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色谱分析法导论色谱分析法导论1一、色谱分析概论问题问题1:什么是色谱法?问题2:为什么色谱法能将混合物分开?问题3:色谱法的分类?问题4:各种色谱法的应用范围?一、色谱分析概论21、什么是色谱法?茨维特的实验茨维特:俄国植物学家,主要从事植物色素的研究工作,在1906年发表的文章中,首次提出了色谱的概念。1、什么是色谱法?茨维特的实验3茨维特的实验茨维特的实验4因此色谱法是一种分离方法。它的特点是:有两相,一是固定相,一是流动相,两相作相向运动。Chromatography将色谱法用于分析中,则称为色谱分析。色谱分析是一种分离、分析法。因此52、色谱法分离原理当流动相中所携带的混合物流过固定相时,就会和固定相发生作用(力的作用)。由于混合物中各组分在性质和结构上有差异,与固定相发生作用的大小也有差异。因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出。2、色谱法分离原理当流动相中所携带的混合物流过固定相时,就63、色谱法的分类
按流动相状态的不同,可分为气相色谱法(GC)液相色谱法(LC)超临界流体色谱(SFC)3、色谱法的分类气相色谱法(GC)7将固定相装在色谱柱内GasChromatogaphy,简称GC在此过程中,部分组分分子随流动相向前运动,发生分子超前,引起色谱峰扩展。运用流体分子规律研究色谱过程中产生色谱峰扩展的因素,导出了理论塔板高度与流动相线速度的关系,揭示了影响塔板高度的动力学因素。每一种固定液都有它的最高使用温度,柱温不可超过这一温度,否则固定液挥发流失。83,而采用峰面积定量R1/2需2.调整保留时间(t’R):由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成峰高乘峰底宽度法:适于矮宽峰当被测试样中各组分的浓度变化范围不大时而用单点校正法。它是评价固定液选择性的指标。(4)分离度究竟要多大?在气相色谱中,增大α最有效的手段是改变固定相,选择合适的固定相种类是解决分离问题的关键对柱型研究和发展的影响(2)最佳流速:u=(B/C)1/2定义与相对保留值(ri,s)基本相同相对校正因子的表达式优点:应用简便,不需要其他仪器。常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……液相传质阻力项CLu什么是气相色谱法?以气体为流动相的色谱法GasChromatogaphy,简称GC按固定相状态的不同可分为:气固色谱(GSC)气液色谱(GLC)适合分离分析易汽化(在-190℃-500℃范围内有0.2-10mmHg的蒸气压的)稳定、不易分解、不易反应的样品,特别适合用于同系物、同分异构体的分离。将固定相装在色谱柱内什么是气相色谱法?以气体为流动相的色谱法8什么是液相色谱法?以液体为流动相的色谱法LiquidChromatogaphy,简称LC适合分离分析高沸点、热不稳定、离子型的样品。什么是液相色谱法?以液体为流动相的色谱法9应用举例(HPLC)应用举例10按固定相使用的形式可分为柱色谱(ColumnChromatography)将固定相装在色谱柱内纸色谱(PaperChromatography)用滤纸做固定相或固定相载体的色谱薄层色谱(ThinLayChromatography)固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上按固定相使用的形式可分为11关于分配平衡分配系数K(distributioncoefficient)分配比k又称为容量因子、容量比、分配容量,是指在一定温度和压力下,平衡状态时组分在固定相中的量与在流动相中的量之比值。是衡量柱子对组分保留能力的重要参数。关于分配平衡分配系数K(distributionco12相比β
色谱柱内固定相和流动相体积之比
是柱型及结构的重要特征。
相比β134.色谱相关术语关于色谱峰关于保留值关于分配平衡4.色谱相关术语关于色谱峰14
关于色谱峰的术语峰峰高基线峰宽半峰宽峰面积标准偏差σ关于色谱峰的术语峰峰高基线峰宽半峰宽峰面积标准偏差σ15
色谱峰宽(区域宽度)峰底宽Wb在色谱峰两边的转折点所画的切线与基线相交的截距。标准偏差σ拐点间距离的一半0.607h半峰宽度峰高一半处的峰宽度
W
1/2=2.354σ峰底宽Wb=4σ拐点处峰宽Wσ=2σ
色谱峰宽(区域宽度)16
(4)色谱图的信息a.色谱峰个数判断试样中所含组分的最少数
b.色谱保留值定性
c.色谱峰面积或峰高定量A=KCd.保留值与区域宽度评价柱分离效能依据
e.两峰间距评价两组分能否分离
(4)色谱图的信息17关于保留值的术语死时间(tM):无保留组分出峰时间保留时间(tR):从进样开始到色谱峰最大值出现所需时间调整保留时间(t’R):死体积(VM):保留体积(VR):
调整保留体积(V’R):相对保留值ɑ:关于保留值的术语死时间(tM):无保留组分出峰时间18由不等路径造成的色谱峰扩展。固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上适合分离分析高沸点、热不稳定、离子型的样品。对柱型研究和发展的影响(2)三、色谱定性与定量方法83,而采用峰面积定量R1/2需2.应用范围:无标准物时,可对较为复杂的混合物进行定性分析其它气化温度与具体进样方式有关。具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;缺点:对结构复杂的物质,缺乏数据。N的影响,如何提高N?优点:不需要标准物,定性结果可信度高,操作方便。收集方法:GC中一般采用液氮冷阱冷却后收集具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。氮气做载气峰型较好,柱效较高。色谱柱内固定相和流动相体积之比具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;希望k在一个合适的范围内,通过改变柱温、固定相、柱型参数等可实现。对柱型研究和发展的影响(2)色谱分析是一种分离、分析法。增大α是提高分离度最有效的手段。二、色谱分析法基本理论研究理论的目的解决色谱峰的分离问题三个色谱基本理论问题色谱热力学问题——发展高选择性色谱柱色谱动力学问题——发展高效能色谱柱分离条件的最优化问题——分离条件优化由不等路径造成的色谱峰扩展。二、色谱分析法基本理论研究理论的191、色谱动力学理论研究流出曲线展宽的本质及曲线形状变化的影响因素塔板理论速率理论1、色谱动力学理论研究流出曲线展宽的本质及曲线形状20(1)塔板理论推导
