比較氣相色譜法與高效液相色譜法分離原理儀器構(gòu)造及應(yīng)用范圍的不同點

第頁比較氣相色譜法及高效液相色譜法分離原理、儀器構(gòu)造及應(yīng)用范圍的不同點。一、分離原理：1.氣相：氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質(zhì)各組分在不同兩相間分配系數(shù)（溶解度）的微小差異，當(dāng)兩相作相對運動時，這些物質(zhì)在兩相間進行反復(fù)多次的分配，使原來只有微小的性質(zhì)差異產(chǎn)生很大的效果，而使不同組分得到分離。2.液相：高效液相色譜法是在經(jīng)典色譜法的基礎(chǔ)上，引用了氣相色譜的理論，在技術(shù)上，流動相改為高壓輸送（最高輸送壓力可達4.9′107Pa）;色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成，從而使柱效大大高于經(jīng)典液相色譜（每米塔板數(shù)可達幾萬或幾十萬）；同時柱后連有高靈敏度的檢測器，可對流出物進行連續(xù)檢測。二、應(yīng)用范圍：1.氣相：氣相色譜法具有分離能力好，靈敏度高，分析速度快，操作方便等優(yōu)點，但是受技術(shù)條件的限制，沸點太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)都難于應(yīng)用氣相色譜法進行分析。一般對500℃以下不易揮發(fā)或受熱易分解的物質(zhì)部分可采用衍生化法或裂解法。2.液相：高效液相色譜法，只要求試樣能制成溶液，而不需要氣化，因此不受試樣揮發(fā)性的限制。對于高沸點、熱穩(wěn)定性差、相對分子量大（大于400以上）的有機物（些物質(zhì)幾乎占有機物總數(shù)的75%～80%）原則上都可應(yīng)用高效液相色譜法來進行分離、分析。據(jù)統(tǒng)計，在已知化合物中，能用氣相色譜分析的約占20%，而能用液相色譜分析的約占70～80%。三、儀器構(gòu)造：1.氣相：由載氣源、進樣部分、色譜柱、柱溫箱、檢測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。進樣部分、色譜柱和檢測器的溫度均在控制狀態(tài)。1.1柱箱：色譜柱是氣相色譜儀的心臟，樣品中的各個組份在色譜柱中經(jīng)過反復(fù)多次分配后得到分離，從而達到分析的目的，柱箱的作用就是安裝色譜柱。由于色譜柱的兩端分別連接進樣器和檢測器，因此進樣器和檢測器的下端（接頭）均插入柱箱。柱箱能夠安裝各種填充柱和毛細(xì)管柱，并且操作方便。色譜柱（樣品）需要在一定的溫度條件下工作，因此采用微機對柱箱進行溫度控制。并且由于設(shè)計合理，柱箱內(nèi)的梯度很小。對于一些成份復(fù)雜、沸程較寬的樣品，柱箱還可進行三階程序升溫控制。且程序設(shè)定后自動運行無需人工干預(yù)，降溫時還能自動后開門排熱。1.2進樣器：進樣器的作用是將樣品送入色譜柱。如果是液體樣品，進樣器還必須將其汽化，因此采用微機對進樣器進行溫度控制。根據(jù)不同種類的色譜柱及不同的進樣方式，共有五種進樣器可供選擇：1.填充柱進樣器2.毛細(xì)管不分流進樣器附件3.毛細(xì)管分流進樣器附件4.毛細(xì)管分流/不分流進樣器5.六通閥氣體進樣器1.3檢測器:檢測器的作用是將樣品的化學(xué)信號轉(zhuǎn)化為物理信號（電信號）。檢測器也需要在一定的溫度條件下才能正常工作，因此采用微機對檢測器進行溫度控制。根據(jù)各種樣品的化學(xué)物理特性，共有五種檢測器可供選擇：1.氫火焰離子化檢測器(FID)2.熱導(dǎo)檢測器(TCD)3.電子捕獲檢測器(ECD)4.氮磷檢測器(NPD)5.