色谱技术及相关设备知识培训课件

第四讲色谱技术及相关设备《生物仪器分析》色谱法（chromatography）又称“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。是利用混合物不同组分在固定相和流动相中分配系数(或吸附系数、渗透性等)的差异，使不同组分在作相对运动的两相中进行反复分配，实现分离的分析方法。色谱法1色谱法的发展2色谱法的分类3色谱法流出曲线及相关术语4色谱法的原理内容提要色谱法始于二十世纪初，经历了整整一个世纪的发展到今天已经成为最重要的分离分析科学，广泛地应用于许多领域，如石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境保护，乃至空间探索等。将一滴含有混合色素的溶液滴在一块布或一片纸上，随着溶液的展开可以观察到一个个同心圆环出现，这种层析现象虽然古人就已有初步认识并有一些简单的应用。

Tswett俄国植物学家关于色谱分离方法的研究始于1901年，两年后他发表了他的研究成果"一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用，提出了应用吸附原理分离植物色素的新方法。三年后，他将这种方法命名为色谱法（Chromatography），很显然色谱法（Chromatography）这个词是由希腊语中”色“的写法（chroma）和”书写“(graphein)这两个词根组成的，派生词有chromatograph（色谱仪），chromatogram（色谱图），chromatographer（色谱工作者）等。由Tswett的开创性工作，因此人们尊称他为"色谱学之父"，而以他的名字命名的Tswett奖也成为了色谱界的最高荣誉奖。色谱法发明后的最初二三十年发展非常缓慢。液-固色谱的进一步发展有赖于瑞典科学家Tiselius（1948年NobelChemistryPrize获得者）和Claesson的努力，他们创立了液相色谱的迎头法和顶替法。分配色谱是由著名的英国科学家Martin和Synge创立的，他们因此而获得1952年的诺贝尔化学奖。1941年，Martin和Synge采用水分饱和的硅胶为固定相，以含有乙醇的氯仿为流动相分离乙酰基氨基酸，他们在这一工作的论文中预言了用气体代替液体作为流动相来分离各类化合物的可能性。1951年，Martin和James报道了用自动滴定仪作检测器分析脂肪酸，创立了气-液色谱法。

1958年，Golay首先提出了分离效能极高的毛细管柱气相色谱法，发明了玻璃毛细管拉制机，从此气相色谱法超过最先发明的液相色谱法而迅速发展起来，今天常用的气相色谱检测器也几乎是在五十年代发展起来的。七十年代发明了石英毛细管柱和固定液的交联技术。随着电子技术和计算机技术的发展气相色谱仪器也在不断发展完善中，到现在最先进的气相色谱仪已实现了全自动化和计算机控制，并可通过网络实现远程诊断和控制。

“色谱法”名称的由来石油醚(流动相)碳酸钙(固定相)}色谱带色谱法起源于20世纪初，1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间洗脱之后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，由一条色带分散为数条平行的色带。气相色谱和色谱理论的出现

