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1、色谱大题(挑了一些,留着用)气相3当下列参数改变时:(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相比减少是否会引起分配系数的改变?为什么?答:固定相改变会引起分配系数的改变,因为分配系数只于组分的性质及固定相与流动相的性质有关.所以:(1)柱长缩短不会引起分配系数改变(2)固定相改变会引起分配系数改变(3)流动相流速增加不会引起分配系数改变(4)相比减少不会引起分配系数改变4当下列参数改变时: (1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大是否会引起分配比的变化?为什么?答:k=K/?,而?VM/VS,分配比除了与组分、两相的性质、柱温、柱压有关外,
2、还与相比有关,而与流动相流速、柱长无关。故:?不变化,?增加,?不改变,?减小。?5试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择.答:提示:主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速。(1)选择流动相最佳流速。(2)当流速较小时,可以选择相对分子质量较大的载气(如N2,Ar),而当流速较大时,应该选择相对分子质量较小的载气(如H2,He),同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。(3)柱温不能高于固定液的最高使用温度,以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下,尽可能采用较低的温度,但以保留时间适宜,峰形不拖
3、尾为度。(4)固定液用量:担体表面积越大,固定液用量可以越高,允许的进样量也越多,但为了改善液相传质,应使固定液膜薄一些。(5)对担体的要求:担体表面积要大,表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小(但不宜过小以免使传质阻力过大)(6)进样速度要快,进样量要少,一般液体试样0.15uL,气体试样0.110mL.(7)气化温度:气化温度要高于柱温30 -70 。6试述速率方程中A, B, C三项的物理意义. H-u曲线有何用途?曲线的形状主要受那些因素的影响?答:A 称为涡流扩散项 , B 为分子扩散项, C 为传质阻力项。下面分别讨论各项的意义: (1) 涡流扩散项 A 气体碰到填充物颗粒时,不断地
4、改变流动方向,使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动,因而引起色谱的扩张。由于 A=2dp ,表明 A 与填充物的平均颗粒直径 dp 的大小和填充的不均匀性 有关,而与载气性质、线速度和组分无关,因此使用适当细粒度和颗粒均匀的担体,并尽量填充均匀,是减少涡流扩散,提高柱效的有效途径。(2) 分子扩散项 B/u 由于试样组分被载气带入色谱柱后,是以“塞子”的形式存在于柱的很小一段空间中,在“塞子”的前后 ( 纵向 ) 存在着浓差而形成浓度梯度,因此使运动着的分子产生纵向扩散。而 B=2rDgr 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数 ( 弯曲因子 ) , D g 为组分在气相中的扩散系
5、数。分子扩散项与 D g 的大小成正比,而 D g 与组分及载气的性质有关:相对分子质量大的组分,其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根,所以采用相对分子质量较大的载气 ( 如氮气 ) ,可使 B 项降低, D g 随柱温增高而增加,但反比于柱压。弯曲因子 r 为与填充物有关的因素。 (3) 传质项系数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质阻力系数 C 1 两项。所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表面的过程,在这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换,即进行浓度分配。这种过程若进行缓慢,表示气相传质阻力大,就引起色谱峰扩张。对于填充柱:液相传质过