塔板理论将色谱柱比作精馏塔,通过概率理论得到流出曲线方程:为标准偏差(1)塔板理论推导为标准偏差21当t=tR时,C=Cmax,峰高正比于进样量C0,是峰高定量的理论基础。当n越大,柱效越大,Cmax/C0越大。即保留时间一定时,塔板数越多,峰越高。Cmax反比于tR,tR小,Cmax大,保留时间小的组分峰高且窄。tR大,Cmax小,保留时间大的组分峰低且宽。对色谱流出曲线方程的讨论当t=tR时,C=Cmax,峰高正比于进样量C0,是峰高定量22柱效由流出曲线方程导出:H=L/nn是峰相对展宽的量度n是柱效的量度n是常数时,W与tR
成正比n越大,H越小,表明组分在柱中达到的分配平衡次数越多,对分离越有利,但还不能预言各组分有被分离的可能性。柱效由流出曲线方程导出:23
塔板理论的贡献塔板理论有助于我们形象的理解色谱的分离过程。导出色谱流出曲线方程,它符合高斯分布,与实验现象相吻合。导出理论塔板数的计算公式,作为柱效的评价指标。塔板理论的贡献塔板理论有助于我们形象的理解色谱的分离过程24塔板理论的局限塔板高度H是一个抽象的物理量,它的色谱本质是什么?它与哪些参变量有关,又怎样影响峰的扩张?对实验的指导意义有限。不能解释流速对理论塔板数的影响。有些假设不合理,如没有考虑纵向扩散对色谱分离的影响等。塔板理论的局限塔板高度H是一个抽象的物理量,它的色谱本质25(2)速率理论概述速率理论是1956年荷兰学者VanDeemter等提出,因此又称作范第姆特方程。运用流体分子规律研究色谱过程中产生色谱峰扩展的因素,导出了理论塔板高度与流动相线速度的关系,揭示了影响塔板高度的动力学因素。(2)速率理论概述26
气相色谱中速率方程的导出速率理论讨论的是色谱峰展宽原因,即影响塔板数n的因素,也就是影响塔板高度H的因素。H=A+B/u+Cu气相色谱中速率方程的导出速率理论讨论的是色谱峰展宽原因,27涡流扩散项A=2λdp涡流扩散项均匀性因子粒径涡流扩散项涡流扩散项均匀性因子粒径28缺点:需要特殊仪器或设备。优点:不必测校正因子,消除了某些操作条件的影响,方法简便,适合液体试样的常规分析。根据速率方程,可计算求出最佳流速,此时柱效最高。溶质在液体中的扩散系数DL≈10-5cm2/s对柱型研究和发展的影响(2)柱效越高,该柱的分离能力越好。不能解释流速对理论塔板数的影响。二、色谱分析法基本理论由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成色谱柱内固定相和流动相体积之比常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……速率理论是1956年荷兰学者VanDeemter等提出,因此又称作范第姆特方程。优点:不必测校正因子,消除了某些操作条件的影响,方法简便,适合液体试样的常规分析。简便、速度快,精度高,可达0.色谱法是一种分离方法。几个概念——有效塔板数N有效增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。优点:操作简单,计算方便。常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。优点:应用简便,不需要其他仪器。根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。导出色谱流出曲线方程,它符合高斯分布,与实验现象相吻合。不能解释流速对理论塔板数的影响。若各组分的定量校正因子相近或相同,则上式可简化为:增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。对柱型研究和发展的影响(2)塔板理论将色谱柱比作精馏塔,通过概率理论得到流出曲线方程:液体试样一般进样量0.K的影响,如何改变k?n是常数时,W与tR成正比分离度与容量因子有关,容量因子越大,分离越好。改变相比,即改变固定相的量和改变柱死体积,其中死体积对k/(k+1)的影响很大,使用死体积大的柱子,分离度将受到很大损失。tR大,Cmax小,保留时间大的组分峰低且宽。混合物经色谱分离后,将各组分直接由接口导入其它仪器中进行定性。缺点:对该法的苛刻要求限制了它的使用。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。死时间(tM):无保留组分出峰时间标准偏差σ拐点间距离的一半0.峰高乘半峰宽法:适于对称峰涡流扩散项A
由不等路径造成的色谱峰扩展。由于柱填料粒径大小不同,粒度分布范围不一致及填充的不均匀,形成宽窄、长短不同的路径,因此流动相沿柱内各路径形成紊乱的涡流运动,有些溶质分子沿较窄且直的路径运行,以较快的速度通过色谱柱,发生分子超前,反之,有些分子发生滞后,从而使色谱峰产生扩散。
缺点:需要特殊仪器或设备。将一定量的纯物质作为内标物,加入到29分子扩散项B/u项其中B=2γDg弯曲因子扩散系数分子扩散项弯曲因子扩散系数30分子扩散项由于分子的纵向扩散造成的色谱峰扩展。即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色谱柱的很小一段空间中,由于在塞子前后存在浓度梯度,因此使运动着的分子产生纵向扩散,引起色谱峰扩展。
分子扩散项31传质阻力项由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成传质阻力项由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成32气相传质阻力项Cgu试样组分从气相移动到固定相表面的过程中,由于质量交换过程需要一定时间(即传质阻力)而使分子有滞留倾向。在此过程中,部分组分分子随流动相向前运动,发生分子超前,引起色谱峰扩展。
容量因子气相传质阻力项Cgu容量因子33液相传质阻力项CLu试样组分从固定相表面移动到固定相内部再回到表面的过程中,由于质量交换过程需要一定时间(即传质阻力)而使分子有滞留倾向。在此过程中,部分组分分子先离开固定相表面,发生分子超前,引起色谱峰扩展。
液相扩散系数液膜厚度液相传质阻力项CLu液相扩散系数液膜厚度34气相色谱中的速率方程气相色谱中的速率方程35
