清華儀器分析課件--第三章 習(xí)題解答.ppt

1、第三章：問題的答案。1.簡要比較氣相色譜和液相色譜在分離原理、儀器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍方面的異同。解決方案：根據(jù)樣品組分與流動相和固定相之間相互作用力的不同，將兩者分開。從儀器結(jié)構(gòu)來看，液相色譜需要高壓泵來提高流動相的流速，克服阻力。同時(shí)，液相色譜中使用的固定相類型比氣相色譜中使用的要豐富得多，分離方法也更加多樣。氣相色譜檢測器主要包括熱導(dǎo)檢測器、氫火焰檢測器和火焰光度檢測器。在液相色譜中，經(jīng)常使用紫外檢測器、熒光檢測器和電化學(xué)檢測器。但兩者都可以與質(zhì)譜聯(lián)用，兩者都具有分離能力強(qiáng)、靈敏度高、分析速度快、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但沸點(diǎn)過高或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)很難用氣相色譜法進(jìn)行分析。只要樣品可以制成溶液，就可以

2、用于高效液相色譜分析，不受沸點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性差和相對分子量大的限制。2.影響液相色譜中色譜峰加寬的因素是什么？與氣相色譜相比，主要區(qū)別是什么？在：液相色譜中，導(dǎo)致色譜峰擴(kuò)展的主要因素是渦旋擴(kuò)散、流動相傳質(zhì)、停滯流動相傳質(zhì)和柱外效應(yīng)。在氣相色譜中，徑向擴(kuò)散更明顯，而在液相色譜中，徑向擴(kuò)散的影響很弱，可以忽略。另外，在液相色譜中，保留流存在明顯的傳質(zhì)和柱外效應(yīng)。在液相色譜中，提高色譜柱效率的方法有哪些？最有效的方法是什么？提高：液相色譜柱效率的主要途徑是： 1。提高塔內(nèi)填料的均勻性；2.改進(jìn)固定相以減小顆粒尺寸；選擇薄殼狀載體；選擇低粘度的流動相；適當(dāng)提高柱溫，其中減小粒徑是最有效的方法。4.有多少

3、種液相色譜？它們的保持機(jī)制是什么？在這些類型的應(yīng)用中，最適合分離的材料是什么？液相色譜有以下類型的：液-液分配色譜；液固吸附色譜法；化學(xué)鍵色譜法；離子交換色譜法；離子對色譜法；空間排阻色譜法等。液固吸附色譜通過兩相之間組分的多重吸附和解吸附平衡實(shí)現(xiàn)分離。最適合分離的物質(zhì)是中等相對分子量的油溶性樣品，所有可用薄層色譜法分離的物質(zhì)都可用此方法分離。其中；液-液分配色譜的保留機(jī)理是通過組分在固定相和流動相之間的多重分配來實(shí)現(xiàn)的。它能分離各種無機(jī)和有機(jī)化合物。在化學(xué)鍵合色譜中，由于鍵合基團(tuán)不能覆蓋所有具有吸附能力的載體，所以吸附和分布的機(jī)理是同時(shí)遵循的，最適合分離的物質(zhì)與液-液色譜相同。離子交換色譜和

4、離子色譜是通過組分和固定相之間的親和力的差異來區(qū)分的。溶液中所有能解離的離子和物質(zhì)都可以分離，包括無機(jī)化合物、有機(jī)物質(zhì)和生物分子，如氨基酸、核酸和蛋白質(zhì)。在離子對色譜中，樣品組分進(jìn)入色譜柱后，組分的離子與反離子相互作用形成中性化合物，中性化合物被固定相分配或吸附，然后分離。離子對色譜法的特點(diǎn)是分離各種有機(jī)酸和堿，特別是核酸、核苷和生物堿?？臻g排阻色譜法是一種利用凝膠固定相孔徑與被分離組分分子之間的相對大小關(guān)系進(jìn)行分離和分析的方法。最適合分離的物質(zhì)是手性色譜、膠束色譜、環(huán)糊精色譜和親和色譜。液態(tài)鋰什么是化學(xué)鍵合固定相？它的突出優(yōu)點(diǎn)是什么？通過化學(xué)反應(yīng)將固定液體的官能團(tuán)結(jié)合到載體表面形成的固定相稱

