试验一色谱知识及气相色谱仪的使用

1、实验一 色谱知识及气相色谱仪的使用实验目的1 了解色谱法的基本知识2 掌握色谱图的基本知识3 掌握气相色谱仪的结构、原理、操作方法4 掌握色谱定性、定量的基本方法 实验原理色谱法( chromatography )，是利用不同物质在不同相态的选择性分配，以固定相对 流动相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最 终达到分离的效果，是一种利用混合物中诸组分在两相间的分配原理以获得分离的方法。 又叫“色谱分析 ”、“色谱分析法 ”、“层析法 ”，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化 学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。按两相的状态分为气相色谱法(气固色谱法、气液色

2、谱法) 、液相色谱法 (液固色谱法、液液色谱法) 。按分离原理分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、尺寸排阻色谱 法、亲和色谱法等，不同的分离方法其分离原理也不同。气相色谱法(gas chromatography)是用气体作为流动相的色谱法。气相色谱法由于所 用的固定相不同， 可以分为两种， 用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱， 用涂有固定液的担 体作固定相的叫气液色谱。 按色谱分离原理来分， 气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱 两类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色谱属于分配色谱。 在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为主。气相色谱系统由气源、进样口、色谱柱和

3、柱箱、检测器和记录器等部分组成。气 源负责提供色谱分析所需要的载气，即流动相，载气需要经过纯化和恒压的处理。气 相色谱的色谱柱一般直径很细长度很长，根据结构可以分为填充柱和毛细管柱两种。 柱箱是保护色谱柱和控制柱温度的装置，在气相色谱中，柱温常常会对分离效果产生 很大影响，程序性温度控制常常是达到分离效果所必须的。检测器是气相色谱带给色 谱分析法的新装置，在经典的柱色谱和薄层色谱中，对样品的分离和检测是分别进行 的，而气相色谱则实现了分离与检测的结合，随着技术的进步，气相色谱的检测器已 经有超过 30 种不同的类型。记录器是记录色谱信号的装置，现在记录工作都已经依 靠计算机完成，并能对数据进行

4、实时的化学计量学处理。气相色谱被广泛应用于小分 子量复杂组分物质的定量分析。色谱图基本知识: 1色谱图(chromatogram )-样品流经色谱柱和检测器，所得到的信号时间曲线，又称色谱流出曲线(elution profile ).2基线(base line )-流动相冲洗，柱与流动相达到平衡后，检测器测出一段时间 的流出曲线。一般应平行于时间轴。3噪音(noise )基线信号的波动。通常因电源接触不良或瞬时过载、检测器不 稳定、流动相含有气泡或色谱柱被污染所致。4漂移(drift )基线随时间的缓缓变化。主要由于操作条件如电压、温度、流动相及流量的不稳定所引起，柱内的污染物或固定相不断被洗

5、脱下来也会产生漂移。5色谱峰(peak )-组分流经检测器时相应的连续信号产生的曲线。流出曲线上的突起部分。正常色谱峰近似于对称性正态分布曲线(Gauss曲线)。不对称色谱峰有两种：前延峰(leadi ng peak )和脱尾峰(tai ling peak ).前者少见。6保留时间：被分离样品组分从进样开始到柱后出现该组分浓度极大值时的时间，也既从进样开始到出现某组分色谱峰的顶点时为止所经历的时间，称为此组分的保留时间，用Tr表示，常以分(min )为时间单位。7理论塔板数(theoretical plate number): N色谱的柱效参数之一，用于定量表示色谱柱的 分离效率(简称柱效)。

6、N取决于固定相的种类、性质(粒度、粒径分布等)、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布，N可因此理论塔板数大的色谱柱效率高。当然，N的大小和柱子长度有密切关系：理论塔板高度H=柱长/N，用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率，H越小，则色谱柱效率越高。实验步骤1气相色谱仪各部分结构及工作原理的介绍(1)打开高纯氮气的钢瓶，氮气吹色谱柱30分钟后，打开仪器，打开电脑，连接工作站。设置氮气的总压力为 0.5Mpa,氢气的压力为0.6Mpa，空气的压力为 0.5Mpa。(2 )气体系统、进样系统、分离系统、检测系统、柱温系统、记录系统等构造的介绍(3 )工

7、作原理的介绍2操作方法的介绍(1) 样品预处理：100mg的甲醇溶于100mL的60%乙醇溶液中。(2) 工作站的介绍(3) 实验条件的设置：柱温： 50C保持1min，以10C/min升温，至120C。进样口温度：30m x 0.25mm x 0.5um。190 C。检测器温度：200 C。石英毛细管柱：填料聚乙二醇,3 色谱图的介绍（ 1 ）用单次分析的方法进样 0.5uL ，记录色谱图。（2）结合上面的色谱图，讲解部分色谱图术语。4 定性、定量方法的介绍（1 ）定性：以标品的保留时间为依据（2）定量：内标法外标法数据处理及分析1. 定性：2.甲醇的保留时间：峰面积：峰高：半峰宽：乙醇的保

8、留时间：峰面积：峰高：半峰宽：分离度：理论塔板数：柱效率：实验二气相色谱法测白酒中甲醇的含量实验目的: 1掌握气相色谱法检测白酒中甲醇含量的原理及方法2复习气相色谱仪的原理及操作方法3了解外标法定量的原理实验原理：根据甲醇等被测组分在气、液两相中具有不同的分配系数，于毛细管色谱柱中经气、液两相作用，先后从色谱柱中流出，在氢火焰中电离检测。用保留时间定性、用内标法定量。实验用品：试剂：60%乙醇溶液、0.1g/100mL甲醇标准储备溶液仪器：气相色谱仪（岛津GC-14C ），氢火焰离子检测器、毛细管柱（聚乙二醇固定液 0.25mmx 30m,0.5um ）、微量进样针实验步骤：1. 按仪器使用规