速率方程给我们的什么启示?为柱型的研究和发展提供理论依据为操作条件的选择提供理论指导为色谱柱的填充提供理论指导速率方程给我们的什么启示?为柱型的研究和发展提供理论依据36对柱型研究和发展的影响(1)A=0?Golay1957年提出毛细管柱的概念(opentube)毛细管柱A=0,H=B/u+CuH↓,N↑,分离能力大大提高对柱型研究和发展的影响(1)A=0?37对柱型研究和发展的影响(2)B=0?溶质在液体中的扩散系数DL≈10-5cm2/s溶质在气体中的扩散系数Dg≈10-1cm2/sDL《Dg当采用液体作流动相时
B→0液体作流动相时可用更细的固定相,A↓HPLC柱效比GC要高2~3个数量级对柱型研究和发展的影响(2)B=0?38操作条件对柱效的影响(1)H-u曲线操作条件对柱效的影响(1)H-u曲线39载气线速度(流速)的影响最佳流速:u=(B/C)1/2实用最佳流速:比最佳流速更快A与流速无关B/u:当流速小时,对H的大小起主导作用Cu:当流速大时,对H的大小起主导作用载气线速度(流速)的影响最佳流速:u=(B/C)1/240容量因子k的影响不同组分k不同,测出的柱效不同在气相传质阻力相中,k↑,Cg↑理论上说k越小柱效越高,实际不可取在液相传质阻力相中,k↑,Cl先↑,后↓当k=1时,最大。希望k在一个合适的范围内,通过改变柱温、固定相、柱型参数等可实现。容量因子k的影响不同组分k不同,测出的柱效不同41柱温的影响间接影响、十分复杂对k影响,对扩散系数影响,从而对柱效产生影响,但影响情况难以判断柱温的影响间接影响、十分复杂42对色谱柱的填充提供理论指导(1)柱径:柱径越小,固定相越难填充均匀。柱长L:柱长增加,总塔板数增加,但分离时间将增加。固定相粒径dp:根据速率方程,粒径减小,A项减小,C项减小,柱效增加。但粒径太小,不易填充均匀,A项又增大。对色谱柱的填充提供理论指导(1)柱径:柱径越小,固定相越难填43由流出曲线方程导出:按固定相状态的不同可分为:即配制一个与被测组分含量十分接近的标准溶液,定量进样,计算被测物的含量。28,而采用峰面积定量R1/2需1.调整保留时间(t’R):各物质在一定的色谱条件下均有确定不变的保留值,因此保留值可作为定性指标。以液体为流动相的色谱法常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。(2)色谱分离基本方程(Purnell方程)按流动相状态的不同,可分为是衡量柱子对组分保留能力的重要参数。色谱峰面积或峰高定量A=KC以气体为流动相的色谱法在此过程中,部分组分分子先离开固定相表面,发生分子超前,引起色谱峰扩展。只与固定相和柱温有关。由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。由于分子的纵向扩散造成的色谱峰扩展。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。色谱定量分析是基于被测物质的量与峰面积成正比。是柱型及结构的重要特征。收集方法:GC中一般采用液氮冷阱冷却后收集对色谱柱的填充提供理论指导(2)液膜厚度df:从柱效角度考虑,液膜越薄,柱效越高(根据速率方程),但允许的进样量减小。由流出曲线方程导出:对色谱柱的填充提供理论指导(2)液膜厚度44(1)几个概念——选择性系数α定义与相对保留值(ri,s)基本相同不同之处在于选择性系数是两个相邻峰的调整保留值之比(后峰比前峰,α≥1),而不是被测物与标准物质的调整保留值之比(可小于1)它是评价固定液选择性的指标。选择性系数越大,该柱对此相邻峰的分离越好。
(1)几个概念——选择性系数α定义与相对保留值(ri,s)基45几个概念——有效塔板数N有效在气相色谱中,通常用有效塔板数N有效和有效塔板高度H有效来评价柱子的分离效能,它扣除了死体积对分离的影响,更好地反映了柱子的实际分离效能。柱效越高,该柱的分离能力越好。几个概念——有效塔板数N有效在气相色谱中,通常用有效塔板数N46几个概念——分离度RR越大,说明两组分分离得越好。由于该定义综合了色谱动力学和热力学因素,可作为色谱柱的总分离效能指标。几个概念——分离度RR越大,说明两组分分离得越好。47(2)色谱分离基本方程(Purnell方程)
公式推导(2)色谱分离基本方程(Purnell方程)公式推导48(3)色谱分离基本方程的启示要改善物质对的分离(提高R),即提高两相邻物质的分离度,可以采取以下措施:提高柱效N提高选择性系数α增大容量因子k(3)色谱分离基本方程的启示要改善物质对的分离(提高R),即49N的影响,如何提高N?分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关系,增加塔板数,有利于提高分离度。增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。减小塔板高度H:根据速率方程的启示制备一根性能优良的色谱柱是十分重要的。根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。N的影响,如何提高N?分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关50K的影响,如何改变k?分离度与容量因子有关,容量因子越大,分离越好。k135791113∞k/k+10.500.750.830.880.900.920.931.00但当容量因子大于10,k/(k+1)的改变不大,而分析时间将大大延长。因此,k的最佳范围是1<k<10。K的影响,如何改变k?分离度与容量因子有关,容量因子越大,分51改变容量因子的方法有:改变柱温改变相比,即改变固定相的量和改变柱死体积,其中死体积对k/(k+1)的影响很大,使用死体积大的柱子,分离度将受到很大损失。在高效液相色谱中改变流动相的配比是最简便、最有效的方法改变容量因子的方法有:52α的影响,如何改变α?αN有效R=1.0R=1.51.001.0051.011.021.051.101.251.502.00∞650000163000420007100190040014065∞145000036700094000160004400900320145α的影响,如何改变α?αN有效R=1.0R=1.51.00∞53相对保留值(选择性因子)α越大,分离效果越好。增大α是提高分离度最有效的手段。改变柱温也可改变α。在气相色谱中,增大α最有效的手段是改变固定相,选择合适的固定相种类是解决分离问题的关键在高效液相色谱中,流动相的种类和配比是改善分离最简便有效的方法。相对保留值(选择性因子)α越大,分离效果越好。54(4)分离度究竟要多大?一般来说R应大于1.5。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。