【正文】 （色譜圖）及有關(guān)術(shù)語(yǔ) 如圖所示為一色譜流出曲線： 色譜流出曲線的意義： 色譜峰數(shù) 樣品中單組份的最少個(gè)數(shù)； 色譜保留值 —— 定性依據(jù)； 色譜峰高或面積 —— 定量依據(jù)； 色譜保留值或區(qū)域?qū)挾?—— 色譜柱分離效能評(píng)價(jià)指標(biāo)； 色譜峰間距 —— 固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù) 色譜術(shù)語(yǔ) 1）基線： 在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱后僅有純流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)的流出曲線稱為基線。 空間排斥（阻）色譜法 ：利用多孔性物質(zhì)對(duì)不同大小的分子的排阻作用進(jìn)行分離的方法。 （一）從兩相的狀態(tài)分類： 色譜法中，流動(dòng)相可以是氣體，也可以是液體，由此可分為 氣相色譜法（ GC） 和液相色譜法（ LC） 。當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，混合物中的各組分與固定相發(fā)生相互作用。 1956年 Van Deemter等在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)展了描述色譜過程的速率理論 ， 1965年 Giddings總結(jié)和擴(kuò)展了前人的色譜理論，為色譜的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，另一方面早在 1944 Consden等就發(fā)展了紙色譜， 1949年 Mecllean等在氧化鋁中加入淀粉粘合劑制作薄層板使薄層色譜法，（ TLC）得以實(shí)際應(yīng)用，而在 1956年 Stahl開發(fā)出薄層色譜板涂布器之后，才使 TLC得到廣泛地應(yīng)用， 在 60年代末把高壓泵和化學(xué)鍵合固定相用于液相色譜，出現(xiàn)了高效液相色譜，（ HPLC）， 80年代初毛細(xì)管超臨界流體色譜（ SFC）得到發(fā)展，但在 90年代后才得到較廣泛的應(yīng)用，而在 80年代初由Jenson等集前人經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來的毛細(xì)管電泳，（ CZE），在 90年代得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，同時(shí)集 HPLC和 CZE優(yōu)點(diǎn)的毛細(xì)管電色譜在 90年代后期受到重視，到 21世紀(jì)色譜科學(xué)已經(jīng)在生命科學(xué)等前沿科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮它不可代替的重要作用。色譜法也由此而得名。 概述 色譜法也叫層析法，它是一種高效能的物理分離技術(shù)，將它用于分析化學(xué)并配合適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段，就成為色譜分析法。由俄國(guó)植物學(xué)家茨維特（ Tsweett）創(chuàng)立 . 色譜法的最早應(yīng)用是用于分離植物色素 . 1903年，茨維特做了一個(gè)植物色素分離實(shí)驗(yàn)： 在一玻璃管中放入碳酸鈣，將含有植物色素（植物葉的提取液）的石油醚倒入管中。 在茨維特提出色譜概念后的 20多年里沒有人關(guān)注這一偉大的發(fā)明，直到 1931年德國(guó)的 Kuhn和Lederer才重復(fù)了茨維特的某些實(shí)驗(yàn)，用氧化鋁和碳酸鈣分離了 α ， β ，和 γ ，胡蘿卜素，此后用這種方法分離了 60多種這類色素。 