【正文】 色譜分析法 色譜法的分離原理 ? 利用樣品混合物中各組分理、化性質(zhì)的不同以及在兩相間分配系數(shù)的差異 , 當(dāng)兩相相對(duì)移動(dòng)時(shí)，各組分在兩相中反復(fù)多次重新分配，結(jié)果使混合物得到分離。 ? 兩相中，固定不動(dòng)的一相稱 固定相 (Stationary phase)；移動(dòng)的一相稱 流動(dòng)相 (Mobile phase)。 色譜法 一般分類 分離方法 固定相 所用平衡 液相色譜 LC LL分離 吸附在固定相表面的液體 不同溶液之間分配平衡 液相 固定相 固定相表面鍵合的有機(jī)相 在液體與固定相表面的分布 液固或吸附 固體 吸附 離子交換 離子交換樹脂 離子交換 尺寸排阻 聚合物中間隙 分布 /篩分 氣相色譜 GC（ 流動(dòng)相為氣體 ） 氣 、 液 吸附在固定相表面的液體 氣配 /氣 液 氣 鍵相 固體表面鍵合的有機(jī)物 氣配 /氣 液 氣 固定體 固體 吸附 超臨界流體色譜 SFC（ 流動(dòng)相超臨界流體 ） 固體表面鍵合的有機(jī)物 超臨界流體與鍵合表面的分配 氣相色譜法 第一節(jié) 概述 氣相色譜法 ： 以氣體為流動(dòng)相的柱色譜分離技術(shù) 一 、 GC分類 1. 按固定相分 氣 固色譜 氣 液色譜 2. 按分離原理分 吸附色譜 分配色譜 3. 按柱子粗細(xì)分 填充柱色譜 毛細(xì)管柱色譜 1載氣鋼瓶； 2減壓閥； 3凈化干燥管； 4針形閥； 5流量計(jì) 。6壓力表； 7進(jìn)樣器； 8色譜柱 。 9熱導(dǎo)檢測(cè)器；10放大器； 11溫度控制器； 12記錄儀； 氣相色譜儀 三 、 氣相色譜法的特點(diǎn)和應(yīng)用 “三高 ” “ 一快 ” “ 一廣 ” 占有機(jī)物 20% 適于分析氣體 、 易揮發(fā)的液體及固體 不適合分析不易氣化或不穩(wěn)定性物質(zhì) 樣品的衍生化使應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大 第二節(jié) 氣相色譜法的基本原理 一 、 基本概念 二 、 塔板理論 （ 平衡理論 ） 三 、 速率理論 熱力學(xué)理論：塔板理論 ——平衡理論 基礎(chǔ) 動(dòng)力學(xué)理論：速率理論 ——Vander方程 理論基礎(chǔ) 一、基本概念 1． 流出曲線和色譜峰 2． 基線 、 噪音和漂移 3． 保留值：色譜定性參數(shù) 4． 色譜峰的區(qū)域?qū)挾龋荷V柱效參數(shù) 1．流出曲線和色譜峰 流出曲線 （ 色譜圖 ） ： 電信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化曲線 色譜峰 ： 流出曲線上突起部分 不對(duì)稱因子 正常峰 （ 對(duì)稱 ） 非正常峰 前沿峰 拖尾峰 色譜峰 ABAAWf hs 2)( ???——fs在 ~ ——fs小于 ——fs大于 2．基線、噪音和漂移 基線 ： 當(dāng)沒有待測(cè)組分進(jìn)入檢測(cè)器 時(shí) ， 反映檢測(cè)器噪音隨時(shí)間 變化的曲線 （ 穩(wěn)定 —平直直線 ） 噪音 ： 儀器本身所固有的 ， 以噪音 帶 表示 （ 儀器越好 ， 噪音越小 ） 漂移 ： 基線向某個(gè)方向穩(wěn)定移動(dòng) （ 儀器未穩(wěn)定造成 ） 3．保留值：色譜定性參數(shù) ? 保留時(shí)間 tR：從進(jìn)樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí) 所需時(shí)間 ， 即組分通過色譜柱所需要的時(shí)間 ? 死時(shí)間 tm：不被固定相溶解或吸附的組分的保留時(shí) 間 （ 即組分在流動(dòng)相中的所消耗的時(shí)間 ） ， 或流動(dòng) 相充滿柱內(nèi)空隙體積占據(jù)的空間所需要的時(shí)間 ， 又 稱流動(dòng)相保留時(shí)間 ? 調(diào)整保留時(shí)間 tR’：組分的保留時(shí)間與死時(shí)間之差值 ， 即組分在固定相中滯留的時(shí)間 mRR ttt ??39。 039。 ttt RR ??