6、程是指试样组分从固定相的气液界面移动到液相内部,并发生质量交换,达到分配平衡,然后以返回气液界面 的传质过程。这个过程也需要一定时间,在此时间,组分的其它分子仍随载气不断地向柱口运动,这也造成峰形的扩张。对于填充柱,气相传质项数值小,可以忽略 。由上述讨论可见,范弟姆特方程式对于分离条件的选择具有指导意义。它可以说明,填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。用在不同流速下的塔板高度 H 对流速 u 作图,得 H-u 曲线图。在曲线的最低点,塔板高度H最小(H最小)。此时柱效最高。该点所对应的流速即为最佳流速 u 最佳,即 H最小 可由速率方程微分
7、求得:则:所以:当流速较小时,分子扩散(B项)就成为色谱峰扩张的主要因素,此时应采用相对分子质量较大的载气(N2,Ar ),使组分在载气中有较小的扩散系数。而当流速较大时,传质项(C 项)为控制因素,宜采用相对分子质量较小的载气(H2,He),此时组分在载气中有较大的扩散系数,可减小气相传质阻力,提高柱效。7当下述参数改变时:(1)增大分配比,(2) 流动相速度增加,(3)减小相比,(4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么?答:(1)保留时间延长,峰形变宽 (2)保留时间缩短,峰形变窄 (3)保留时间延长,峰形变宽 (4)保留时间缩短,峰形变窄8为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标
8、?答:分离度同时体现了选择性与柱效能,即热力学因素和动力学因素,将实现分离的可能性和现实性结合起来。9能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么?答:不能,有效塔板数仅表示柱效能的高低,柱分离能力发挥程度的标志,而分离的可能性取决于组分在固定相和流动相之间分配系数的差异。10试述色谱分离基本方程式的含义,它对色谱分离有什么指导意义?答:色谱分离基本方程式如下:它表明分离度随体系的热力学性质(?和?的变化而变化,同时与色谱柱条件(n改变)有关(1)当体系的热力学性质一定时(即组分和两相性质确定),分离度与n的平方根成正比,对于选择柱长有一定的指导意义,增加柱长可改进分离度,但过分增加柱长会显著
9、增长保留时间,引起色谱峰扩张.同时选择性能优良的色谱柱并对色谱条件进行优化也可以增加n,提高分离度.(2)方程式说明,k值增大也对分离有利,但k值太大会延长分离时间,增加分析成本.(3)提高柱选择性?可以提高分离度?分离效果越好?因此可以通过选择合适的固定相?增大不同组分的分配系数差异?从而实现分离?13试述热导池检测器的工作原理。有哪些因素影响热导池检测器的灵敏度?解:热导池作为检测器是基于不同的物质具有不同的导热系数。 当电流通过钨丝时、钨丝被加热到一定温度,钨丝的电阻值也就增加到一定位(一般金属丝的电阻值随温度升高而增加)。在未进试样时,通过热导池两个池孔(参比池和测量池)的都是载气。由
10、于载气的热传导作用,使钨丝的温度下降,电阻减小,此时热导池的两个池孔中钨丝温度下降和电阻减小的数值是相同的。在进入试样组分以后,裁气流经参比池,而裁气带着试样组分流经测量池,由于被测组分与载气组成的混合气体的导热系数和裁气的导热系数不同,因而测量池中钨丝的散热情况就发生变化,使两个池孔中的两根钨丝的电阻值之间有了差异。此差异可以利用电桥测量出来。 桥路工作电流、热导池体温度、载气性质和流速、热敏元件阻值及热导池死体积等均对检测器灵敏度有影响。14试述氢焰电离检测器的工作原理。如何考虑其操作条件?解:对于氢焰检测器离子化的作用机理,至今还不十分清楚。目前认为火焰中的电离不是热电离而是化学电离,即
11、有机物在火焰中发生自由基反应而被电离。化学电离产生的正离子( CHO+、H3O+)和电子(e)在外加150300v直流电场作用下向两极移动而产生微电流。经放大后,记录下色谱峰。 氢火焰电离检测器对大多数的有机化合物有很高的灵敏度,故对痕量有机物的分析很适宜。但对在氢火焰中不电离的元机化合物例如CO、CO2、SO2、N2、NH3等则不能检测。15色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?解:根据组分在色谱柱中保留值的不同进行定性。主要的定性方法主要有以下几种:(1)直接根据色谱保留值进行定性(2)利用相对保留值r21进行定性(3)混合进样(4)多柱法(5)保留指数法(6)联用技术(7)利用选择性
12、检测器16何谓保留指数?应用保留指数作定性指标有什么优点?答:用两个紧靠近待测物质的标准物(一般选用两个相邻的正构烷烃)标定被测物质,并使用均一标度(即不用对数),用下式定义:X为保留值(tR, VR ,或相应的记录纸距离),下脚标i为被测物质,Z, Z+1为正构烷烃的碳原子数,XZ Xi XZ+1,IZ = Z 100优点:准确度高,可根据固定相和柱温直接与文献值对照而不必使用标准试样.17有哪些常用的色谱定量方法?试比较它们的优缺点和使用范围?(1)外标法 外标法是色谱定量分析中较简易的方法该法是将欲测组份的纯物质配制成不同浓度的标准溶液。使浓度与待测组份相近。然后取固定量的上述溶液进行色