1952年马丁和詹姆斯提出用气体作为流动相进行色谱分离的想法，他们用硅藻土吸附的硅酮油作为固定相，用氮气作为流动相分离了若干种小分子量挥发性有机酸。气相色谱的出现使色谱技术从最初的定性分离手段进一步演化为具有分离功能的定量测定手段，并且极大的刺激了色谱技术和理论的发展。相比于早期的液相色谱，以气体为流动相的色谱对设备的要求更高，这促进了色谱技术的机械化、标准化和自动化；气相色谱需要特殊和更灵敏的检测装置，这促进了检测器的开发；而气相色谱的标准化又使得色谱学理论得以形成色谱学理论中有着重要地位的塔板理论和VanDeemter方程，以及保留时间、保留指数、峰宽等概念都是在研究气相色谱行为的过程中形成的。

高效效液液相相色色谱谱1960年代代，，为为了了分分离离蛋蛋白白质质、、核酸酸等不不易易汽汽化化的的大大分分子子物物质质，，气气相相色色谱谱的的理理论论和和方方法法被被重重新新引引入入经经典典液液相相色色谱谱。。1960年代代末末科科克克兰兰、、哈伯伯、荷荷瓦瓦斯斯、、莆莆黑黑斯斯、、里里普普斯斯克克等等人人开开发发了了世世界界上上第第一一台台高效效液液相相色色谱谱仪，，开开启启了了高高效效液液相相色色谱谱的的时时代代。。高高效效液液相相色色谱谱使使用用粒粒径径更更细细的的固固定定相相填填充充色谱谱柱柱，提提高高色色谱谱柱柱的的塔塔板板数数，，以以高高压压驱驱动动流流动动相相，，使使得得经经典典液液相相色色谱谱需需要要数数日日乃乃至至数数月月完完成成的的分分离离工工作作得得以以在在几几个个小小时时甚甚至至几几十十分分钟钟内内完完成成。。1971年科科克克兰兰等等人人出出版版了了《液相色色谱的的现代代实践践》一书，，标志志着高效液液相色色谱法法（HPLC）正式式建立立。1色谱法法的发发展2色谱法法的分分类3色谱法法流出出曲线线及相相关术术语4色谱法法的原原理内容提提要色谱法法的分分类1根据流动相的物态可分为气相色谱(GC)液相色谱(LC)超临界流体色谱(SFC){2根据固固定相相的外外形分分柱色谱谱平板色色谱{平板板色色谱谱吸附色色谱：：利用吸吸附剂剂对不不同组组分的的吸附附性能能的差差别而而进行行分离离，常用的的吸附附剂有有氧化化铝、、硅胶胶、聚聚酰胺胺等有有吸附附活性性的物物质。。包括气气---固吸附附色谱谱和液液---固吸附附色谱谱。分配色色谱：：利用不不同的的组分分在两两相间间的分分配系系数的的差别别而进进行分分离，，常用的的载体体有硅硅胶、、硅藻藻土、、硅镁镁型吸吸附剂剂与纤纤维素素粉等等包括气气—液分配配色谱谱和液液---液分配配色谱谱。3根据分分离机机理可可分为为:离子交交换色色谱离子交交换色色谱中中的固定相相是一些些带电电荷的的基团团，这这些带带电基基团通通过静静电相相互作作用与与带相相反电电荷的的离子子结合合。如如果流流动相相中存存在其其他带带相反反电荷荷的离离子，，按照照质量量作用用定律律，这这些离离子将将与结结合在在固定定相上上的反反离子子进行行交换换。固固定相相基团团带正正电荷荷的时时候，，其可可交换换离子子为阴阴离子子，这这种离离子交交换剂剂为阴阴离子子交换换剂；；固定定相的的带电电基团团带负负电荷荷，可可用来来与流流动相相交换换的离离子就就是阳阳离子子，这这种离离子交交换剂剂叫做做阳离离子交交换剂剂。排阻色色谱：：用化学学惰性性的多多孔性性凝胶胶作固固定相相，按按固定定相对对样品品中各各组分分分子子体积积阻滞滞作用用的差差别来来实现现分离离。当分子子进入入色谱谱柱后后，它它们中中的不不同组组分按按其大大小进进入相相应的的孔径径内，，大小小大于于所有有孔径径的分分子不不能进进入填填充剂剂颗粒粒内部部，在在色谱谱过程程中不不被保保留，，最早早被流流动相相洗脱脱至柱柱外，，表现现为保保留时时间较较短；；大小小小于于所有有孔径径的分分子能能自由由进入入填充充剂表表面的的所有有孔径径，在在柱子子中滞滞留时时间较较长，，表现现为保保留时时间较较长；；其余余分子子则按按分子子大小小依次次被洗洗脱。。