例如:含量50%的组分,要使峰高定量误差小于1%,需达到R1/2=1.28,而采用峰面积定量R1/2需1.00。含量1%的组分,要使峰高定量误差小于1%,需达到R1/2=1.83,而采用峰面积定量R1/2需2.37。(4)分离度究竟要多大?一般来说R应大于1.5。553.气相色谱操作条件的选择流速柱温气化温度检测器温度进样量载气种类固定相种类3.气相色谱操作条件的选择流速56流速u(Fc)根据速率方程,可计算求出最佳流速,此时柱效最高。在实际工作中,为缩短分析时间,往往使流速稍高于最佳流速。具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;氢气为15-25cm/s;氦气介于两者之间。若填充柱内径为4mm,则体积流速为氮气30-40ml/min,氢气40-60ml/min。流速u(Fc)根据速率方程,可计算求出最佳流速,此时柱效最高57柱温Tc直接影响分析效能和分析速度。每一种固定液都有它的最高使用温度,柱温不可超过这一温度,否则固定液挥发流失。柱温太高,组分挥发度靠拢,不利于分离。但柱温太低,被测组分的扩散速度下降,分配不能快速达到平衡,影响峰型,柱效下降,并使分析时间大大延长。柱温选择的原则是,在保证难分离物质有良好分离的前提下(分离度满足要求),尽可能采取较高柱温,以缩短分析时间,保证峰型对称。柱温Tc直接影响分析效能和分析速度。58汽化温度一般进样方法下,汽化温度比柱温高30-70℃。进样量大时高一些好,保证瞬间汽化。保证不可超过试样的分解温度。其它气化温度与具体进样方式有关。汽化温度一般进样方法下,汽化温度比柱温高30-70℃。59检测器温度一般大于或等于柱温,具体与检测器种类有关。检测器温度一般大于或等于柱温,具体与检测器种类有关。60进样量液体试样一般进样量0.1-5μl。气体试样一般进样量为0.1-10ml。具体视柱类型,固定液含量(不能超过柱容量)、进样方式、检测器的灵敏度和线性范围等确定。进样量液体试样一般进样量0.1-5μl。61流动相(载气)种类流动相的种类要视检测器种类确定。常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。氢气和氦气适合于快速分析。氮气做载气峰型较好,柱效较高。流动相(载气)种类流动相的种类要视检测器种类确定。62三、色谱定性与定量方法三、色谱定性与定量方法631.色谱定性分析(1)利用保留值及其规律定性各物质在一定的色谱条件下均有确定不变的保留值,因此保留值可作为定性指标。利用纯物对照定性利用文献值对照定性1.色谱定性分析(1)利用保留值及其规律定性64纯物质对照定性实现方法利用保留时间和保留体积定性
纯物质对照定性实现方法65将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。H↓,N↑,分离能力大大提高研究流出曲线展宽的本质及曲线形状变化的影响因素常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。保留指数具有较好的重现性和精密度;纸色谱(PaperChromatography)不同组分k不同,测出的柱效不同混合物经色谱分离后,将各组分直接由接口导入其它仪器中进行定性。Wσ=2σ柱温太高,组分挥发度靠拢,不利于分离。外标法(标准曲线法)流动相的种类要视检测器种类确定。常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……测定相对保留值ri,s具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;由流出曲线方程导出:色谱保留值定性保留时间(tR):从进样开始到色谱峰最大值出现所需时间将固定相装在色谱柱内柱温太高,组分挥发度靠拢,不利于分离。Chromatography用相对保留值定性
用已知物增加峰高法定性
将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。用相对保66应用范围:适用于简单混合物,对该样品已有了解并具有纯物质的情况。优点:应用简便,不需要其他仪器。缺点:定性结果的可信度不高。提高可信度的方法:双柱、双体系定性应用范围:适用于简单混合物,对该样品已有了解并具有纯物质的情67文献值对照定性分析(GC)实现方法测定相对保留值ri,s测定保留指数I
优点:无需纯物质;保留指数具有较好的重现性和精密度;只与固定相和柱温有关。缺点:对结构复杂的物质,缺乏数据。
适用范围:适用于简单混合物,无需纯物质。文献值对照定性分析(GC)实现方法68(2)与其它仪器或化学方法联合定性离线联用方式化学法仪器法在线联用方式化学法仪器法(2)与其它仪器或化学方法联合定性离线联用方式69离线联用方式收集方法:GC中一般采用液氮冷阱冷却后收集应用范围:无标准物时,可对较为复杂的混合物进行定性分析缺点:麻烦离线联用方式收集方法:GC中一般采用液氮冷阱冷却后收集70在线联用方式用化学方法辅助定性柱前反应:在色谱柱前装上预处理柱,带有某些官能团的化合物在预柱中发生物理化学变化,其色谱峰会消失或移动,与反应前色谱图比较,可初步判断试样中含那些官能团。柱后反应:在色谱柱后装上T型毛细管分流器,将各组分导入官能团试剂反应管,利用官能团反应对组分进行定性。在线联用方式用化学方法辅助定性71与其它仪器联用定性
混合物经色谱分离后,将各组分直接由接口导入其它仪器中进行定性。常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……其它仪器相当于色谱仪的检测器。使用范围:复杂样品的定性。优点:不需要标准物,定性结果可信度高,操作方便。缺点:需要特殊仪器或设备。与其它仪器联用定性72GC-MSGC-MS732色谱定量分析(1)色谱定量基础色谱定量分析是基于被测物质的量与峰面积成正比。在一定色谱条件下有:2色谱定量分析(1)色谱定量基础74(2)定量要解决的问题峰面积的测量和计算校正因子的测量与计算色谱定量方法及其应用(2)定量要解决的问题峰面积的测量和计算75峰面积的测量与计算积分仪或色谱工作站简便、速度快,精度高,可达0.2-2%,对小峰及不对称峰的结果准确,是色谱发展趋势。手动测量与计算峰面积的测量与计算积分仪或色谱工作站76峰高乘半峰宽法:适于对称峰峰高乘峰底宽度法:适于矮宽峰峰高乘平均峰宽法:适于不对称峰峰高乘保留值法:适于狭窄峰,快速简便,常用于工厂控制分析。峰高乘半峰宽法:适于对称峰77校正因子的测量与计算相对校正因子由于绝对校正因子与仪器的灵敏度有关,又由于灵敏度与实验条件相关,且每一检测器的灵敏度都是不同的,它不容易测量准确,亦无通用性,所以实际工作中使用相对校正因子。校正因子的测量与计算相对校正因子78相对校正因子的表达式质量校正因子摩尔校正因子相对响应值被测组分的质量标准物质量分子量相对校正因子的表达式被测组分的质量标准物质量分子量79相对校正因子的测量理论上相对校正因子与试样、标准物质、检测器类型、载气类型有关,与其它色谱条件无关。无纯物质时或对结果准确度要求不高时,相对校正因子可通过查表得。