13、谱分析得到标准样品的对应色谱团,以峰高或峰面积对浓度作图这些数据应是个通过原点的直线分析样品时,在上述完全相同的色谱条件下,取制作标准曲线时同样量的试样分析、测得该试样的响应讯号后由标谁曲线即可查出其百分含量 此法的优点是操作简单,因而适用于工厂控制分析和自动分析;但结果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性(2)内标法 当只需测定试样中某几个组份或试样中所有组份不可能全部出峰时,可采用内标法具体做法是:准确称取样品,加入一定量某种纯物质作为内标物,然后进行色谱分析根据被测物和内标物在色谱图上相应的峰面积(或峰高)和相对校正因子求出某组分的含量内标法是通过测量内标物与欲测组份的峰面积的
14、相对值来进行计算的,因而可以在定程度上消除操作条件等的变化所引起的误差 内标法的要求是:内标物必须是待测试样中不存在的;内标峰应与试样峰分开,并尽量接近欲分析的组份内标法的缺点是在试样中增加了一个内标物,常常会对分离造成一定的困难。(3)归一化法 归一化法是把试样中所有组份的含量之和按100计算,以它们相应的色谱峰面积或峰高为定量参数通过下列公式计算各组份含量:由上述计算公式可见,使用这种方法的条件是:经过色谱分离后、样品中所有的组份都要能产生可测量的色谱峰 该法的主要优点是:简便、准确;操作条件(如进样量,流速等)变化时,对分析结果影响较小这种方法常用于常量分析,尤其适合于进样量很少而其体积
15、不易准确测量的液体样品液相简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要异同点。相同点:均为高效、高速、高选择性的色谱方法,兼具分离和分析功能,均可以在线检测不同点:分析对象及范围流动相的选择操作条件GC能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品,占有机物的20%流动相为有限的几种“惰性”气体,只起运载作用,对组分作用小加温常压操作HPLC溶解后能制成溶液的样品,高沸点、高分子量、难气化、离子型的稳定或不稳定化合物,占有机物的80%流动相为液体或各种液体的混合。它除了起运载作用外,还可通过溶剂来控制和改进分离。室温、高压下进行2何谓化学键合相?常用的化学键合相有哪几种类型?分别用于哪些液相色谱法中?采用化学反
16、应的方法将固定液键合在载体表面上,所形成的填料称为化学键合相。优点是使用过程不流失,化学性能稳定,热稳定性好,适于作梯度淋洗。目前常用的Si-O-Si-C型键合相,按极性分为非极性,中等极性与极性三类。非极性键合相:常见如ODS键合相,既有分配又有吸附作用,用途非常广泛,用于分析非极性或弱极性化合物;中等圾性键合相:常见的有醚基键合相,这种键合相可作正相或反相色谱的固定相,视流动相的极性而定:极性键合相:常用氨基、氰基键合相,用作正相色谱的固定相,氨基键合相还是分离糖类最常用的固定相。3什么叫正相色谱?什么叫反相色谱?各适用于分离哪些化合物?正相色谱法:流动相极性小于固定相极性的色谱法。用于分
17、离溶于有机溶剂的极性及中等极性的分子型物质,用于含有不同官能团物质的分离。反相色谱法:流动相极性大于固定相极性的色谱法。用于分离非极性至中等极性的分子型化合物。4简述反相键合相色谱法的分离机制。典型的反相键合色谱法是用非极性固定相和极性流动相组成的色谱体系。固定相,常用十八烷基(ODS或C18)键合相;流动相常用甲醇-水或乙腈-水。非典型反相色谱系统,用弱极性或中等极性的键合相和极性大于固定相的流动相组成。反相键合相表面具有非极性烷基官能团,及未被取代的硅醇基。硅醇基具有吸附性能,剩余硅醇基的多寡,视覆盖率而定。对于反相色谱的分离机制目前,保留机制还没有一致的看法,大致有两种观点,一种认为属于
18、分配色谱,另一种认为属于吸附色谱。分配色谱的作用机制是假设混合溶剂(水十有机溶剂)中极性弱的有机溶剂吸附于非极性烷基配合基表面,组分分子在流动相中与被非极性烷基配合基所吸附的液相中进行分配。吸附色谱的作用机制可用疏溶剂理论来解释。这种理论把非极性的烷基键合相,看作是在硅胶表面上覆盖了一层键合的十八烷基的分子毛,这种分子毛有强的疏水特性。当用水与有机溶剂所组成的极性溶剂为流动相来分离有机化合物时,一方面,非极性组分分子或组分分子的非极性部分,由于疏溶剂作用,将会从水中被挤出来,与固定相上的疏水烷基之间产生缔合作用,其结果使组分分子在固定相得到保留。另一方面,被分离物的极性部分受到极性流动相的作用