1色谱谱法法的的发发展展2色谱谱法法的的分分类类3色谱谱法法流流出出曲曲线线及及相相关关术术语语4色谱谱法法的的原原理理内容容提提要要色谱谱流流出出曲曲线线及及有有关关术术语语图4-1基线锋高ht0如果果进进样样量量很很小小，，浓浓度度很很低低，，在在吸吸附附等等温温线线的的线线性性范范围围内内，，色色谱谱峰峰如如果果对对称称，，可可用用Gauss正态态分分布布函函数数表表示示：：式中中：：C—不同同时时间间t时某某物物质质的的浓浓度度，，C0—进样样浓浓度度，，tr—保留留时时间间，，σ—标准准偏偏差差。。1、基基线线是柱柱中中仅仅有有流流动动相相通通过过时时，，检检测测器器响响应应讯讯号号的的记记录录值值，，即即图图4－1中O—t线．．稳稳定定的的基基线线应应该该是是一条条水水平平直直线线．2、峰峰高高色谱谱峰峰顶顶点点与与基基线线之之间间的的垂垂直直距距离离，，以以h表示示，，如如图图4－1中B′′A3区域域宽宽度度色色谱谱峰峰的的区区域域宽宽度度是是组组份份在在色色谱谱柱柱中中谱谱带带扩扩张张的的函函数数，，它它反反映映了了色色谱谱操操作作条条件件的的动动力力学学因因素素．．度度量量色色谱谱峰峰区区域域宽宽度度通通常常有有三三种种方方法法：：（1）.标准偏差差σ即0.607倍峰高处处色谱峰峰宽的一一半，如如图4－1中EF距离的一一半。（2）.半峰宽W1/2即峰高一一半处对对应的峰峰宽，如如图4－1中GH间的距离离．它与与标准偏偏差σ的关系是是：W1/2=2.354σ（3）.基线宽度度W即色谱峰峰两侧拐拐点上的的切线在在基线上上的截距距，如图图4－1中IJ的距离．．它与标标准偏差差σ的关系是是：W=4σ保留值－定性1死时间t0死时间(deadtime)--不保留组组分的保保留时间间不被固定定相吸附附或溶解解的物质质进入色色谱柱时时，从进进样到出出现峰极极大值所所需的时时间称为为死时间间，如图图4－1中O′A′′。因为这这种物质质不被固固定相吸吸附或溶溶解，故故其流动动速度将将与流动动相的流流动速度度相近．．测定流流动相平平均线速速ū时，可用用往长L与t0的比值计计算。流动相平均线速速度柱长2保留时间间tr试样从进进样开始始到柱后后出现峰峰极大点点时所经经历的时时间，称称为保留留时间，，如图4－1O′′B．它相应应于样品品到达柱柱末端的的检测器器所需的的时间．．3校正(调整)保留时间间某组份的的保留时时间扣除除死时间间后称为为该组份份的调整保留留时间，即保留时间间是色谱谱法定性性的基本本依据，，但同一一组份的的保留时时间常受受到流动动相流速速的影响响，因此此色谱工工作者有有时用保保留体积积等参数数进行定定性检定定．4．死体积V0指色谱柱在填填充后，柱管管内固定相颗颗粒间所剩留留的空间、色色谱仪中管路路和连接头间间的空间以及及检测器的空空间的总和．．当后两项很很小而可忽略略不计时，死死体积可由死死时间与流动动相体积流速速F0（L／min）计算：V0=t0·F05．保留体积VR指从进样开始始到被测组份份在柱后出现现浓度极大点点时所通过的的流动相体积积。保留体积积与保留时间间t的关系如下：：VR=tR·F06．调整保留体体积VR′某组份的保留留体积扣除死死体积后，称称该组份的调调整保留体积积，即VR′=VR-V07．