既无纯物,手册上又无数据时,可用一些计算方法估算这些物质的相对校正因子。相对校正因子的测量理论上相对校正因子与试样、标准物质、检测80定量方法校正归一化法——含归一化内标法——含内标标准曲线法外标法——含单点校正定量方法校正归一化法——含归一化81校正归一化法推导:校正归一化法推导:82应用范围:当试样中各组分都能流出色谱柱,且在检测器上均有响应,各组分峰没有重叠时,可用此法。优点:简便、准确,当操作条件如进样量等变化时,对定量结果影响很小,该法适合于常量物质的定量。缺点:对该法的苛刻要求限制了它的使用。应用范围:当试样中各组分都能流出色谱柱,且在检测器上均有响应83归一化法若各组分的定量校正因子相近或相同,则上式可简化为:归一化法若各组分的定量校正因子相近或相同,则上式可简化为:84内标法推导将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。内标法推导85适用范围:当只需测定试样中某几个组分,且试样中所有组分不能全部出峰时可用。优点:受操作条件的影响较小,定量结果较准确,使用上不象归一化法那样受到限制,此法适合于微量物质的分析。缺点:每次分析必须准确称量被测物和内标物,不适合于快速分析。适用范围:当只需测定试样中某几个组分,且试样中所有组分不能全86内标标准曲线法fi,sms/m为常数K,此时Ci%=K·(Ai/As),以Ci%对1/As作标准曲线。优点:不必测校正因子,消除了某些操作条件的影响,方法简便,适合液体试样的常规分析。如白酒分析国标中采用此法。内标标准曲线法fi,sms/m为常数K,此时Ci%=87外标法(标准曲线法)用于常规分析优点:操作简单,计算方便。缺点: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。该法必须定量进样。外标法(标准曲线法)用于常规分析88单点校正当被测试样中各组分的浓度变化范围不大时而用单点校正法。即配制一个与被测组分含量十分接近的标准溶液,定量进样,计算被测物的含量。单点校正当被测试样中各组分的浓度变化范围不大时而用单点校正法89(3)定量中的误差问题样品的代表性(样品的前处理)进样系统的影响柱系统的影响测量误差定量结果的误差分析(3)定量中的误差问题样品的代表性(样品的前处理)90谢谢观看!谢谢观看!91色谱分析法导论色谱分析法导论92一、色谱分析概论问题问题1:什么是色谱法?问题2:为什么色谱法能将混合物分开?问题3:色谱法的分类?问题4:各种色谱法的应用范围?一、色谱分析概论931、什么是色谱法?茨维特的实验茨维特:俄国植物学家,主要从事植物色素的研究工作,在1906年发表的文章中,首次提出了色谱的概念。1、什么是色谱法?茨维特的实验94茨维特的实验茨维特的实验95因此色谱法是一种分离方法。它的特点是:有两相,一是固定相,一是流动相,两相作相向运动。Chromatography将色谱法用于分析中,则称为色谱分析。色谱分析是一种分离、分析法。因此962、色谱法分离原理当流动相中所携带的混合物流过固定相时,就会和固定相发生作用(力的作用)。由于混合物中各组分在性质和结构上有差异,与固定相发生作用的大小也有差异。因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出。2、色谱法分离原理当流动相中所携带的混合物流过固定相时,就973、色谱法的分类
按流动相状态的不同,可分为气相色谱法(GC)液相色谱法(LC)超临界流体色谱(SFC)3、色谱法的分类气相色谱法(GC)98将固定相装在色谱柱内GasChromatogaphy,简称GC在此过程中,部分组分分子随流动相向前运动,发生分子超前,引起色谱峰扩展。运用流体分子规律研究色谱过程中产生色谱峰扩展的因素,导出了理论塔板高度与流动相线速度的关系,揭示了影响塔板高度的动力学因素。每一种固定液都有它的最高使用温度,柱温不可超过这一温度,否则固定液挥发流失。83,而采用峰面积定量R1/2需2.调整保留时间(t’R):由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成峰高乘峰底宽度法:适于矮宽峰当被测试样中各组分的浓度变化范围不大时而用单点校正法。它是评价固定液选择性的指标。(4)分离度究竟要多大?在气相色谱中,增大α最有效的手段是改变固定相,选择合适的固定相种类是解决分离问题的关键对柱型研究和发展的影响(2)最佳流速:u=(B/C)1/2定义与相对保留值(ri,s)基本相同相对校正因子的表达式优点:应用简便,不需要其他仪器。常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……液相传质阻力项CLu什么是气相色谱法?以气体为流动相的色谱法GasChromatogaphy,简称GC按固定相状态的不同可分为:气固色谱(GSC)气液色谱(GLC)适合分离分析易汽化(在-190℃-500℃范围内有0.2-10mmHg的蒸气压的)稳定、不易分解、不易反应的样品,特别适合用于同系物、同分异构体的分离。将固定相装在色谱柱内什么是气相色谱法?以气体为流动相的色谱法99什么是液相色谱法?以液体为流动相的色谱法LiquidChromatogaphy,简称LC适合分离分析高沸点、热不稳定、离子型的样品。什么是液相色谱法?以液体为流动相的色谱法100应用举例(HPLC)应用举例101按固定相使用的形式可分为柱色谱(ColumnChromatography)将固定相装在色谱柱内纸色谱(PaperChromatography)用滤纸做固定相或固定相载体的色谱薄层色谱(ThinLayChromatography)固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上按固定相使用的形式可分为102关于分配平衡分配系数K(distributioncoefficient)分配比k又称为容量因子、容量比、分配容量,是指在一定温度和压力下,平衡状态时组分在固定相中的量与在流动相中的量之比值。是衡量柱子对组分保留能力的重要参数。关于分配平衡分配系数K(distributionco103相比β
