气相色谱法1PPT学习教案

1、会计学1气相色谱法气相色谱法1第一页，共60页。年代年代发明的色谱方法或重要应用发明的色谱方法或重要应用19061906用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱概念。用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱概念。19311931用氧化铝和碳酸钙分离用氧化铝和碳酸钙分离- -、 - -和和- -胡萝卜素。使色谱法开始胡萝卜素。使色谱法开始为人们所重视。为人们所重视。19381938最先使用薄层色谱法。最先使用薄层色谱法。19381938用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。19411941提出色谱塔板理论；发明液提出色谱塔板理论；发明液- -液分配色谱；

2、预言了气体可作为流动液分配色谱；预言了气体可作为流动相（即气相色谱）。相（即气相色谱）。19441944发明了纸色谱。发明了纸色谱。19491949在氧化铝中加入淀粉黏合剂制作薄层板使薄层色谱进入实用阶段在氧化铝中加入淀粉黏合剂制作薄层板使薄层色谱进入实用阶段19521952从理论和实践方面完善了气从理论和实践方面完善了气- -液分配色谱法。液分配色谱法。19561956提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。19571957基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。第1页/共60页第二页，共60页。19571957基于

3、离子交换色谱的氨基酸分析仪问世。基于离子交换色谱的氨基酸分析仪问世。19581958发明毛细管柱气相色谱。发明毛细管柱气相色谱。19591959发表凝胶过滤色谱的报告。发表凝胶过滤色谱的报告。19641964发明凝胶渗透色谱。发明凝胶渗透色谱。19651965发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础19751975发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。19811981创立了毛细管电泳法。创立了毛细管电泳法。第2页/共60页

4、第三页，共60页。年代年代获奖学科获奖学科获奖研究工作获奖研究工作19371937化学化学类胡萝卜素化学，维生素类胡萝卜素化学，维生素A A和和B B19381938化学化学类胡萝卜素化学类胡萝卜素化学19391939化学化学聚甲烯和高萜烯化学聚甲烯和高萜烯化学19501950生理学、医学生理学、医学性激素化学及其分离、肾皮素化学及其分离性激素化学及其分离、肾皮素化学及其分离19511951化学化学超铀元素的发现超铀元素的发现19551955化学化学脑下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素脑下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素19581958化学化学胰岛素的结构胰岛素的结构19611961化学化学光

5、合作用时发生的化学反应的确认光合作用时发生的化学反应的确认19701970生理学、医学生理学、医学关于神经元触处迁移物质的研究关于神经元触处迁移物质的研究19701970化学化学糖核苷酸的发现及其在生物合成碳水化合物中的作用糖核苷酸的发现及其在生物合成碳水化合物中的作用19721972化学化学核糖核酸化学酶结构的研究核糖核酸化学酶结构的研究19721972生理学、医学生理学、医学抗体结构的研究抗体结构的研究第3页/共60页第四页，共60页。第4页/共60页第五页，共60页。第5页/共60页第六页，共60页。第6页/共60页第七页，共60页。气相色谱法气相色谱法 (gas chromatogra

6、phy (gas chromatography 简称简称 GC) GC) ：用气：用气体体(qt)(qt)作流动相的色谱法。作流动相的色谱法。 气液色谱法气液色谱法 GLC GLC 气相色谱法气相色谱法 气固色谱法气固色谱法 GSC GSC 第7页/共60页第八页，共60页。液相色谱法液相色谱法 (liquid chromatography (liquid chromatography 简称简称 LC) LC) ：用液体：用液体(yt)(yt)作流动相的色谱法。作流动相的色谱法。 液液- -液色谱法液色谱法 LLC LLC 液相色谱法液相色谱法 液液- -固色谱法固色谱法 LSC LSC 第8

7、页/共60页第九页，共60页。超临界流体色谱法超临界流体色谱法 (SFC) (SFC)：用超临界状态的：用超临界状态的流体作流动相的色谱法。流体作流动相的色谱法。 超临界状态的流体不是一般的气体超临界状态的流体不是一般的气体(qt)(qt)或流体或流体 , , 而是临界压力和临界温度以上高度压而是临界压力和临界温度以上高度压缩的气体缩的气体(qt) , (qt) , 其密度比一般气体其密度比一般气体(qt)(qt)大大得多而与液体相似得多而与液体相似 , , 故又称为故又称为 “ “ 高密度气相高密度气相色谱法色谱法第9页/共60页第十页，共60页。第10页/共60页第十一页，共60页。3、离