相对保留值值γ2.1某组份2的调整保留值值与组份1的调整保留值值之比，称为为相对保留值值：由于相对保留留值只与柱温温及固定相的的性质有关，，而与柱径、、柱长、填充充情况及流动动相流速无关关，因此，它它是色谱法中中，特别是气气相色谱法中中，广泛使用用的定性数据据．必须注意，相相对保留值绝绝对不是两个个组份保留时时间或保留体体积之比。。8分离因子在定性分析中中，通常固定定一个色谱峰峰作为标准（（s），然后再求求其它峰（i）对这个峰的的相对保留值值．此时，ri/s可能大于1，也可能小于于1．在多元混合合物分析中，，通常选择一一对最难分离离的物质对，，将它们的相相对保留值作作为重要参数数．在这种特特殊情况下，，可用符号α表示：式中tR2′为后出峰的调调整保留时间间，所以这时时α总是大于1的。色谱流出曲线线上的信息1根据色谱峰的的个数，可判判断样品所含含的最少组份份数。2根据色谱峰的的保留值，可可以进行定性性分析。3根据色谱峰的的面积或峰高高,可以进行定量量分析4色谱峰的保留留值及其区域域宽度是评价价色谱柱分离离效能的依据据5色谱峰两峰间间的距离，是是评价固定相相(或流动相)选择是否合适适的依据。1色谱法的发展展2色谱法的分类类3色谱法流出曲曲线及相关术术语4色谱法的原理理内容提要色谱分析的基基本原理组分保留时间间为何不同？？色谱峰为何变变宽？色谱法分析的的基本原理色谱分析的目目的是将样品品中各组分彼彼此分离，组组分要达到完完全分离，两两峰间的距离离必须足够远远，两峰间的距离离是由组分在在两相间的分分配系数决定定的，即与色色谱过程的热热力学性质有有关。但是两峰间虽虽有一定距离离，如果每个个峰都很宽，，以致彼此重重叠，还是不不能分开。这些峰的宽或或窄是由组分分在色谱柱中中传质和扩散散行为决定的的，即与色谱谱过程的动力力学性质有关关。因此，要从热热力学和动力力学两方面来来研究色谱行行为。(一）分配系数数K和分配比k组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度1分配系数k如前所述，分分配色谱的分分离是基于样样品组分在固固定相和流动动相之间反复复多次地分配配过程，而吸吸附色谱的分分离是基于反反复多次地吸吸附一脱附过过程。这种分分离过程经常常用样品分子子在两相间的的分配来描述述，而描述这这种分配的参参数称为分配配系数见它是是指在一定温温度和压力下下，组分在固固定相和流动动相之间分配配达平衡时的的浓度之比值值，即组分一定时，，K主要取决于固固定相性质组分及固定相相一定时,温度增加,K减小试样中的各组组分具有不同同的K值是分离的基基础选择适宜的固固定相可改善善分离效果影响K的因素固定相、温度度2分配比(容量因子)k分配比又称容容量因子，它它是指在一定定温度和压力力下，组分在在两相间分配配达平衡时，，分配在固定定相和流动相相中的质量比比。即组分在固定相中的质量

组分在流动相中的质量K与k都是与组分及及固定相的热热力学性质有有关的常数。。K与k都是衡量色谱谱柱对组分保保留能力的参参数，数值越越大，该组分分的保留时间间越长。k可直接从色谱谱图上获得。。k值越大，说明明组分在固定定相中的量越越多，相当于于柱的容量大大，因此又称称分配容量或容量因子。它是衡量色色谱柱对被分分离组分保留留能力的重要要参数。k值也决定于组组分及固定相相热力学性质质。它不仅随随柱温、柱压压变化而变化化，而且还与与流动相及固固定相的体积积有关。mm3滞留因子Rs设流动相在柱柱内的线速度度为u，组分在柱内内线速度为us，由于固定相相对组分有保保留作用，所所以us＜u．此两速度之之比称为滞留留因子Rs。