一、色譜分離基本原理： 在色譜法中存在兩相，一相是固定不動(dòng)的，我們把它叫做固定相；另一相則不斷流過固定相，我們把它叫做流動(dòng)相。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)，混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時(shí)間不同，從而按一定次序由固定相中先后流出。 固定相既可以是固體，也可以是涂在固體上的液體，由此又可將氣相色譜法和液相色譜法分為氣 液色譜、氣 固色譜、液 液色譜、液 固色譜。 從載氣帶著組分進(jìn)入色譜柱起就用檢測(cè)器檢測(cè)流出柱后的氣體，并用記錄器記錄信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線，當(dāng)待測(cè)組分流出色譜柱時(shí)，檢測(cè)器就可檢測(cè)到其組分的濃度，在流出曲線上表現(xiàn)為峰狀，叫色譜峰?；€在穩(wěn)定的條件下應(yīng)是一條水平的直線。 3） 保留值 a. 死時(shí)間 (t0) ： 不與固定相作用的物質(zhì)從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間 ， 它與色譜柱的空隙體積成正比 。 c. 調(diào)整保留時(shí)間 tr’ ： 某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，它是組份在固定相中的滯留時(shí)間。0rrt t t?? R與拖尾因子 r ：表示相鄰兩個(gè)峰分離程度的優(yōu)劣，是色譜柱分離效能的指標(biāo)， 用 “ R” 表示。 物質(zhì)的分類以及有機(jī)物知識(shí)簡(jiǎn)述 自然界中的物質(zhì)分為有機(jī)物和無機(jī)物兩種，其中有機(jī)物占 80%。 按固定相分類 : 氣 固色譜 氣 液色譜 按分離原理分 : 吸附色譜 分配色譜 按柱子粗細(xì)分 : 填充柱色譜 毛細(xì)管柱色譜 氣相色譜過程 ：待測(cè)物樣品被蒸發(fā)為氣體并注入到色譜分離柱柱頂，以惰性氣體（指不與待測(cè)物反應(yīng)的氣體，只起運(yùn)載蒸汽樣品的作用，也稱載氣）將待測(cè)物樣品蒸汽帶入柱內(nèi)分離。 概述 氣固色譜： 在氣固色譜中的固定相是一種具有多孔性及比表面積較大的吸附劑 。 由于各組分在氣固吸附劑表面吸附能力不同 ， 吸附能力強(qiáng)的組分在色譜柱中停留的時(shí)間就長(zhǎng)些 ， 而吸附能力弱的組分在色譜柱中停留的時(shí)間就短些， 經(jīng)過一段時(shí)間后 ， 各組分就彼此分離開并依次流出色譜柱 。 由于各組分在固定液中的溶解度不同 ， 溶解度大的組分較難揮發(fā) ， 停留在色譜柱中的時(shí)間就長(zhǎng)些 ， 溶解度小的組分容易揮發(fā) ， 停留在色譜柱中的時(shí)間就短些 ， 經(jīng)過一定的時(shí)間 ， 各組分就彼此分離并依次流出色譜柱 。 廣 泛 ：可以分析氣體試樣，也可分析易揮發(fā)或可衍生轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體和固體。 舉例如下：天然氣常量分析（ O N CH CO C2HC3H iC nC iC50、 nC50等組分的常量分析）；液化石油氣分析（液化石油氣中 C2C4及總 C5烴類組成的分析）；煉廠氣分析（快速分析 H O N CO CO、 C10C60、 C2二 C4二及 C6以上烴等組分）； 環(huán)境分析（環(huán)保監(jiān)測(cè)站） 大氣污染物分析、水分析、土壤分析、固體廢棄物分析 舉例如下：室內(nèi)空氣檢測(cè)分析（按國(guó)標(biāo) GB503252022選用專用的色譜柱可完成對(duì)室內(nèi)空氣中苯、甲苯、二甲苯及總揮發(fā)性有機(jī)合物（ TVOC）的檢測(cè)；采用衍生氣相色譜法，經(jīng) ，用環(huán)已烷萃取，以 