8、子交换色谱法（、离子交换色谱法（ion exchange chromatography ） 根据不同组分离子对固定根据不同组分离子对固定(gdng)相亲和力的差相亲和力的差异进行分离的方法。异进行分离的方法。 第11页/共60页第十二页，共60页。4、排阻色谱法（、排阻色谱法（ size exclusion chromatography） 又称凝胶色谱法又称凝胶色谱法 （gel chromatography ） 根据不同组分的分子体积大小的差异进行分离根据不同组分的分子体积大小的差异进行分离的方法。其中：以水溶液作流动的方法。其中：以水溶液作流动(lidng)相的称相的称为凝胶过滤色谱法为凝胶

9、过滤色谱法 ；以有机溶剂作流动；以有机溶剂作流动(lidng)相的称为凝胶渗透色谱法相的称为凝胶渗透色谱法 5、亲和色谱法、亲和色谱法 (affinity chromatography) 利用不同组分与固定相共价键合的高专属反应利用不同组分与固定相共价键合的高专属反应进行分离的方法进行分离的方法 第12页/共60页第十三页，共60页。第13页/共60页第十四页，共60页。第14页/共60页第十五页，共60页。第15页/共60页第十六页，共60页。第16页/共60页第十七页，共60页。4 4、保留、保留(boli)(boli)值：值：（1 1）保留）保留(boli)(boli)时间时间 tR t

10、R （retention timeretention time）（2 2）调整保留）调整保留(boli)(boli)时间时间 tR tR（adjusted retention adjusted retention timetime）（3 3）保留）保留(boli)(boli)体积体积 VR VR （retention volumeretention volume）（4 4）调整保留）调整保留(boli)(boli)体积体积 VR VR（adjusted retention adjusted retention volumevolume 保留值与固定相和流动相的性质、固定相的量、柱温、流速和柱体

11、积保留值与固定相和流动相的性质、固定相的量、柱温、流速和柱体积(tj)(tj)有关有关第17页/共60页第十八页，共60页。121221RRRRVVttr特点：只与温度和固定相的性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速等其它色谱操作条件特点：只与温度和固定相的性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速等其它色谱操作条件(tiojin)无关，与色谱柱无关，反映了色谱柱对待测两组分无关，与色谱柱无关，反映了色谱柱对待测两组分1和和 2 的选择性。的选择性。 是色谱法中，特别是气相色谱法中，广泛使用的定性数据是色谱法中，特别是气相色谱法中，广泛使用的定性数据第18页/共60页第十九页，共6

12、0页。 354. 22ln222/1 WWb = 4 = 1.699 W1/2第19页/共60页第二十页，共60页。最后最后(zuhu)(zuhu)从色谱图上得到以下信息：从色谱图上得到以下信息：峰的数目，判断样品中所含组分的最少个数峰的数目，判断样品中所含组分的最少个数根据峰的保留值进行定性分析根据峰的保留值进行定性分析根据峰面积或峰高进行定量分析根据峰面积或峰高进行定量分析根据保留值和峰宽，判断色谱柱的分离效能根据保留值和峰宽，判断色谱柱的分离效能由两峰间的距离，判断评价固定相和流动相选择是否合理。由两峰间的距离，判断评价固定相和流动相选择是否合理。第20页/共60页第二十一页，共60页。

13、第21页/共60页第二十二页，共60页。由于吸附剂由于吸附剂固定固定相对各组分的吸附相对各组分的吸附能力的差异，在经能力的差异，在经过过(jnggu)(jnggu)吸附吸附、解吸、再吸附、解吸、再吸附、再解吸再解吸。吸附。吸附力弱的组分先流出力弱的组分先流出柱子，吸附能力强柱子，吸附能力强的后流出柱子。的后流出柱子。 第22页/共60页第二十三页，共60页。第23页/共60页第二十四页，共60页。msccK组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度无因次量，由组分及两相的热力学性质决定无因次量，由组分及两相的热力学性质决定(judng)(judng)，只随柱温、柱压而变化，只随柱温、柱压而变化第