0Rs若用质量分数数表示，即对组分和流动动相通过长度度为L的色谱柱，其其所需时间分分别为mmmmm0可得：000004.分配系数K与分配比k的关系其中β称为相比率，，它是反映各各种色谱柱型型特点的又一一个参数。例例如，对填充充柱，其β值一般为6-35；对毛细管柱柱，其β值为60-600。5．分配系数K及分配比k与分离因子α的关系根据上述式子子，对A、B两组分的选择择因子，用下下式表示上式表明：通过选择因子子α把实验测量值值k与热力学性质质的分配系数数K直接联系起来来，α对固定相的选选择具有实际际意义。如果果两组分的K或k值相等，则α=1，两个组分的的色谱峰必将将重合，说明明分不开。两组分的K或k值相差越大，，则分离得越越好。因此两两组分具有不不同的分配系系数是色谱分分离的先决条条件。6分离度定义：相邻两两组分的色谱谱峰保留值之之差与两组分分色谱峰底宽宽均值的比值值tr2,tr1:组分2和组分1的保留时间W2,W1:组分2和组分1的峰底宽度R=1.5完全分离(二）色谱理论论----塔板理论最早由Martin等人提出塔板板理论，把色色谱柱比作一一个精馏塔，，沿用精馏塔塔中塔板的概概念来描述组组分在两相间间的分配行为为，同时引入入理论塔板数数作为衡量柱柱效率的指标标。该理论假定：：（i）在柱内一小小段长度H内，组分可以以在两相间迅迅速达到平衡衡。这一小段段柱长称为理理论塔板高度度H。（ii）以气相色谱谱为例，载气气进入色谱柱柱不是连续进进行的，而是是脉动式，每每次进气为一一个塔板体积积（ΔVm）。（iii）所有组分开开始时存在于于第0号塔板上，而而且试样沿轴轴（纵）向扩扩散可忽略。。（iv）分配系数数在所有塔塔板上是常常数，与组组分在某一一塔板上的的量无关。。为简单起见见，设色谱谱往由5块塔板（n＝5，n为柱子的塔塔板数）组组成，并以以r表示塔板编编号，r=1，2…，n－l；某组分的的分配比k=1.根据上述假假定，在色色谱分离过过程中，该该组分的分分布可计算算如下：开始时，若若有单位质质量，即m=1（例1mg或1μg）的该组分分加到第0号塔板上，，分配平衡衡后，由于于k=1，即ms=mm故mm=ms=0.5。当一个板板体积（lΔV）的载气以以脉动形式式进入0号板时，就就将气相中中含有nm部分组分的的载气顶到到1号板上，此此时0号板液相（（或固相））中ms部分组分及及1号板气相中中的mm部分组分，，将各自在在两相间重重新分配。。故0号板上所含含组分总量量为0．5，其中气液液（或气固固）两相各各为0．25而1号板上所含含总量同样样为0．5．气液（或或气固）相相亦各为0．25。以后每当当一个新的的板体积载载气以脉动动式进入色色谱柱时，，上述过程程就重复一一次(见下表)。1塔板理论－－柱分离效能能指标*k=1

塔板号载气塔板体积数01234柱出口01234567891011121314151610.50.250.1250.0630.0320.0160.0080.0040.0020.00100000000.50.50.3750.250.1570.0950.0560.0320.0180.0100.0050.0020.001000000.250.3750.3750.3130.2350.1650.1110.0720.0450.0280.0160.0100.0050.0020.0010.000.1250.250.3130.3130.2740.220.1660.0940.0700.0490.0330.0220.0140.00800000.0630.1570.2350.2740.2740.2470.2070.1510.1100.080.0570.0400.027000000.0320.0790.1180.1380.1380.1240.1040.0760.0560.0400.0280.020按上述分配配过程，对对于n=5，k=1，m=1的体系，随随着脉动进进入柱中板板体积载气气的增加，，组分分布布在柱内任任一板上的的总量（气气液两相中中的总质量量）见表：：4-2由塔板理论论可建流出出曲线方程程：m为组分质量量，Vr为保留体积积，n为理论塔板板数。