或保留體積 VR：從進(jìn)樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí) 所消耗的流動(dòng)相的體積 死體積 Vm：不被保留的組分通過色譜柱所消耗的流 動(dòng)相的體積，又指色譜柱中未被固定相所占據(jù)的空 隙體積，即色譜柱的流動(dòng)相體積（包括色譜儀中的 管路、連接頭的空間、以及進(jìn)樣器和檢測(cè)器的空間） cRR FtV ??CRcR FtFV1?無關(guān)；為定值，與注：321 VVVV m ??? Cmm FtV ??Cmcm FtFV1?無關(guān)；為定值，與注：差，峰形，色譜峰擴(kuò)展 ???mV調(diào)整保留體積 VR’：保留體積與死體積之差 ， 即組分 停留在固定相時(shí)所消耗流動(dòng)相的體積 相對(duì)保留值 ri,s（ 選擇性系數(shù) α） ：調(diào)整保留值之比 CRmRR FtVVV ???? 39。39。cRcR FtFV139。39。 ?無關(guān)；與注：1239。139。239。139。212 kkVVttrRRRR ???，分配系數(shù) 一定溫度下，組分在固定相和流動(dòng)相之間分配達(dá)平衡時(shí)的濃度比 組分在流動(dòng)相中的濃度組分在固定相中的濃度?K K只與固定相和被分離物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān) K值的差別是分離的先決條件，差別越大，分離的可能性越大 K值大的組分后出峰 4．色譜峰的區(qū)域?qū)挾龋荷V柱效參數(shù) 峰寬 W：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點(diǎn)切線與基線相交 的截距 標(biāo)準(zhǔn)差 σ：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點(diǎn)距離的一半 σ→對(duì)應(yīng) ? 注： σ↓小，峰 ↓窄，柱效 ↑高 半峰寬 W1/2：峰高一半處所對(duì)應(yīng)的峰寬 ?3 5 ?W?4?W216 9 WW ?色譜曲線所提供的信息 色譜峰的個(gè)數(shù) 樣品中所含組分的最小個(gè)數(shù) 保留值 定性 面積（峰高） 定量 峰間距 評(píng)價(jià)固定相（流動(dòng)相）選擇是否合適 5．相平衡參數(shù) 容量因子 （ 容量比 ， 分配比 ） k：指在一定溫度和壓力下 ， 組分在色譜柱中達(dá)分配平衡時(shí) ， 在固定相與流動(dòng)相中的質(zhì)量比 ——更易測(cè)定 分配系數(shù) K ： msmmssmsVVKVCVCWWk ????mSCCK ?二、塔板理論 色譜柱每個(gè) H高度內(nèi)有一塊塔板 ， 共有若干塊塔板 組分在每塊塔板兩相間分配達(dá)平衡 ， K小的先出柱 多次分配平衡 ， K有微小差異組分仍可獲較好分離 （ 一 ） 塔板理論四個(gè)基本假設(shè) （ 二 ） 色譜峰的二項(xiàng)式分布 （ 三 ） 色譜峰的正態(tài)分布 （ 四 ） 理論板數(shù)和理論塔板高度的計(jì)算 假想： （一）塔板理論的四個(gè)基本假設(shè) 1． 在柱內(nèi)一小段高度內(nèi)組分分配瞬間達(dá)平衡 （ H→理論塔板高度 ） 2． 載氣非連續(xù)而是間歇式 （ 脈動(dòng)式 ） 進(jìn)入色譜柱 ， 每次進(jìn)氣一個(gè)塔板體積 3． 樣品和載氣均加在第 0號(hào)塔板上 ， 且忽略樣品 沿柱方向的縱向擴(kuò)散 4． 分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù) （四）理論板數(shù)和理論塔板高度的計(jì)算 理論塔板高度 H——為使組分在柱內(nèi)兩相間達(dá)到 一次分配平衡所需要的柱長(zhǎng) 理論塔板數(shù) N——組分流過色譜柱時(shí) ， 在兩相間 進(jìn)行平衡分配的總次數(shù) 理理 HLn ?理理或 nLH /?222/1)(16)(bRRWtWtn ?????????????，但柱壓和分析時(shí)間一定，；，分離能力，柱效一定，討論：理理理理理理理nLHnHLHnLn1不同；組分不同則與所用組分有關(guān)，選用注：計(jì)算 理理 nn一致無量綱，上下單位必須理n22139。239。)()(16WtWtn RRe f f ??e f fe f f nLH /?理，實(shí)的反映柱效扣除了死時(shí)間，更能真和