14、24页/共60页第二十五页，共60页。K：色谱：色谱(s p)分离的依据分离的依据 第25页/共60页第二十六页，共60页。msmmk 组组分分在在流流动动相相中中的的总总量量组组分分在在固固定定相相中中的的总总量量k k值也决定值也决定(judng)(judng)于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温及柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温及柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关 第26页/共60页第二十七页，共60页。msmmssmsVVKVcVcmmk smVV / smVVkK色谱色谱(s p)(s p)柱的相比柱的相比 第27

15、页/共60页第二十八页，共60页。第28页/共60页第二十九页，共60页。000tttttmmkRRms k k 值越大值越大tRtR越长越长(yu chn) (yu chn) K K 与与tRtR的关系的关系(gun x)(gun x)t tR R= = k k t t0 0 = =K tK t0 0 V Vs s/V/Vm m 要使各组分分离，它们的要使各组分分离，它们的t tR R必须不同，而必须不同，而t tR R是由两组分的是由两组分的 K K 或或 k k 决定决定第29页/共60页第三十页，共60页。12121212RRSMSMttkkVVkVVkKK大于大于1 1是分离是分离(

16、fnl)(fnl)的先决条件的先决条件 121221RRRRVVttr 相相对对保保留留值值第30页/共60页第三十一页，共60页。第31页/共60页第三十二页，共60页。第32页/共60页第三十三页，共60页。第33页/共60页第三十四页，共60页。第34页/共60页第三十五页，共60页。第35页/共60页第三十六页，共60页。第36页/共60页第三十七页，共60页。第37页/共60页第三十八页，共60页。222/1)(16)(54. 5bRRWtWtnnLH 第38页/共60页第三十九页，共60页。 但柱压和分析时间但柱压和分析时间一定，一定，分离能力，分离能力柱效柱效一定，一定，,nLH

17、nHLH1n L,n不同不同(b tn)(b tn)组分，理论塔板数组分，理论塔板数 不同不同(b (b tn)tn)n n为无量纲值，计算时上下单位保持一致为无量纲值，计算时上下单位保持一致第39页/共60页第四十页，共60页。222/ 1)(16)(54. 5bRReffWtWtn有效有效(yuxio)(yuxio)塔板高度塔板高度 Heft Heft effenLH ff 理，实的反映柱效扣除了死时间，更能真和讨论：nnkHneffeffeff 组分能否分离，主要取决于各组分在两相间组分能否分离，主要取决于各组分在两相间(xingjin)K (xingjin)K 的差异，而不是决定于分配

18、次数的多少。的差异，而不是决定于分配次数的多少。 柱效高只能说明组分在两相中交换次数多柱效高只能说明组分在两相中交换次数多第40页/共60页第四十一页，共60页。第41页/共60页第四十二页，共60页。例：例： 色谱柱长为色谱柱长为2m2m，固定相为，固定相为5%5%的阿皮松，的阿皮松，分离柱温为分离柱温为1000C1000C，记录纸速度为，记录纸速度为2.0cm/min2.0cm/min的色谱条件下，测定的色谱条件下，测定(cdng)(cdng)苯的保留时间苯的保留时间为为1.5min1.5min，半峰宽为，半峰宽为0.20cm0.20cm，求理论塔板数，求理论塔板数。 3221102 .

19、1)0 . 220. 05 . 1(54. 5)(54. 5WtnRmmLH7 . 1102 . 120003 n第42页/共60页第四十三页，共60页。第43页/共60页第四十四页，共60页。第44页/共60页第四十五页，共60页。CuuBAH 第45页/共60页第四十六页，共60页。产生原因：载气携样品进柱，遇到来自固定产生原因：载气携样品进柱，遇到来自固定相颗粒的阻力相颗粒的阻力路径不同路径不同涡流涡流(wli)扩散扩散第46页/共60页第四十七页，共60页。填充不规则因子填充颗粒直径dppdA 2涡流扩散系数：涡流扩散系数：柱效，nHAdp柱效，nHAdp气相色谱中，粒度很小时，柱阻大，且不易气相色谱中，粒度很小时，柱阻大，且不易填匀，因此一般采用填匀，因此一般采用(ciyng)(ciyng)粒度为粒度为60-8060-80目或目或80-10080-100目的填充物较好。（空心毛细管目的填充物较好。（空心毛细管柱的柱的A A项为零）项为零） 第47页/共60页第四十八页，共60页