火焰光度檢測器(FPD)1.4數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)該系統(tǒng)可對測試數(shù)據(jù)進行采集、貯存、顯示、打印和處理等操作，使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。2.液相：高效液相色譜儀主要有進樣系統(tǒng)、輸液系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。2.1進樣系統(tǒng)一般采用隔膜注射進樣器或高壓進樣間完成進樣操作，進樣量是恒定的。這對提高分析樣品的重復(fù)性是有益的。2.2輸液系統(tǒng)該系統(tǒng)包括高壓泵、流動相貯存器和梯度儀三部分。高壓泵的一般壓強為l．47～4．4X107Pa，流速可調(diào)且穩(wěn)定，當(dāng)高壓流動相通過層析柱時，可降低樣品在柱中的擴散效應(yīng)，可加快其在柱中的移動速度，這對提高分辨率、回收樣品、保持樣品的生物活性等都是有利的。流動相貯存錯和梯度儀，可使流動相隨固定相和樣品的性質(zhì)而改變，包括改變洗脫液的極性、離子強度、PH值，或改用競爭性抑制劑或變性劑等。這就可使各種物質(zhì)（即使僅有一個基團的差別或是同分異構(gòu)體）都能獲得有效分離。3.3分離系統(tǒng)該系統(tǒng)包括色譜柱、連接管和恒溫器等。色譜柱一般長度為10～50cm（需要兩根連用時，可在二者之間加一連接管），內(nèi)徑為2～5mm，由"優(yōu)質(zhì)不銹鋼或厚壁玻璃管或鈦合金等材料制成，住內(nèi)裝有直徑為5～10μm粒度的固定相（由基質(zhì)和固定液構(gòu)成）．固定相中的基質(zhì)是由機械強度高的樹脂或硅膠構(gòu)成，它們都有惰性（如硅膠表面的硅酸基因基本已除去）、多孔性（孔徑可達1000?）和比表面積大的特點，加之其表面經(jīng)過機械涂漬（及氣相色譜中固定相的制備一樣），或者用化學(xué)法偶聯(lián)各種基因（如磷酸基、季胺基、羥甲基、苯基、氨基或各種長度碳鏈的烷基等）或配體的有機化合物。因此，這類固定相對結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)有良好的選擇性。例如，在多孔性硅膠表面偶聯(lián)豌豆凝集素（PSA）后，就可以把成纖維細(xì)胞中的一種糖蛋白分離出來。另外，固定相基質(zhì)粒小，柱床極易達到均勻、致密狀態(tài)，極易降低渦流擴散效應(yīng)?；|(zhì)粒度小，微孔淺，樣品在微孔區(qū)內(nèi)傳質(zhì)短。這些對縮小譜帶寬度、提高分辨率是有益的。根據(jù)柱效理論分析，基質(zhì)粒度小，塔板理論數(shù)N就越大。這也進一步證明基質(zhì)粒度小，會提高分辨率的道理。再者，高效液相色譜的恒溫器可使溫度從室溫調(diào)到60C，通過改善傳質(zhì)速度，縮短分析時間，就可增加層析柱的效率。2.4檢測系統(tǒng)高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器三種。（1）紫外檢測器該檢測器適用于對紫外光（或可見光）有吸收性能樣品的檢測。其特點：使用面廣（如蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用）；靈敏度高（檢測下限為10-10g／ml）；線性范圍寬；對溫度和流速變化不敏感；可檢測梯度溶液洗脫的樣品。（2）示差折光檢測器凡具有及流動相折光率不同的樣品組分，均可使用示差折光檢測器檢測。，糖類化合物的檢測使用此檢測系統(tǒng)。這一系統(tǒng)通用性強、操作簡單，但靈敏度低（檢測下限為10-7g／ml），流動相的變化會引起折光率的變化，因此，它既不適用于痕量分析，也不適用于梯度洗脫樣品的檢測。（3）熒光檢測器凡具有熒光的物質(zhì)，在一定條件下，其發(fā)射光的熒光強度及物質(zhì)的濃度成正比。因此，這一檢測器只適用于具有熒光的有機化合物（如多環(huán)芳烴、