色谱柱内固定相和流动相体积之比
是柱型及结构的重要特征。
相比β1044.色谱相关术语关于色谱峰关于保留值关于分配平衡4.色谱相关术语关于色谱峰105
关于色谱峰的术语峰峰高基线峰宽半峰宽峰面积标准偏差σ关于色谱峰的术语峰峰高基线峰宽半峰宽峰面积标准偏差σ106
色谱峰宽(区域宽度)峰底宽Wb在色谱峰两边的转折点所画的切线与基线相交的截距。标准偏差σ拐点间距离的一半0.607h半峰宽度峰高一半处的峰宽度
W
1/2=2.354σ峰底宽Wb=4σ拐点处峰宽Wσ=2σ
色谱峰宽(区域宽度)107
(4)色谱图的信息a.色谱峰个数判断试样中所含组分的最少数
b.色谱保留值定性
c.色谱峰面积或峰高定量A=KCd.保留值与区域宽度评价柱分离效能依据
e.两峰间距评价两组分能否分离
(4)色谱图的信息108关于保留值的术语死时间(tM):无保留组分出峰时间保留时间(tR):从进样开始到色谱峰最大值出现所需时间调整保留时间(t’R):死体积(VM):保留体积(VR):
调整保留体积(V’R):相对保留值ɑ:关于保留值的术语死时间(tM):无保留组分出峰时间109由不等路径造成的色谱峰扩展。固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上适合分离分析高沸点、热不稳定、离子型的样品。对柱型研究和发展的影响(2)三、色谱定性与定量方法83,而采用峰面积定量R1/2需2.应用范围:无标准物时,可对较为复杂的混合物进行定性分析其它气化温度与具体进样方式有关。具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;缺点:对结构复杂的物质,缺乏数据。N的影响,如何提高N?优点:不需要标准物,定性结果可信度高,操作方便。收集方法:GC中一般采用液氮冷阱冷却后收集具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。氮气做载气峰型较好,柱效较高。色谱柱内固定相和流动相体积之比具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;希望k在一个合适的范围内,通过改变柱温、固定相、柱型参数等可实现。对柱型研究和发展的影响(2)色谱分析是一种分离、分析法。增大α是提高分离度最有效的手段。二、色谱分析法基本理论研究理论的目的解决色谱峰的分离问题三个色谱基本理论问题色谱热力学问题——发展高选择性色谱柱色谱动力学问题——发展高效能色谱柱分离条件的最优化问题——分离条件优化由不等路径造成的色谱峰扩展。二、色谱分析法基本理论研究理论的1101、色谱动力学理论研究流出曲线展宽的本质及曲线形状变化的影响因素塔板理论速率理论1、色谱动力学理论研究流出曲线展宽的本质及曲线形状111(1)塔板理论推导
塔板理论将色谱柱比作精馏塔,通过概率理论得到流出曲线方程:为标准偏差(1)塔板理论推导为标准偏差112当t=tR时,C=Cmax,峰高正比于进样量C0,是峰高定量的理论基础。当n越大,柱效越大,Cmax/C0越大。即保留时间一定时,塔板数越多,峰越高。Cmax反比于tR,tR小,Cmax大,保留时间小的组分峰高且窄。tR大,Cmax小,保留时间大的组分峰低且宽。对色谱流出曲线方程的讨论当t=tR时,C=Cmax,峰高正比于进样量C0,是峰高定量113柱效由流出曲线方程导出:H=L/nn是峰相对展宽的量度n是柱效的量度n是常数时,W与tR
成正比n越大,H越小,表明组分在柱中达到的分配平衡次数越多,对分离越有利,但还不能预言各组分有被分离的可能性。柱效由流出曲线方程导出:114
塔板理论的贡献塔板理论有助于我们形象的理解色谱的分离过程。导出色谱流出曲线方程,它符合高斯分布,与实验现象相吻合。导出理论塔板数的计算公式,作为柱效的评价指标。塔板理论的贡献塔板理论有助于我们形象的理解色谱的分离过程115塔板理论的局限塔板高度H是一个抽象的物理量,它的色谱本质是什么?它与哪些参变量有关,又怎样影响峰的扩张?对实验的指导意义有限。不能解释流速对理论塔板数的影响。有些假设不合理,如没有考虑纵向扩散对色谱分离的影响等。塔板理论的局限塔板高度H是一个抽象的物理量,它的色谱本质116(2)速率理论概述速率理论是1956年荷兰学者VanDeemter等提出,因此又称作范第姆特方程。运用流体分子规律研究色谱过程中产生色谱峰扩展的因素,导出了理论塔板高度与流动相线速度的关系,揭示了影响塔板高度的动力学因素。(2)速率理论概述117
气相色谱中速率方程的导出速率理论讨论的是色谱峰展宽原因,即影响塔板数n的因素,也就是影响塔板高度H的因素。H=A+B/u+Cu气相色谱中速率方程的导出速率理论讨论的是色谱峰展宽原因,118涡流扩散项A=2λdp涡流扩散项均匀性因子粒径涡流扩散项涡流扩散项均匀性因子粒径119缺点:需要特殊仪器或设备。优点:不必测校正因子,消除了某些操作条件的影响,方法简便,适合液体试样的常规分析。根据速率方程,可计算求出最佳流速,此时柱效最高。溶质在液体中的扩散系数DL≈10-5cm2/s对柱型研究和发展的影响(2)柱效越高,该柱的分离能力越好。不能解释流速对理论塔板数的影响。二、色谱分析法基本理论由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成色谱柱内固定相和流动相体积之比常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……速率理论是1956年荷兰学者VanDeemter等提出,因此又称作范第姆特方程。优点:不必测校正因子,消除了某些操作条件的影响,方法简便,适合液体试样的常规分析。简便、速度快,精度高,可达0.色谱法是一种分离方法。几个概念——有效塔板数N有效增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。优点:操作简单,计算方便。常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。优点:应用简便,不需要其他仪器。根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。导出色谱流出曲线方程,它符合高斯分布,与实验现象相吻合。不能解释流速对理论塔板数的影响。若各组分的定量校正因子相近或相同,则上式可简化为:增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。对柱型研究和发展的影响(2)塔板理论将色谱柱比作精馏塔,通过概率理论得到流出曲线方程:液体试样一般进样量0.K的影响,如何改变k?n是常数时,W与tR成正比分离度与容量因子有关,容量因子越大,分离越好。改变相比,即改变固定相的量和改变柱死体积,其中死体积对k/(k+1)的影响很大,使用死体积大的柱子,分离度将受到很大损失。tR大,Cmax小,保留时间大的组分峰低且宽。混合物经色谱分离后,将各组分直接由接口导入其它仪器中进行定性。缺点:对该法的苛刻要求限制了它的使用。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。死时间(tM):无保留组分出峰时间标准偏差σ拐点间距离的一半0.峰高乘半峰宽法:适于对称峰涡流扩散项A