19、,使它离开固定相,减小保留值,此即解缔过程,显然,这两种作用力之差,决定了分子在色谱中的保留行为。一般说来,固定相上的烷基配合基或被分离分子中非极性部分的表面积越大,或者流动相表面张力及介电常数越大,则缔合作用越强,分配比k也越大,保留值越大。不难理解,在反相键合相色谱中,极性大的组分先流出,极性小的组分后流出。5离子色谱法、反相离子对色谱法与离子抑制色谱法的原理及应用范围有何区别?离子色谱法(Ion Chromatography) :用离子交换树脂为固定相,电解质溶液为流动相。以电导检测器为通用检测器。试样组分在分离柱和抑制柱上的反应原理与离子交换色谱法相同。离子色谱法是溶液中阴离子分析的最
20、佳方法,也可用于阳离子分析。反相离子对色谱法(IPC或PIC) :反相色谱中,在极性流动相中加入离子对试剂,使被测组分与其中的反离子形成中性离子对,增加k和tR,以改善分离。适用于较强的有机酸、碱。反相离子抑制色谱:在反相色谱中,通过加入缓冲溶液调节流动相pH值,抑制组分解离,增加其k和tR,以达到改善分离的目的。适用于极弱酸碱物质(pH=37弱酸;pH=78弱碱;两性化合物)6亲和色谱的分离机制是什么?有何特点?传统的观念认为亲和色谱是基于配基-配体亲和反应的原理,利用色谱的差速迁移理论,实现对目标分子的分离,仅仅是一种组分分离的选择性过滤法。然而,这一理论是建立在配基-配体亲和作用是均相反
21、应和宏观平衡态热力学的基础上的。但是,实际上目标分子在两相间分配系数过大,且在固定相上的吸附等温线多不呈线性。所以,关于生物大分子在亲和色谱中的保留机制及色谱过程数学模型的研究一直是一个相对薄弱的环节,有待进一步的完善.亲和色谱具有较高的专属性,经其分离,纯化,浓集后的生物样品具有较高的纯度,大大降低了后续测定(如HPLC)时的背景噪音,进而使得后续测定具有极高的灵敏度。7速率理论方程式在HPLC中与在GC中有何异同?如何指导HPLC实验条件的选择?解:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。在气相色谱中径向扩散往往比较显著,而液相色谱中径
22、向扩散的影响较弱,往往可以忽略。另外,在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。在高效液相色谱中,对液液分配色谱,Van Deemter方程的完整表达形式为由此,HPLC的实验条件应该是:小粒度、均匀的球形化学键合相;低粘度流动相,流速不宜过快;柱温适当。8试讨论影响HPLC分离度的各种因素,如何提高分离度?(1) 色谱填充性能液相色谱柱分离性能的优劣,是由固定相粒度、柱长、由柱内径和填充状况决定的柱压降这三个参数度决定的。这三个参数度也决定了样品组分的保留时间,保留时间不仅与色谱过程的热力学因素k有关,还直接与决定柱效与分离度的柱性能参数及流动相的黏度有关,这些参数都是影响色谱分
23、离过程动力学的重要因素。但在高效液相色谱中,分离柱的制备是一项技术要求非常高的工作,一般都是购买商品柱,很少自行制备。(2) 流动相及流动相的极性液相色谱中,改变淋洗液组成、极性是改善分离的最直接因素。液相色谱不可能通过增加柱温来改善传质。因此大多是恒温分析。流动相选择在液相色谱中显得特别重要,流动相可显著改变组分分离状况。(3) 流速流速大于0.5 cm/s时, Hu曲线是一段斜率不大的直线。降低流速,柱效提高不是很大。但在实际操作中,流量仍是一个调整分离度和出峰时间的重要可选择参数。9试讨论反相HPLC的分离条件的选择。反相HPLC法是以表面非极性载体为固定相,以比固定相极性强的溶剂为流动
24、相的种液相色谱分离模式。反相HPLC色谱中样品的保留值主要由固定相比表面积、键合相种类和浓度决定,保留值通常随链长增长或键合相的疏水性增强而增。溶质保留值与固定相表面积成正比,当其他条件相同时,溶质在低表面积色谱柱上的保留值短。样品的保留值也可以通过改变流动相组成或溶剂强度来调整,溶剂强度取决于有机溶剂的性质和其在流动相中的浓度。10在正、反相HPLC中流动相的强度是否相同?在正相色谱中,由于固定相是极性的,所以溶剂极性越强,洗脱能力也越强,即极性强的溶剂是强溶剂。在反相色谱中,由于固定相是非极性的,所以溶剂的强度随溶剂的极性降低而增加,即极性弱的溶剂是强溶剂。11什么叫梯度洗脱?它与GC的程
25、序升温有何异同?在一个分析周期内,按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配比,称为梯度洗提。是改进液相色谱分离的重要手段。梯度洗提与气相色谱中的程序升温类似,但是前者连续改变的是流动相的极性、pH或离子强度,而后者改变的温度。程序升温也是改进气相色谱分离的重要手段。12蒸发光散射检测器的原理及特点是什么?蒸发光散射检测器(Evaporative Light-scattering Detector)是通用型检测器,可以检测没有紫外吸收的有机物质,如人参皂苷、黄芪甲苷等。一、ELSD原理恒定流速的色谱仪(高效液相、逆流色谱、高效毛细管电泳等)洗脱液进入检测器后,首先被高压气流雾化,雾化形成的小液滴进