OV17和QF1混涂色譜柱分離；用電子俘獲檢測(cè)器（ ECD）測(cè)定室內(nèi)空氣中的甲醛）；土壤中有害物質(zhì)的分析；汽車尾氣分析等 造氣廠（煤氣成分分析、水煤氣成分分析、氣體廠：H O N CO、 CO C2H He、 Ar等） 人工煤氣分析 氣體純度分析及雜質(zhì)含量分析 舉例如下：選用熱導(dǎo)檢測(cè)器、雙閥多柱系統(tǒng)、手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)樣。 過去幾十年內(nèi) ， 色譜儀器得到了極大的發(fā)展 ， 這主要?dú)w于： 1970s——電子積分儀及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置的發(fā)展； 1980s——計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)儀器各類參數(shù)的自動(dòng)控制 。6壓力表； 4針形閥； 5流量計(jì) 。 利用色譜流出曲線上的色譜峰就可以進(jìn)行定性 、 定量分析 。 載氣氫氣空氣減 壓 閥 2減 壓 閥 3減 壓 閥 1穩(wěn) 壓 閥 1穩(wěn) 壓 閥 2穩(wěn) 壓 閥 3針 型 閥 1針 型 閥2針 型 閥 3針 型 閥 40 ~ 0 . 2 5m p a0 ~ 0 . 2 5m p am p a填 充柱1填 充柱 2[H2]1[H2]2[A i r] 1[ A i r ] 2穩(wěn) 流 閥1穩(wěn) 流 閥 2F I D 1F I D 2氣 阻1氣 阻2氣 阻 3氣 阻 4汽 化 室 1汽 化 室 2m p a0 ~ 0 . 40 ~ 0 . 40 ~ 0 . 2 5m p am p a0 ~ 0 . 2 5填充柱（ FID雙柱雙氣路）氣路流程圖 填充柱（ TCD雙柱雙氣路）氣路流程圖 載氣減 壓 閥 1針 型 閥 1針 型 閥 4空氣減 壓 閥 3穩(wěn) 壓 閥 3凈 化 器 1針 形 閥 2清 洗 氣分 流 出口毛 細(xì) 管柱尾 吹 氣H2A i r穩(wěn) 壓 閥 1凈 化 器 2針 形 閥 3氣 阻 30 ~ 0 . 4M P a0 ~ 0 . 2 5 M P a氣 阻 1針 型 閥 60 ~ 0 . 4M P a分 流 / 不 分 流 汽 化 室F I D氫氣減 壓 閥 2穩(wěn) 壓 閥 2氣 阻 20 ~ 0 . 2 5 M P a針 型 閥 5專用毛細(xì)管柱氣路流程圖 常見氣路系統(tǒng) 常見的有單柱單氣路、多（雙）柱單氣路、雙柱雙氣路。 載氣 ：常用氫氣 、 氮?dú)?、 氦氣 、 氬氣 ， 純度要求 %以上 。 載氣流速控制 ：壓力表、流量計(jì)、針形穩(wěn)壓閥，控制載氣流速恒定。 許多現(xiàn)代儀器裝置有電子流量計(jì) ， 并以計(jì)算機(jī)控制其流速保持不變 。所走的路線為： 鋼瓶（或氣體發(fā)生器） 壓力表 減壓閥 凈化管 儀器進(jìn)氣孔 穩(wěn)壓表 穩(wěn)流表 汽化室 柱 檢測(cè)器。 進(jìn)樣系統(tǒng)分為 氣體進(jìn)樣器 、 液體進(jìn)樣器和固體進(jìn)樣器等 組成部分：進(jìn)樣器 （ 氣體球膽 、 六通氣體進(jìn)樣閥 、 液體進(jìn)樣針 、 固體裂解進(jìn)樣器 ） 、 汽化室 、 加熱系統(tǒng) 。 二、進(jìn)樣系統(tǒng) 氣體進(jìn)樣器（六通閥） 推拉式和旋轉(zhuǎn)式兩種，由氣體取樣袋、六通閥、定量管組成 試樣首先充滿定量管，切入后，載氣攜帶定量管中的試樣氣體進(jìn)入分離柱。 