当V=Vr时，C值最大，即即理论塔板数数理论塔板高度色谱柱长度度柱效能指标标当色谱柱长长度一定时时，塔板数数n越大(塔板高度H越小)，被测组分分在柱内被被分配的次次数越多，，柱效能越越高，所得得色谱峰越越窄。由流出曲线线方程可推推出：从上上两两式式可可以以看看出出，，色色谱谱峰峰W越小小，，n就越越大大，，而而H就越越小小，，柱柱效效能能越越高高。。因因此此，，n和H是描描述述柱柱效效能能的的指指标标。。通常常填填充充色色谱谱柱柱的的n＞103，H＜1mm。而而毛毛细细管管柱柱n=105--106，H＜0.5mm由于于死死时时t0包括括在在tr中,而实实际际的的t0不参参与与柱柱内内分分配配,所计计算算的的n值尽尽大大,H很小小,但与与实实际际柱柱效效能能相相差差甚甚远远.所以以,提出出把把t0扣除除,采用用有效效理理论论塔塔板板数数neff和有有效效塔塔板板高高Heff评价价柱柱效效能能。。不同同物物质质在在同同一一色色谱谱柱柱上上的的分分配配系系数数不不同同，，用用有有效效塔塔板板数数和和有有效效塔塔板板高高度度作作为为衡衡量量柱柱效效能能的的指指标标时时，，应应指指明明测测定定物物质质。。有效效塔塔板板数数有效效板板高高由分分离离度度和和塔塔板板理理论论推推出出基基本本色色谱谱分分离离方方程程式式对于于难难分分离离相相邻邻两两组组分分：：W1≈W2≈W分离离度度与与k、n及的关关系系k从1增加加到到3，R增加加到到原原来来的的1.5倍(k:2-7)n增加加到到原原来来的的3倍，R增加加到到原原来来的的1.7倍

从1.01增加到1.1，增加约9％，R增加到原来的9倍结论论选择合适的固定相(流动相)以增加是改善分离度最有效的方法1)各组组分分的的分分配配系系数数必必须须不不同同。。这这一一条条件件通通过过选选择择合合适适的的固固定定相相来来实实现现。。2)区域扩宽的速速度应小于区区域分离的速速度，即色谱谱柱的柱效要要高。3)在保证快速分分离的前提条条件下，色谱谱柱应足够长长。使试样中的不不同组分分离离需要满足的的条件双K与“五保”，塔板n/H。α＝1，没有戏！R≥1.5,全分离。塔板理论用热热力学观点形形象地描述了了溶质在色谱谱柱中的分配配平衡和分离离过程，导出出流出曲线的的数学模型，，并成功地解解释了流出曲曲线的形状及及浓度极大值值的位置，还还提出了计算算和评价柱效效的参数。但但由于它的某某些基本假设设并不完全符符合柱内实际际发生的分离离过程，例如如，纵向扩能能解释造成谱谱带扩张的原原因和影响板板高的各种因因素，也不能能说明为什么么在不同流速速下可以测得得不同的理论论塔板数，这这就限制了它它的应用。2速率理论－影响柱效的因因素流动相线速度范弟姆特方程程1)涡流扩散项A固定相颗粒越越小，填充的的越均匀A越小，H越小，柱效越越高，色谱峰峰越窄。