26、入蒸发室(漂移管,drift tube),流动相及低沸点的组分被蒸发,剩下高沸点组分的小液滴进入散射池,光束穿过散射池时被散射,散射光被光电管接收形成电信号,电信号通过放大电路、模数转换电路、计算机成为色谱工作站的数字信号色谱图。二、特点1洗脱液需要雾化,所以雾化气流的纯度和压力会影响检测器的信噪比。2流动相要蒸发掉,所以不能使用不易挥发的物质来调节流动相的pH值。可以通过蒸发温度的调节来使比被测物质沸点低的组分蒸发。在不使被测物质蒸发的前提下,温度越高,流动相蒸发越完全,色谱图基线越好、信噪比越高。如果被测物质沸点接近或低于流动相的蒸发温度,则无法检测;不过,100%的水做流动相,蒸发室温度
27、也才设为150摄氏度,沸点比水低的有机物质完全可以用气相色谱仪进行分离检测了。由于流动相和溶剂蒸发了,使用ELSD检测器收集的色谱图一般没有溶剂峰;而且梯度洗脱没有折光视差效应,一般不会出现基线漂移。3.检测光散射变化,所有进入到散射池的物质都可被检测,而且响应值只与物质的量有关。4.浓度跟峰面积不成线性,分别取自然对数后成线性。13常用的HPLC定量分析方法是什么?哪些方法需要用校正因子校正峰面积?哪些方法可以不用校正因子?常用的HPLC定量分析方法有:外标法:外标工作曲线法、外标一点法、外标二点法等内标法:内标工作曲线法、内标一点法、内标二点法、内标对比法等使用内标和外标标准曲线法时,可以
28、不必测定校正因子,其它方法须要用校正因子校正峰面积14指出苯、萘、蒽在反相色谱中的洗脱顺序并说明原因。三者极性顺序从大到小是苯、萘、蒽,因此在反相色谱中的洗脱顺序为苯、萘、蒽,苯最先出峰。15宜用何种HPLC方法分离下列物质?(1)乙醇和丁醇;(2)Ba2+和Sr2+;(3)正戊酸和正丁酸;(4)高摩尔质量的葡糖苷。(1)正相键合相色谱法(2)离子交换色谱法(3)离子对色谱法(4)空间排阻色谱法补充1、色谱塔板理论的假设?答、(1) 在每一个平衡过程间隔内,平衡可以迅速达到;(2) 将载气看作成脉动(间歇)过程;(3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略;(4) 每次分配的分配系数相同。(5)所有的
29、物质在开始时全部进入零号塔板2、色谱定性的方法都有哪些?答、(1) 用保留时间定性(2) 用相对值保留定性(3) 用保留指数定性(4)用化学反应配合色谱定性 (5)用不同类型的检测器定性色谱和各种光谱或波谱联用3、内标法定量分析时,内标物选择应满足那些条件?答:试样中不含有该物质与被测组分性质比较接近不与试样发生化学反应出峰位置应位于被测组分接近,且无组分峰影响4、色谱分析中,固定相的选择原则是什么?固定相的选择:气液色谱,应根据“相似相溶”的原则5、色谱定量分析中为什么要用校正因子?在什么情况下可以不用?答:各种化合物在不同的检测器上都有不同的应答值,所以尽管往色谱仪中注入相同质量的物质,但
30、得到峰面积却不一样,因此峰面积定量时就必须把由色谱仪上得到的峰面积乘上一个系数,得到此成分的质量,在实际分析中,常用某物质做标准,得到一个相对的校正系数,就叫相对校正因子试样中不是所有组分6、总结色谱法的优点。答:色谱法特点(1)分离效率高(2) 灵敏度高(3) 分析速度快(4) 应用范围广样品用量少分离和测定一次完成易于自动化,可在工业流程中使用1. 气相色谱的基本设备包括那几部分,各有什么作用?载气系统去除载气中的水、有机物等杂质进样装置:色谱柱:色谱仪的核心部件检测系统2试以塔极高度H做指标讨论气相色谱操作条件的选择。3. 试述速率方程式中A、B、C三项的物理意义。答:A、涡流扩散项B、
31、纵向扩散项C、传质阻力项4. 为什么可用分辨率R作为色谱柱的总分离效能指标。5. 能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么?6. 对载体和固定液的要求分别是什么?答:载体要求:具有化学惰性好的热稳定性有一定的机械强度有适当的比表面,表面无深沟,以便是固定液成为均匀的薄膜,要有较大的空隙率,以便减小柱压降。对固定液的要求:应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力,较好的热稳定性,并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。7. 试比较红色担体和白色担体的性能,它们各使用在哪些方面?答;红色担体适宜分析非极性化合物;白色单体适宜分析极性化合物;8. 固定液可分为哪几类?为什么这样划分?如何选择固