9、则，打开机器。2. 设置色谱条件：调整氢气的压力为60-80Mpa,空气的压力为 50 Mpa，载气为高纯氮（99.999%、压力为400-600 Mpa，柱温初始温度为 50C，保持1min，然后以20C /min程序 升温至150C，检测器温度 200C，进样口温度190C。3. 溶液的配制：取甲醇标品 0.1g（0.0001g），用60%乙醇水溶液定容于 100mL的容量瓶中， 摇匀，得到1mg/mL的标准储备液。取标准储备液 0.2、0.4、0.6mL用60%乙醇水溶液定容 于100mL的容量瓶中，得到浓度为 2.0、4.0、6.0ug/mL的标准溶液。3. 标准曲线的制作：按上述色谱

10、条件，将标准溶液分别注入气相色谱仪，得到色谱图。4. 样品的测定：按上述色谱条件将白酒试样注入气相色谱仪1微升。根据保留时间确定甲醇峰的位置，并记录甲醇峰的峰面积。连续进样三次，计算平均值。实验数据处理：1. 标准曲线：浓度2.04.06.0峰面积保留时间 TR=线性方程：相关系数：2. 样品中甲醇含量的测定a. 定性：b. 定量：实验三 高效液相色谱法检测未知液中三聚氰胺的含量实验目的：1. 掌握高效液相色谱法检测乳制品中三聚氰胺的原理、方法2. 掌握高效液相色谱仪的原理、构造及使用方法实验原理： 高效液相色谱法 (High performance Liquid Chromatography

11、 ， HPLC) 是在经典液相 色谱法的基础上，于 60 年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。它与经典液相色 谱法的区别是填料颗粒小而均匀， 小颗粒具有高柱效， 但会引起高阻力， 需用高压输送流动 相，故又称高压液相色谱法(High Pressure Liquid Chromatography ， HPLC) 。又因分析速度快而称为高速液相色谱法 (High Speed Liquid Chromatography ， HSLP) 。HPLC 有以下特点：高压 - 压力可达 150 300kg/cm 2，色谱柱每米降压为 75kg/cm 2 以上高速 - 流速为 0.110.0mL/mi

12、n高效 - 理论板数可达 10000 以上，在一根柱中同时分离成份可达 100 种高灵敏度-紫外检测器灵敏度为 0.01 ng,同时消耗样品少HPLC 与经典液相色谱相比有以下优点： 速度快 - 通常分析一个样品在 1530min ，有些样品 甚至在 5min 内即可完成分辨率高 - 可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果灵敏度高 紫外检测器可达 0.01 ng,荧光和电化学检测器可达 0.1pg柱子可反复使用-用一根色谱柱可 分离不同的化合物样品量少, 容易回收 - 样品经过色谱柱后不被破坏, 可以收集单一组分或 做制备实验用品：高效液相色谱仪(岛津 LC-20AT)、分析天平、超声波清洗器

13、、甲醇、乙腈、氨 水、三氯乙酸、柠檬酸、辛烷磺酸钠、三聚氰胺标品、阳离子交换固相萃取柱实验步骤：1 .仪器构造的介绍：1.1 高效液相色谱法分类：按分离机制的不同分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法(正相 与反相)、离子交换色谱法、离子对色谱法及分子排阻色谱法。1.2 检测器：紫外检测器、示差检测器、电导检测器、荧光检测器、蒸发光检测器1.3 色谱柱：查资料补全 C181.4 手动进样阀：查资料补全1.5 高压泵：查资料补全1.6流动相：查资料补全2. 使用方法的介绍Lcsoluti on是我们的工作站。主要分成两部分：一部分是实时分析界面，用来进行试验数据的获取；另一部分是再解析界面，用来进行

14、数据的再分析。在实时分析界面，先设置实验条件，主要包括检测波长的设置、检测温度的设置、流动相比例的设置、流速的设置以及采集时间的设置。将设置好的条件另存为电脑的某一盘里，在达到设置的试验条件后，仪器提示已ready,可以进样分析。点击工作站的单次分析，编辑内容，点0K，将样品用0.22卩m滤膜过滤后通过六通阀注入液相中，流动相由高压泵压入定 量环带着样品进入色谱柱进行分离，不同的化学成分在柱子中的保留时间不同，这些成分会依次进入检测器，检测后流入废液缸中。屏幕上就会出现我们需要的色谱图，电脑自动积分，算出每个峰的峰面积，在符合朗伯-比尔定律的基础上，与浓度呈现正比例关系，从而进行定量分析。在再解析界面，可以对已经取得的色谱图进行解析， 通过比较保留时间进行定性， 通过绘制 标准曲线进行定量。在报告模板处将每个样品的详细信息包括硬件配置信息、实验方法信息、色谱图、峰表格信息等标示出来。3. 标准曲线的制作3.1色谱条件：08色谱柱（150mnX 4.6mm,5卩m）、流动相：离子对试剂缓冲液（柠檬酸和辛烷磺酸钠）-乙腈（90： 10）、流速：1.0ml/min、柱温：40C、波长：240nm 进样量：203 l3.2准曲线绘制：准确称取 100mg的三聚氰胺标品用 50%甲醇水