2)分子扩散项B/u(纵向扩散项)流动相柱内谱带构型相应的响应信号产生原因：浓度梯度影响因素：流动相流速；；气体扩散系数数3)传质阻力项Cu气相传质阻力力固定相颗粒越越小，载气分分子量越小气相传质阻力力越小液相传质阻力力固定液粘度及及液膜厚度越越小液相传质阻力力越小4)流动相线速度度对板高的影影响例1：已知一色谱谱柱在某温度度下的速率方方程的A=0.08cm;B=0.65cm2/s;C=0.003s,求最佳线速度度u和最小塔板高高H.解:H=A+B/u+Cu欲求u最佳和H最小,要对速率方程程微分,即dH/du＝d(A+B/u+Cu)/du＝-B/u2+C＝0最佳线速:u最佳＝(B/C)1/2＝(0.65/0.003)1/2＝14.7cm/s最小板高:H最小＝A+2(BC)1/2＝0.08+2(0.65×0.003)1/2＝0.17cm例2：有一根lm长的柱子，分分离组分1和2得到如下色谱谱图。图中横横坐标l为记录笔走纸纸距离。若欲欲得到R=1.2的分离度，有有效塔板数应应为多少？色色谱柱要加到到多长？解法1R=1.2,1)2)解法21)同解法12)气相色谱实验验技术一气相色谱谱仪GC工作过程载气系统进样系统分离系统检测和记录系统温控系统（一）载气系系统常用载气：氮气、氦气、、氢气及氩气气气源净化干燥管载气流速控制制装置{载气系统载气选择依据检测器柱效{（二）进样系系统注射器气化室进样系统{进样器气化室温度比柱温高高出10～50℃取样位置试试样导导入色谱柱六通阀进样器器（三）分离系系统(色谱柱)色谱柱填充柱毛细管柱柱内径1-10mm0.05-0.5mm柱长度0.5-10m10-150m总塔板数~103~

106样品容量10-1000

0.1-501气液色谱固定定相组成{担体(载体)固定液{硅藻土红色白色非硅藻土{1)担体(载体)对载体的要求求具有多孔性，，即比表面积积大。化学惰性，表表面没有活性性，有较好的的浸润性。热稳定性好。。有一定的机械械强度，使固固定相在制备备和填充过程程中不易粉碎碎。担体的表面处处理a.酸洗－浓盐酸浸泡，，除去碱性作作用基团b.碱洗－氢氧化钾甲醇醇溶液浸泡，，除去酸性作用基团c.硅烷化－除去担体表面面的氢键作用用力二甲基二氯硅硅烷2)固定液－高沸点的有机机化合物对固定液的要要求热稳定性好，在操作温度下不发生聚合、分解等反应；具有较低的蒸气压，以免流失。化学稳定性好，不与样品或载气发生不可逆的化学反应。粘度和凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。对样品中的各组分有适当的溶解度。(填充柱，毛细管柱)组分与固定液液分子间的相相互作用静电力－极性性分子之间的的作用力诱导力－极性性与非极性分分子之间的作作用力色散力－非极极性分子之间间的作用力氢键力－氢原原子与电负性性很大的原子子(如F、O、N等)之间的作用力力固定液的相对对极性P固定液的选择择原则－“相似相溶”a.非极性物质—非极性固定液液。沸点越低的组分越越早出峰。b.极性物质—极性固定液。极性越小的组分出出越早出峰。。c.极性与非极性混混合物—极性固定液。极性越小的组组分出越早出出峰。d.易形成氢键物质质—极性或氢键型型固定液。不易形成氢键键的组分先出出峰，易形成成氢键的组分分后出峰。e.