由不等路径造成的色谱峰扩展。由于柱填料粒径大小不同,粒度分布范围不一致及填充的不均匀,形成宽窄、长短不同的路径,因此流动相沿柱内各路径形成紊乱的涡流运动,有些溶质分子沿较窄且直的路径运行,以较快的速度通过色谱柱,发生分子超前,反之,有些分子发生滞后,从而使色谱峰产生扩散。
缺点:需要特殊仪器或设备。将一定量的纯物质作为内标物,加入到120分子扩散项B/u项其中B=2γDg弯曲因子扩散系数分子扩散项弯曲因子扩散系数121分子扩散项由于分子的纵向扩散造成的色谱峰扩展。即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色谱柱的很小一段空间中,由于在塞子前后存在浓度梯度,因此使运动着的分子产生纵向扩散,引起色谱峰扩展。
分子扩散项122传质阻力项由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成传质阻力项由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成123气相传质阻力项Cgu试样组分从气相移动到固定相表面的过程中,由于质量交换过程需要一定时间(即传质阻力)而使分子有滞留倾向。在此过程中,部分组分分子随流动相向前运动,发生分子超前,引起色谱峰扩展。
容量因子气相传质阻力项Cgu容量因子124液相传质阻力项CLu试样组分从固定相表面移动到固定相内部再回到表面的过程中,由于质量交换过程需要一定时间(即传质阻力)而使分子有滞留倾向。在此过程中,部分组分分子先离开固定相表面,发生分子超前,引起色谱峰扩展。
液相扩散系数液膜厚度液相传质阻力项CLu液相扩散系数液膜厚度125气相色谱中的速率方程气相色谱中的速率方程126
速率方程给我们的什么启示?为柱型的研究和发展提供理论依据为操作条件的选择提供理论指导为色谱柱的填充提供理论指导速率方程给我们的什么启示?为柱型的研究和发展提供理论依据127对柱型研究和发展的影响(1)A=0?Golay1957年提出毛细管柱的概念(opentube)毛细管柱A=0,H=B/u+CuH↓,N↑,分离能力大大提高对柱型研究和发展的影响(1)A=0?128对柱型研究和发展的影响(2)B=0?溶质在液体中的扩散系数DL≈10-5cm2/s溶质在气体中的扩散系数Dg≈10-1cm2/sDL《Dg当采用液体作流动相时
B→0液体作流动相时可用更细的固定相,A↓HPLC柱效比GC要高2~3个数量级对柱型研究和发展的影响(2)B=0?129操作条件对柱效的影响(1)H-u曲线操作条件对柱效的影响(1)H-u曲线130载气线速度(流速)的影响最佳流速:u=(B/C)1/2实用最佳流速:比最佳流速更快A与流速无关B/u:当流速小时,对H的大小起主导作用Cu:当流速大时,对H的大小起主导作用载气线速度(流速)的影响最佳流速:u=(B/C)1/2131容量因子k的影响不同组分k不同,测出的柱效不同在气相传质阻力相中,k↑,Cg↑理论上说k越小柱效越高,实际不可取在液相传质阻力相中,k↑,Cl先↑,后↓当k=1时,最大。希望k在一个合适的范围内,通过改变柱温、固定相、柱型参数等可实现。容量因子k的影响不同组分k不同,测出的柱效不同132柱温的影响间接影响、十分复杂对k影响,对扩散系数影响,从而对柱效产生影响,但影响情况难以判断柱温的影响间接影响、十分复杂133对色谱柱的填充提供理论指导(1)柱径:柱径越小,固定相越难填充均匀。柱长L:柱长增加,总塔板数增加,但分离时间将增加。固定相粒径dp:根据速率方程,粒径减小,A项减小,C项减小,柱效增加。但粒径太小,不易填充均匀,A项又增大。对色谱柱的填充提供理论指导(1)柱径:柱径越小,固定相越难填134由流出曲线方程导出:按固定相状态的不同可分为:即配制一个与被测组分含量十分接近的标准溶液,定量进样,计算被测物的含量。28,而采用峰面积定量R1/2需1.调整保留时间(t’R):各物质在一定的色谱条件下均有确定不变的保留值,因此保留值可作为定性指标。以液体为流动相的色谱法常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。(2)色谱分离基本方程(Purnell方程)按流动相状态的不同,可分为是衡量柱子对组分保留能力的重要参数。色谱峰面积或峰高定量A=KC以气体为流动相的色谱法在此过程中,部分组分分子先离开固定相表面,发生分子超前,引起色谱峰扩展。只与固定相和柱温有关。由气相传质阻力和液相传质阻力两项组成增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。由于分子的纵向扩散造成的色谱峰扩展。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。色谱定量分析是基于被测物质的量与峰面积成正比。是柱型及结构的重要特征。收集方法:GC中一般采用液氮冷阱冷却后收集对色谱柱的填充提供理论指导(2)液膜厚度df:从柱效角度考虑,液膜越薄,柱效越高(根据速率方程),但允许的进样量减小。由流出曲线方程导出:对色谱柱的填充提供理论指导(2)液膜厚度135(1)几个概念——选择性系数α定义与相对保留值(ri,s)基本相同不同之处在于选择性系数是两个相邻峰的调整保留值之比(后峰比前峰,α≥1),而不是被测物与标准物质的调整保留值之比(可小于1)它是评价固定液选择性的指标。选择性系数越大,该柱对此相邻峰的分离越好。