32、定液。答:固定液按分子作用力分为不易极化非极性固定液易极化非极性固定液难成氢键的极性固定液受质子的极性固定液按极性分类用典型化合物在固定液上的保留性能来表征固定液的选择原则:“相似相容”原则,固定液和被分离物分子之间的特殊作用力,利用混合物固定液利用协同效应选择固定液9. 色谱定性的依据是什么,主要有哪些定性方法。答;依据:保留时间定性方法:用保留时间定性用相对保留值定性用保留指数定性用化学反应配合色谱定性用不同类型的检测器定性色谱和各种光谱或波谱联用 10假设一个未知油剂样品,请设计一种气象色谱分析方法,并概述分析过程。液相色谱:11、正相HPLC与反相HPLC的主要不同之处什么?各适合分离
33、什么物质?答:正相HPLC是指以亲水性的填料做固定相,以疏水性溶剂或混合物做流动相的液相色谱,主要用于分离 醇类,类脂代化合物、磷脂类化合物,脂肪酸以及其他化合物。反相HPLC是指以强疏水性的填料作固定相,以可以和水混合的有机溶剂做流动相的液相色谱,主要用于分离生物大分子、卤化物和肽及蛋白质,含卢芳烃,小分子的核酸、核苷酸、多环芳烃等;12、何为梯度洗脱?什么情况下采用梯度洗脱?答:梯度洗脱就是有两种(或两种以上)不同极性的溶剂,在分离过程中按一定程度连续的改变,以改变流动相的配比和极性。适合:具有较宽K范围的样品,及所有的组分的色谱峰的K值不能在0.5-20之间大分子样品,相对分子质量大于1
34、000的,尤其是生物样品样品中含有高保留时间的干扰成分,在一次分析中如不把他洗脱出去,就会污染色谱柱,并影响下一次分析。即使在使用等度时也可以使用梯度洗脱选择流动相的比例。3、液相色谱中最常用的检测器是什么检测器,它适合那些物质的检测?答:最常用的是紫外可见分光光度检测器,适合在可见或紫外光区有吸收物质的检测;4、某组分在ODS柱上,以80甲醇作流动相时的保留时间为10min,如果用60甲醇作流动相,组分的保留时间是增加,还是减小?如果将80甲醇换成80异丙醇后,又会怎样变化呢?并请作出解释。5、高效液相色谱法的特点 答:特点在于高分离性能、高灵敏度、高分析速度、可以自动化运行2.色谱法分类(
35、1)气相色谱:流动相为气体(称为载气)。 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按固定相的不同又分为:气固色谱和气液色谱(2)液相色谱:流动相为液体(也称为淋洗液)。 按固定相的不同分为:液固色谱和液液色谱。 离子色谱:液相色谱的一种,以特制的离子交换树脂为固定相,不同pH值的水溶液为流动相。(3)其他色谱方法薄层色谱和纸色谱:比较简单的色谱方法凝胶色谱法:测聚合物分子量分布。超临界色谱: CO2流动相。3.色谱法的特点(1)分离效率高复杂混合物,有机同系物、异构体。手性异构体。(2) 灵敏度高 可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。(3) 分析速
36、度快一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。(4) 应用范围广 气相色谱:沸点低于400的各种有机或无机试样的分析。液相色谱:高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。不足之处:被分离组分的定性较为困难。二、色谱分离过程色谱分离过程是在色谱柱内完成的。填充柱色谱:气固(液固)色谱和气液(液液)色谱,两者的分离机理不同。气固(液固)色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。气液(液液)色谱的固定相: 由 担体和固定液所组成。固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。气固色谱的分离机理:吸附与脱附的不断重复过程;气液色谱的分离机理:气液(液液)两相间的反复
37、多次分气相色谱仪主要部件1. 载气系统:包括气源、净化干燥管和载气流速控制;常用的载气有:氢气、氮气、氦气;净化干燥管:去除载气中的水、有机物等杂质(依次通过分子筛、活性炭等);载气流速控制:压力表、流量计、针形稳压阀,控制载气流速恒定。2. 进样装置:进样装置:进样器+气化室;气体进样器(六通阀):推拉式和旋转式两种。 试样首先充满定量管,切入后,载气携带定量管中的试样气体进入分离柱;气化室:将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。3. 色谱柱(分离柱):色谱柱:色谱仪的核心部件。柱材质:不锈钢管或玻璃管,内径3-6毫米。长度可根据需要确定。柱填料:粒度为60-80或80-100目的色谱固定相