复杂难分离样样品—多种固定液混混合固定液极性适用范围100％二甲基聚硅氧烷非极性脂肪烃化合物，石化产品(50％三氟丙基)甲基聚硅氧烷中等极性极性化合物，如高级脂肪酸聚乙二醇中强极性极性化合物，如醇、羧酸酯等常用毛细管色色谱柱固定液液2气固色谱固定定相永久性气体惰性气体低沸点有机化合物分离对象分离测定有机机物中的痕量量水高分子多孔微微球硅胶－强极性氧化铝－弱极性活性炭－非极性分子筛－强极性高分子多孔微球(GDX)固体吸附剂(四)检测系统1热导池检测器器(TCD)参比测量R1R2ABR1*R参比=R2*R测量只有载气通过时载气+组分R1*R参比≠R2*R测量利用载载气与与组分分热导导系数数的差差异进进行测测量载气对对热导检检测器器灵敏敏度的的影响响某些气气体与与蒸气气的热热导系系数/10-4J·(cm·s··℃)-1气体热导系数气体热导系数氢气22.4甲烷4.56氦气17.41乙烷3.06氮气3.14丙烷2.64氧气3.18甲醇2.30空气3.14乙醇2.22氩气2.18丙酮1.76影响热热导检检测器器灵敏敏度的的因素素载气种种类；；热丝工工作电电流；；热丝与与池体体温度度差。。适用范范围测量对对象：：通用用色谱柱柱：填填充柱柱2氢火焰离离子化化检测测器(FID)火焰离离子化化机理理适用范范围含碳有有机化化合物物影响检检测灵灵敏度度的因因素氢氮比比；空空气流流量；；极化化电压压。3电子捕捕获检检测器器(ECD)电子捕获机机理适用范范围卤素及及亲电电子物物质饮用水水中三三卤甲甲烷色色谱图图水氯氯仿二氯溴溴甲烷烷二溴氯氯甲烷烷溴仿4火焰光光度检检测器器(FPD)响应机机理适用范范围含硫、、磷化化合物物含磷化化合物物含硫化化合物物三九一一乙拌磷地亚农倍硫磷对硫磷丙硫磷乙硫磷乙丙硫磷谷硫磷壤虫磷丰索磷蝇毒磷马拉硫磷一0五九5质谱检检测器器毛细管柱接口离子源离子检测器加热器温度传感器6原子发发射光光谱检检测器器二色色谱分分离操操作条条件的的选择择1.色谱柱固定相相；固定液液膜膜厚度；柱长等2.载气及其线线速的选择择检测器载气柱效u较小时，选选择分子量量较大的载载气（N2，Ar）；u较大时，选选择分子量量较小的载载气(H2，He)u的选择3.柱温的选择改变柱温产产生的影响响柱效增加柱温可可加快气相相、液相的的传质速率率，有利于于降低塔板板高度，改改善柱效；；但同时又又会加剧纵纵向扩散，，从而导致致柱效下降降。分离度柱温升高，，K减小，分离离度下降。。分析时间降低柱温，，分析时间间增加柱温应控制制在固定液液的最高使用温温度和最低使用用温度范围围之内。使最难分离离的组分有有尽可能好好的分离前前提下，采采取适当低低的柱温，，但以保留留时间适宜宜，峰形不不拖尾为度度。柱温一般选择在在组分平均均沸点左右右。组分复杂，，沸程宽的的试样，采采用程序升升温。选择原则程序升温50~250℃，8℃/min恒温150℃正构烷烃恒恒温和程序序升温色谱谱图比较程序升温不不仅可以改改善分离，，而且可以以缩短分析析时间。4.进样量的选选择进样量柱效进样量过大大，使色谱谱柱超载，，柱效急剧剧下降，峰峰形变宽检测器进样量过大大，峰高或或峰面积与与进样量的的线性关系系被破坏·进样量应控控制在柱容容量允许范范围及检测器线线性检测范范围之内气相色谱分分析方法及及应用一定性分分析1用已知纯物物质对照定性保留值定性性峰高增加法法定性2用经验规律律和文献值值定性(1)经验规律碳数规律在一定温度度下，同系物的调整保留留时间的对对数与分子子中碳数成成线性关系系如果知道两两种或更多多同系物的的调整保留留时间，则则可求出常常数A和C。从色谱图图查出未知知物的后后，，根据上式式即可求出出未知物的的碳数。(2)相对保留值值(3)保留指数Z,Z+1:正构烷烃的的碳原子数数进样例：乙酸正正丁酯在阿阿皮松L柱上的流出出曲线如下下图所示。。由图中测测得调整保保留距离为为：乙酸正正丁酯310.0mm，正庚烷烷174.0mm，正辛烷烷373.4mm。求乙酸酸正定酯酯的保留留指数。。在与文献献值对照照时，一一定要重重视文献献值的实实验条件件，如固固定液、、柱温等等。而且且要用几几个已知