(1)几个概念——选择性系数α定义与相对保留值(ri,s)基136几个概念——有效塔板数N有效在气相色谱中,通常用有效塔板数N有效和有效塔板高度H有效来评价柱子的分离效能,它扣除了死体积对分离的影响,更好地反映了柱子的实际分离效能。柱效越高,该柱的分离能力越好。几个概念——有效塔板数N有效在气相色谱中,通常用有效塔板数N137几个概念——分离度RR越大,说明两组分分离得越好。由于该定义综合了色谱动力学和热力学因素,可作为色谱柱的总分离效能指标。几个概念——分离度RR越大,说明两组分分离得越好。138(2)色谱分离基本方程(Purnell方程)
公式推导(2)色谱分离基本方程(Purnell方程)公式推导139(3)色谱分离基本方程的启示要改善物质对的分离(提高R),即提高两相邻物质的分离度,可以采取以下措施:提高柱效N提高选择性系数α增大容量因子k(3)色谱分离基本方程的启示要改善物质对的分离(提高R),即140N的影响,如何提高N?分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关系,增加塔板数,有利于提高分离度。增加柱长可增加N,改善分离,但分析时间将大大延长,峰产生扩展。减小塔板高度H:根据速率方程的启示制备一根性能优良的色谱柱是十分重要的。根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。N的影响,如何提高N?分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关141K的影响,如何改变k?分离度与容量因子有关,容量因子越大,分离越好。k135791113∞k/k+10.500.750.830.880.900.920.931.00但当容量因子大于10,k/(k+1)的改变不大,而分析时间将大大延长。因此,k的最佳范围是1<k<10。K的影响,如何改变k?分离度与容量因子有关,容量因子越大,分142改变容量因子的方法有:改变柱温改变相比,即改变固定相的量和改变柱死体积,其中死体积对k/(k+1)的影响很大,使用死体积大的柱子,分离度将受到很大损失。在高效液相色谱中改变流动相的配比是最简便、最有效的方法改变容量因子的方法有:143α的影响,如何改变α?αN有效R=1.0R=1.51.001.0051.011.021.051.101.251.502.00∞650000163000420007100190040014065∞145000036700094000160004400900320145α的影响,如何改变α?αN有效R=1.0R=1.51.00∞144相对保留值(选择性因子)α越大,分离效果越好。增大α是提高分离度最有效的手段。改变柱温也可改变α。在气相色谱中,增大α最有效的手段是改变固定相,选择合适的固定相种类是解决分离问题的关键在高效液相色谱中,流动相的种类和配比是改善分离最简便有效的方法。相对保留值(选择性因子)α越大,分离效果越好。145(4)分离度究竟要多大?一般来说R应大于1.5。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。例如:含量50%的组分,要使峰高定量误差小于1%,需达到R1/2=1.28,而采用峰面积定量R1/2需1.00。含量1%的组分,要使峰高定量误差小于1%,需达到R1/2=1.83,而采用峰面积定量R1/2需2.37。(4)分离度究竟要多大?一般来说R应大于1.5。1463.气相色谱操作条件的选择流速柱温气化温度检测器温度进样量载气种类固定相种类3.气相色谱操作条件的选择流速147流速u(Fc)根据速率方程,可计算求出最佳流速,此时柱效最高。在实际工作中,为缩短分析时间,往往使流速稍高于最佳流速。具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;氢气为15-25cm/s;氦气介于两者之间。若填充柱内径为4mm,则体积流速为氮气30-40ml/min,氢气40-60ml/min。流速u(Fc)根据速率方程,可计算求出最佳流速,此时柱效最高148柱温Tc直接影响分析效能和分析速度。每一种固定液都有它的最高使用温度,柱温不可超过这一温度,否则固定液挥发流失。柱温太高,组分挥发度靠拢,不利于分离。但柱温太低,被测组分的扩散速度下降,分配不能快速达到平衡,影响峰型,柱效下降,并使分析时间大大延长。柱温选择的原则是,在保证难分离物质有良好分离的前提下(分离度满足要求),尽可能采取较高柱温,以缩短分析时间,保证峰型对称。柱温Tc直接影响分析效能和分析速度。149汽化温度一般进样方法下,汽化温度比柱温高30-70℃。进样量大时高一些好,保证瞬间汽化。保证不可超过试样的分解温度。其它气化温度与具体进样方式有关。汽化温度一般进样方法下,汽化温度比柱温高30-70℃。150检测器温度一般大于或等于柱温,具体与检测器种类有关。检测器温度一般大于或等于柱温,具体与检测器种类有关。151进样量液体试样一般进样量0.1-5μl。气体试样一般进样量为0.1-10ml。具体视柱类型,固定液含量(不能超过柱容量)、进样方式、检测器的灵敏度和线性范围等确定。进样量液体试样一般进样量0.1-5μl。152流动相(载气)种类流动相的种类要视检测器种类确定。常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。氢气和氦气适合于快速分析。氮气做载气峰型较好,柱效较高。流动相(载气)种类流动相的种类要视检测器种类确定。153三、色谱定性与定量方法三、色谱定性与定量方法1541.色谱定性分析(1)利用保留值及其规律定性各物质在一定的色谱条件下均有确定不变的保留值,因此保留值可作为定性指标。利用纯物对照定性利用文献值对照定性1.色谱定性分析(1)利用保留值及其规律定性155纯物质对照定性实现方法利用保留时间和保留体积定性
纯物质对照定性实现方法156将一定量的纯物质作为内标物,加入到准确称量的试样中。H↓,N↑,分离能力大大提高研究流出曲线展宽的本质及曲线形状变化的影响因素常用的有氢气(热导用)、氮气(氢火焰用)、氦气(均可用,但价格较高)。保留指数具有较好的重现性和精密度;纸色谱(PaperChromatography)不同组分k不同,测出的柱效不同混合物经色谱分离后,将各组分直接由接口导入其它仪器中进行定性。Wσ=2σ柱温太高,组分挥发度靠拢,不利于分离。外标法(标准曲线法)流动相的种类要视检测器种类确定。常用的联用方法有:GC-MS、GC-FTIR、LC-MS……测定相对保留值ri,s具体的:对于填充柱,氮气的实用最佳线速为10-15cm/s;由流出曲线方程导出:色谱保留值定性保留时间(tR):从进样开始到色谱峰最大值出现所需时间
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