38、。液-固色谱:固体吸附剂液-液色谱:担体+固定液。柱制备对柱效有较大影响,填料装填太紧,柱前压力大,流速慢或将 柱堵死,反之空隙体积大,柱效低。4. 检测系统:色谱仪的眼睛, 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成;被色谱柱分离后的组分依次进入检测器,按其浓度或质量随时间的变化,转化成相应电信号,经放大后记录和显示,给出色谱图;检测器:通用型对所有物质均有响应;专属型对特定物质有高灵敏响应;常用的检测器:热导检测器、氢火焰离子化检测器;5. 温度控制系统:温度是色谱分离条件的重要选择参数;气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度;气化室:保证液体试样瞬间气化;检测器:保证被分
39、离后的组分通过时不在此冷凝;分离室:准确控制分离需要的温度。当试样复杂时,分离室温度需要按一定程序控制温度变化,各组分在最佳温度下分离;气固色谱固定相:1. 种类(1)活性炭 (2)活性氧化铝 (3)硅胶(4)分子筛(5)高分子多孔微球(GDX系列)气固色谱固定相的特点(1)性能与制备和活化条件有很大关系;(2)同一种固定相,不同厂家或不同活化条件,分离效果差异较大;(3)种类有限,能分离的对象不多;(4)使用方便。气液色谱固定相 固定液+担体(支持体) :小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。固定液特点:固定液在常温下不一定为液体,但在使用温度下一定呈液体状态。1. 作为担体使用的物质应满足的条件:
40、比表面积大,孔径分布均匀;化学惰性,表面无吸附性或吸附性很弱,与被分离组份不起反应;具有较高的热稳定性和机械强度,不易破碎;颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、80100目。1.检测器类型浓度型检测器:测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化,检测 信号值与组分的浓度成正比。热导检测器;质量型检测器:测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化,即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID;通用型检测器:对所有物质有响应,热导检测器;专属型检测器:对特定物质有高灵敏响应,电子俘获检测器;氢火焰离子化检测器,特点简称氢焰检测器 (1) 典型的质量型检测器;(2) 对有机化合物具有
41、很高的灵敏度;(3) 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应;(4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点;(5) 比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级,检测下限可达10-12g?g-1。影响氢焰检测器灵敏度的因素各种气体流速和配比的选择 N2流速的选择主要考虑分离效能, N2 ? H2 = 1 ? 11 ? 1.5氢气 ? 空气=1 ? 10。极化电压 正常极化电压选择在100300V范围内。载气种类的选择载气种类的选择应考虑三个方面:载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。1、液相色谱有几种类型 ? 它们的保留机理是什么 ? 在这些类型的应用中
42、, 最适宜分离的物质是什么 ?解 : 液相色谱有以下几种类型 : 液 - 液分配色谱 ; 液 - 固吸附色谱 ; 化学键合色谱 ; 离子交换色谱 ; 离子对色谱 ; 空间排阻色谱等 . 液 - 固吸附色谱 是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实现分离的 . 最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试样,凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。 其中 ; 液 - 液分配色谱 的保留机理是通过组分在固定相和流动相间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物 。5、什么叫离子色谱? 解:在低交换容量的分离柱上,分离样品离子,而在高交换容量的抑制柱上,通过化学反应,把具有高电导的流动相
43、转变为低电导的流动相,这样就可以在电导检测器上对被分离样品离子进行高灵敏度的检测。这种采用分离柱、抑制柱和电导检测器相结合的离子交换色谱称为离子色谱。一名词解释1capacity fact:容量因子,也称分配容量或容量比,用k表示。其定义为:一定温度与压力下两相达平衡后,溶质在固定相和流动相中分配量(质量或摩尔数)之比.2分配系数:K,一定温度与压力下两相达平衡后,组分在固定相和流动相中浓度的比值;3extra-column effect:柱外效应,即除柱内多种因素产生的色谱峰扩张外,其它产生峰扩张的因素之和:进样系统,系统连接管,检测器及其它柱外因素引起的峰扩张。4gradient elut