5、為化學(xué)鍵合固定相。優(yōu)點(diǎn)：固定相表面沒有液坑，比一般的液體固定相快得多。固定相沒有損失，這增加了色譜柱的穩(wěn)定性和壽命。它可以鍵合不同的官能團(tuán)，靈活改變選擇性。它可用于各種色譜類型和樣品的分析。它有利于梯度洗脫和靈敏檢測器與組分的匹配。解釋他們的基本原則。在離子色譜中，檢測器是以電解質(zhì)溶液為流動相的電導(dǎo)檢測器。為了消除強(qiáng)電解質(zhì)背景對電導(dǎo)檢測器的干擾，通常在分析柱之外增加一個抑制柱。這種雙柱離子色譜被稱為化學(xué)抑制離子色譜。然而，如果選擇低電導(dǎo)率的流動相(如10-5和10-4 m的苯甲酸鹽或鄰苯二甲酸鹽)，由于背景電導(dǎo)低，它不會干擾樣品的檢測。此時(shí)，不需要添加抑制柱，只需添加分析柱，這稱為非抑制離子色

6、譜。例如，為了分離陰離子，經(jīng)常使用氫氧化鈉溶液作為流動相，鈉離子的干擾非常嚴(yán)重。此時(shí)，可以在分析柱后面添加抑制柱，其填充有高容量的H型陽離子交換樹脂。通過離子交換，氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為電導(dǎo)值小的H2O，從而消除了背景電導(dǎo)的影響。什么是梯度？它和氣相色譜中的程序升溫有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？在分析期間，按照一定的程序連續(xù)改變流動相的組成或濃度比，稱為梯度洗脫，這是改善液相色譜分離的重要手段。梯度洗脫類似于氣相色譜中的程序升溫，但前者不斷改變流動相的極性、酸堿度或離子強(qiáng)度，而后者改變程序升溫，這也是改善氣相色譜分離的重要手段。高效液相色譜和氣相色譜有什么區(qū)別？解決方案：為了承受液相色譜中的高壓，通常采用停止

7、進(jìn)樣和高壓定量進(jìn)樣閥的方式。用液相色譜法制備有什么好處？解決方案：液相色譜制備時(shí)，分離條件溫和，樣品在分離和檢測中不會被破壞，易于回收原始材料。11.毛細(xì)管電泳分離的優(yōu)點(diǎn)是什么？解決方案：毛細(xì)管具有很高的散熱效率，可以減少焦耳熱效應(yīng)引起的帶展寬，因此可以采用更高的電壓，克服傳統(tǒng)電泳技術(shù)的局限性，大大提高分離效率，縮短分離時(shí)間，拓寬樣品分析范圍，并且檢測限低。大分子的分離通常比色譜方法具有更高的柱效率。12.解釋CZE、CGE和MECC的基本原則。毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)是一種在外加電場作用下，溶質(zhì)以一定速度在毛細(xì)管背景電解質(zhì)溶液中遷移的電泳模式，分離的基礎(chǔ)是遷移率的差異，因此中性物質(zhì)不能被分離。帶電粒子的遷移速度是電泳速度和電滲流的矢量，由于遷移方向與電滲流方向相同，緩沖溶液中的正電荷粒子流動最快，最先流出，而負(fù)電荷粒子與電滲流方向相反，最后流出。中性粒子的遷移速度與電滲流的遷移速度相同，因此各種粒子可以通過微分遷移實(shí)現(xiàn)分區(qū)分離，這就是CZE的分離原理。毛細(xì)管凝膠電泳(CGE)是一種充滿凝膠或其他篩選介質(zhì)的毛細(xì)管。電荷質(zhì)量比相同但大小不同的分子在電場力的推動下，在凝膠聚合物組成的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)中電泳，其運(yùn)動受到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的阻礙。不同大小的分子穿過大多數(shù)MECC是在毛細(xì)管中完成的，所以它也被稱為膠束電動毛細(xì)管色譜。MECC將在電泳緩沖液中加入