限制的一個(gè)原因,就是缺少象GC中的FID一樣的靈敏、通用型的檢測(cè)器。20世紀(jì)80年代后研制的蒸發(fā)光散射質(zhì)量檢測(cè)器給這一領(lǐng)域帶來希望，并向具有真正通用型意義的檢測(cè)器方向發(fā)展。這就是：樣品結(jié)構(gòu)不需要具備紫外發(fā)色團(tuán)和合適的折射率；對(duì)梯度洗脫和流動(dòng)相系統(tǒng)的溫度變化不敏感；對(duì)各種物質(zhì)的響應(yīng)因子很接近；在一次分析中可以同時(shí)檢測(cè)主要成分和雜質(zhì)。第一百零九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五工作原理

在一定的條件下，光散射強(qiáng)度正比于溶質(zhì)粒子的大小和數(shù)量。散射光強(qiáng)度與樣品微粒質(zhì)量的關(guān)系為：

I=k

mb式中，m為微粒質(zhì)量，k、b為實(shí)驗(yàn)條件（如溫度、流動(dòng)相性質(zhì)）決定的常數(shù)。因此可根據(jù)散射光強(qiáng)度對(duì)樣品進(jìn)行定量分析。

散射質(zhì)量檢測(cè)和電導(dǎo)測(cè)定一樣，兩者檢測(cè)的是所有離子的通用性質(zhì)。對(duì)于色譜法來說，作為待測(cè)組分的溶質(zhì)已經(jīng)分離，關(guān)鍵的問題是如何除去流動(dòng)相和保證檢測(cè)條件的一致性。第一百一十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五裝置及工作過程霧化溶劑蒸發(fā)檢測(cè)第一百一十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五特點(diǎn)和適用范圍與示差折光檢測(cè)器相比：靈敏度高對(duì)流動(dòng)相系統(tǒng)溫度變化不敏感可進(jìn)行梯度洗脫與光吸收檢測(cè)器相比：能解決最困難的HPLC檢測(cè)問題。如磷脂、皂甙、糖類、聚合物、樹脂等無紫外吸收或紫外吸收系數(shù)很小的化合物的檢測(cè)減低流動(dòng)相溶劑的純度要求無需測(cè)定定量校正因子第一百一十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五檢測(cè)器紫外可見示差折光熒光電導(dǎo)安培蒸發(fā)光散射響應(yīng)對(duì)象具有紫外可見吸收的化合物通用具有熒光的化合物離子具有電化學(xué)活性的化合物通用檢測(cè)限/gmL-110-1010-710-1310-810-1210-10（g）線性范圍10510410~103106106流速敏感性否是否是是否溫度敏感性否是否是是否梯度洗脫可以不可以可以有限制脈沖安培型可以可以常見液相色譜檢測(cè)器的性能比較

第一百一十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五10.4.3HPLC分離模式及應(yīng)用選例

根據(jù)溶質(zhì)的不同保留機(jī)理或色譜分離過程的物理化學(xué)原理常見的HPLC分離模式包括：吸附色譜(adsorptionchromatography)分配色譜（partitionchromatography）離子交換色譜（ionexchangerchromatography）尺寸排阻色譜（sizeexclusionchromatography）第一百一十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五1.液固吸附色譜（LSC）

LSC原理：基于被分離組分與流動(dòng)相分子在固體吸附劑表面活性位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)性吸附

固定相：硅膠，氧化鋁等適用于異構(gòu)體的分離第一百一十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五常用的流動(dòng)相組分的極性比較LSC常用的流動(dòng)相第一百一十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五吸附色譜應(yīng)用例舉1.1,3,4-甲撐二氧苯丙胺（MDA）；2.2,3,4-甲撐二氧甲基苯丙胺（MDMA）；色譜條件：色譜柱，150×4.6mm內(nèi)填充3m粒徑的Adsorbospheresilica；流動(dòng)相，二氯甲烷：乙醇：羥胺=80：20：1，流速1.25mLmin-1；UV檢測(cè)，波長(zhǎng)280nm。中樞興奮藥MDA與MDMA色譜分離圖第一百一十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五2.分配色譜原理：基于兩相分配系數(shù)差異進(jìn)行分離。目前的分配色譜主要指化學(xué)鍵合相色譜硅膠表面可鍵合極性基團(tuán)（如NCCH2CH2OCH2CN)也可非極性基團(tuán)(如CH3(CH2)16CH3)表面鍵合固定相硅膠

流動(dòng)相極性大于固定相極性稱為正相色譜（normalphaseliquidchromatography,NPLC)，反之則稱為反相色譜（reversephaseliquidchromatography,RPLC）第一百一十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五共價(jià)鍵合方式例舉R的種類：——反相色譜：烷基（如C8，C18等），苯基——正相色譜：氰基（-C2H4CN），氨基（-C3H6NH2）

二醇基（-C3H6OCH2CHOHCH2OH）第一百一十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五

分配色譜常用的流動(dòng)相請(qǐng)總結(jié)正相色譜與反相色譜中組分分子按極性大小出峰順序規(guī)律第一百二十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五反相色譜應(yīng)用例舉1．乙酰氨基酚；2.咖啡因；3.苯甲酸；4.水楊酸。色譜條件：色譜柱，100×4.6mm，內(nèi)填充5m粒徑的AdsorbosilC18固定相；流動(dòng)相，水：甲醇：冰醋酸=69：28：3，流速1.5mL/min；柱溫，45C；檢測(cè)器，UV-Vis，波長(zhǎng)275nm。HPLC反相分配色譜分離乙酰氨基酚、咖啡因等藥物的色譜圖反相色譜是HPLC中應(yīng)用最廣的分離模式。適用于除強(qiáng)極性化合物之外的多類物質(zhì)的分離第一百二十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五正相色譜應(yīng)用例舉1.三甲丙咪嗪；2.多慮平；3.阿米替林；4.丙咪嗪；5.去甲多慮平；6.去甲替林；7.脫甲丙咪嗪；8.普羅替林。色譜條件：色譜柱，150×4.6mm，內(nèi)填充5m粒徑的氰基鍵合硅膠固定相；流動(dòng)相，乙腈：甲醇：0.01mol.L-1K2HPO4=60:15:25，流速2mLmin-1；UV檢測(cè)，波長(zhǎng)215nm。HPLC正相分配色譜分離抗抑郁精神類藥物的色譜圖正相色譜主要適用于極性化合物的分離開。例如：第一百二十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五++++++++++o+o+o+o+o+ooooo+oooooooooo++++++++++++++++++++++o+o+oo+ooooooooooooooooooooooo+o+o+oo+++o+++++++++K+H+淋洗交換上柱分離原理：溶液中的離子與離子交換樹脂發(fā)生離子交換，利用不同離子靜電作用力的差異進(jìn)行的分離.右圖中

+

:代表K+

o:代表H+

交換上柱時(shí)，交換劑上的可交換H+被K+所替代；淋洗時(shí)，結(jié)合在交換劑上的K+被H+所洗脫。

3.離子交換色譜（IEC）第一百二十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期五離子交換色譜固定相

SO3-Na+基質(zhì)表面鍵合固定相離子交換固定相基質(zhì)與表面基團(tuán)的鍵合方法合成樹脂也可用硅膠或交聯(lián)的多糖作為固定相基質(zhì)，然后再通過硅烷化等方法鍵合表面基團(tuán)