固體進(jìn)樣器 由熱裂解器、加熱系統(tǒng)、汽化室組成 填充柱進(jìn)樣系統(tǒng) 毛細(xì)管進(jìn)樣系統(tǒng) 載 氣分 流 / 不 分 流汽 化 室凈 化 器凈 化 器針 形 閥針 形 閥或 背 壓 閥毛 細(xì) 管 柱二 位 三 通電 磁 閥墊 清 洗 氣 出 口分 流 氣 出 口PRA凈 化 器凈 化 器針 形 閥針 形 閥或 背 壓 閥毛 細(xì) 管 柱二 位 三 通電 磁 閥墊 清 洗 氣 出 口分 流 氣 出 口PRA分 流 / 不 分 流汽 化 室載 氣( a ) 分 流 方 式( b ) G r o b 式 不 分 流 方 式 柱分離系統(tǒng)是色譜分析的心臟部分 。 三、柱分離系統(tǒng) 組成部分：柱室（后開門、風(fēng)扇）、色譜柱、溫控部件。一般填充柱 1— 10M；毛細(xì)管柱 15— 100M。內(nèi)徑~，長(zhǎng)達(dá) 15100m。 其變化應(yīng)小 177。 柱溫分為恒溫和程序升溫兩種 恒溫 ：對(duì)于沸程不太寬的簡(jiǎn)單樣品，可采用恒溫模式。 程序升溫方式： 單階程序升溫 多階程序升溫 四 、 檢測(cè)系統(tǒng) 檢測(cè)器：是將流出色譜柱的被測(cè)組分的濃度轉(zhuǎn)變?yōu)? 電信號(hào)的裝置，是色譜儀的眼睛。 如 TCD、 ECD。 選擇型 ：對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，如 ECD、 FPD、 NPD。如 TCD、 ECD 。 構(gòu)成 ：由池體和熱敏元件構(gòu)成。 測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過。R2≠R 測(cè) 記錄儀記錄下組分濃度隨時(shí)間變化的峰狀圖形。橋電流太高時(shí) ， 還可能造成鎢絲燒壞 ,電流通常選擇在 50~200 mA之間 2） 池體溫度： 不同溫度允許的橋電流值是不同的 。 增大溫差有二種方法 :一是提高橋面流 ， 以提高熱絲溫度 ， 前面已討論過 。 而對(duì)于氣體樣品 ， 特別是永久氣體 ， 采用此法可達(dá)到較好的效果 。 因?yàn)?H He的熱導(dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它化合物 。 N2與 Ar作載氣 ， 靈敏度低 ， 易出 W峰 ， 線性范圍窄 、一般只在分析 H He氣時(shí)用 。純度低將產(chǎn)生較大噪聲，降低檢測(cè)限。因此，在檢測(cè)過程中，載氣流速必須保持恒定，在柱分離條件許可時(shí)，以低載氣流速為妥。s 4）熱敏元件阻值： 阻值高、電阻溫度系數(shù)大（隨溫度改變，阻值改變大，或者說熱敏性好）的熱敏元件，其靈敏度高。熱絲溫度的高低（橋電流的大?。┦怯奢d氣種類和池體溫度決定的。分析過程中，若需要更換色譜柱、進(jìn)樣墊或鋼瓶，務(wù)必要先關(guān)橋電流，再更換。如不及時(shí)更換，載氣凈化系統(tǒng)就成了溫度誘導(dǎo)漂移的根源。 TCD的應(yīng)用舉例 TCD特別適用于永久性氣體、 C1～ C3烴，硫和碳各種形態(tài)的氧化物以及水等揮發(fā)性化合物的分析。 (二 ) 水及氧化性化工產(chǎn)品的程序升溫分析，要對(duì)樣品中微量水定量，必須用 TCD。圖 314為其色譜圖。 主要用于可在H2Air火焰中燃燒的有機(jī)化合物 (如烴類物質(zhì) )的檢測(cè) 。 (2) 氫焰檢測(cè)器要用到三種氣體： N2 ：載氣攜帶試樣組分； H2 ：為燃?xì)猓? 空氣：助燃?xì)?。極化極和收集極通過高阻、基流補(bǔ)償和 50～ 350V的直流電源組成檢測(cè)電路，測(cè)量氫火焰中所產(chǎn)生的微電流。在電場(chǎng)作用下，正離子移向收集極 (正極 )。無樣品時(shí)兩極間離子很少，基流不變 。 （一）毛細(xì)柱插入噴嘴深度 毛細(xì)柱插入噴嘴深度對(duì)改善峰形十分重要。 （二）氣體種類、流速和純度 1．載氣、尾吹氣種類和流速 載氣不但將組分帶入 FID檢測(cè)器，同時(shí)又是氫火焰的稀釋劑。 載氣流速根據(jù)色譜柱分離要求調(diào)節(jié)，因?yàn)?FID是典型的質(zhì)量型檢測(cè)器，峰高與載氣流速成正比，而且在