44、ion:梯度洗脱,在HPLC分析中,控制流动相组成或洗脱强度随时间的改变而改变,以使极性差异较大的多个组分均能分离,同时谱峰间隔较均匀,分析时间尽量短。5HPSEC:高效体积排阻色谱法,即以多孔性填料为固定相,依据样品组分分子体积大小的差别进行分离的液相色谱方法。常用于肽和蛋白质的分子量分布测定及多步分离纯化程序中。其填料一般有硅胶基质和合成高聚物基质以及高交联多糖型凝胶三种。6ODS:十八烷基键合硅胶,又称C18. 典型的反相色谱柱,表面键和的基团为非极性羟基,适于分离弱极性,中等极性,较强极性及可电离的酸碱性有机物。7基线:在正常操作条件下,仅有流动相通过检测器系统时所产生的连续的响应信号
45、,一般是一条直线;8峰面积:色谱曲线与基线间所包围的面积;9半峰宽:亦称半宽度,半峰宽度,指色谱峰高一半处的宽度10标准偏差:正态分布曲线x=1时(拐点)的峰宽之半。正常峰宽的拐点在峰高的0.607倍处。标准偏差的大小说明组分在流出色谱柱过程中的分散程度。小,分散程度小、峰形瘦、柱效高;反之,大,峰形胖、柱效低。11死时间t0:流动相流过色谱柱所需时间(不保留组分流过色谱柱所需时间)12调整保留时间:tR=tR-t0,指扣除死时间后的保留时间。13保留时间tR进样开始到某个组分在柱后出现浓度极大值的时间。14相对保留值:(用或表示,也称分离因子)两个组分调整保留值之比=tR2/tR1=VR2/
46、 VR2;15分离度: 相邻两峰的保留时间之差与平均峰宽的比值,也叫分辨率,表示相邻两峰的分离程度。16色谱柱效:每米柱长具有的理论塔板数定义为色谱柱效,它是衡量色谱柱分离效能高低的一种量度。1.在进行HPLC分析时,为防止分析柱污染,应采取哪些措施?1)加一个保护柱(预柱),其固定相性质应与分离柱一样或相近。2)样品要尽量净化,如沉淀蛋白,去除色素和无机盐等。3). 样品分析结束后,应及时用适当溶剂清洗色谱柱.2.乙醇的沸点为78.3,丁酮的沸点为79.6,在气相色谱柱上是否一定是乙醇先出峰,丁酮后出峰,为什么?不一定.因为保留值除与样品组分的沸点有关外,还与样品及固定相的极性有关。乙醇(b
47、p 78)和丁酮(bp 80)二个组分在非极性柱上,因为组分出峰的顺序由蒸汽压决定,沸点高的保留时间长,所以乙醇先出峰,丁酮后出峰;在极性柱上,沸点和分子之间作用力同时作用,在强极性柱上分子间的作用力其主要作用,按极性大小出峰,乙醇的极性比丁酮大,所以丁酮先出峰,乙醇后出峰。4.电喷雾离子化的原理是什么?离子化过程分哪三步?原理:在喷针针头与施加电压的电极之间形成强电场,该电场使液滴带电,带电的溶液在电场的作用下向带相反电荷的电极运动,并形成带电的液滴。由于小液滴的分散比表面积增大,在电场中迅速蒸发,结果是带点液滴表面单位面积的场强极高,从而产生液滴的“爆裂”。重复此过程,最终产生分子离子。E
48、SI离子化可分为一下三个步骤:1)形成带电液滴:在ESI高压电极处施以正的高电压,小液滴从毛细管高速喷出而带有过量的正电荷,从而产生电化学反应,通过溶剂组分氧化而去掉负离子或通过毛细管自身的氧化而增加正离子,当在ESI高电压极处施以负的高压,小液滴从毛细管高速喷出而带有过量的负电荷;2)溶剂蒸发和小液滴破裂:随着溶剂蒸发,液滴半径缩小,液滴表面电荷斥力增大,达到一定半径时,克服表面张力而裂解,重复此过程形成非常小的液滴;3)形成气相离子:对于半径=10nm液滴,电荷的斥力作用导致离子从液滴表面蒸发而不是液滴的分裂9、HPLC与GC比较,其特点?分析对象及范围:GC分析只限于气体和低沸点的稳定化
49、合物,而这些物质只占有机物总数的20%;HPLC可以分析较高沸点、较高分子量的、稳定或不稳定化合物,这类物质占有机物总数的80%。流动相的作用:GC采用的流动相为有限的几种“惰性”气体,只起运载作用,与组分之间基本没有作用;HPLC采用的流动相为液体或各种液体的混合,可供选择的条件自由度较大。它除了起运载作用外,还可与组分作用,并与固定相对组分的作用产生竞争,即流动相对分离的贡献很大,可通过流动相组成来控制和改进分离。操作温度:GC需高温;HPLC常常在室温下进行。10、UVD紫外,FLD荧光,RID示差折光,ELSD蒸发光散射-这些检测器哪些是通用型的检测器?哪些是选择性检测器?哪些可与梯度洗脱兼容?哪些不兼容?UVD紫外: 由于不是所有化合物都有UV吸收,因此不是通用检测器;与梯度洗脱兼容FLD荧光: 许多有机化合物,特别是芳香族化合物、被一定强度和波长的紫外光照射激发后,发射出较激发光波长要长的荧光。ELSD蒸发光散射:适合于无紫外吸收、无电活性和不发荧光的且挥发性较小的样品组分的检测。 RID示差折光:是一种通
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