【正文】 （色譜圖）及有關術語 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?—— 色譜柱分離效能評價指標； 色譜峰間距 —— 固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù) 色譜術語 1）基線： 在實驗條件下，色譜柱后僅有純流動相進入檢測器時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)對不同大小的分子的排阻作用進行分離的方法。 （一）從兩相的狀態(tài)分類： 色譜法中，流動相可以是氣體，也可以是液體，由此可分為 氣相色譜法（ GC） 和液相色譜法（ LC） 。當流動相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時，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上發(fā)展了描述色譜過程的速率理論 ， 1965年 Giddings總結和擴展了前人的色譜理論，為色譜的發(fā)展奠定了理論基礎，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）得以實際應用，而在 1956年 Stahl開發(fā)出薄層色譜板涂布器之后，才使 TLC得到廣泛地應用， 在 60年代末把高壓泵和化學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用，而在 80年代初由Jenson等集前人經(jīng)驗而發(fā)展起來的毛細管電泳，（ CZE），在 90年代得到廣泛的發(fā)展和應用，同時集 HPLC和 CZE優(yōu)點的毛細管電色譜在 90年代后期受到重視，到 21世紀色譜科學已經(jīng)在生命科學等前沿科學領域發(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，將它用于分析化學并配合適當?shù)臋z測手段，就成為色譜分析法。由俄國植物學家茨維特（ Tsweett）創(chuàng)立 . 色譜法的最早應用是用于分離植物色素 . 1903年，茨維特做了一個植物色素分離實驗： 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多年里沒有人關注這一偉大的發(fā)明，直到 1931年德國的 Kuhn和Lederer才重復了茨維特的某些實驗，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，我們把它叫做流動相。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結構上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強弱不同，隨著流動相的移動，混合物在兩相間經(jīng)過反復多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時間不同，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。 從載氣帶著組分進入色譜柱起就用檢測器檢測流出柱后的氣體，并用記錄器記錄信號隨時間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線，當待測組分流出色譜柱時，檢測器就可檢測到其組分的濃度，在流出曲線上表現(xiàn)為峰狀，叫色譜峰?；€在穩(wěn)定的條件下應是一條水平的直線。 3） 保留值 a. 死時間 (t0) ： 不與固定相作用的物質(zhì)從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間 ， 它與色譜柱的空隙體積成正比 。 c. 調(diào)整保留時間 tr’ ： 某組份的保留時間扣除死時間后的保留時間，它是組份在固定相中的滯留時間。0rrt t t?? R與拖尾因子 r ：表示相鄰兩個峰分離程度的優(yōu)劣，是色譜柱分離效能的指標， 用 “ R” 表示。 物質(zhì)的分類以及有機物知識簡述 自然界中的物質(zhì)分為有機物和無機物兩種，其中有機物占 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 按柱子粗細分 : 填充柱色譜 毛細管柱色譜 氣相色譜過程 ：待測物樣品被蒸發(fā)為氣體并注入到色譜分離柱柱頂，以惰性氣體（指不與待測物反應的氣體，只起運載蒸汽樣品的作用，也稱載氣）將待測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 ， 吸附能力強的組分在色譜柱中停留的時間就長些 ， 而吸附能力弱的組分在色譜柱中停留的時間就短些， 經(jīng)過一段時間后 ， 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間就長些 ， 溶解度小的組分容易揮發(fā) ， 停留在色譜柱中的時間就短些 ， 經(jīng)過一定的時間 ， 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)空氣檢測分析（按國標 GB503252022選用專用的色譜柱可完成對室內(nèi)空氣中苯、甲苯、二甲苯及總揮發(fā)性有機合物（ TVOC）的檢測；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；用電子俘獲檢測器（ ECD）測定室內(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：選用熱導檢測器、雙閥多柱系統(tǒng)、手動或自動進樣。 過去幾十年內(nèi) ， 色譜儀器得到了極大的發(fā)展 ， 這主要歸于： 1970s——電子積分儀及計算機數(shù)據(jù)處理裝置的發(fā)展； 1980s——計算機技術對儀器各類參數(shù)的自動控制 。6壓力表； 4針形閥； 5流量計 。 利用色譜流出曲線上的色譜峰就可以進行定性 、 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 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 、 氮氣 、 氦氣 、 氬氣 ， 純度要求 %以上 。 載氣流速控制 ：壓力表、流量計、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 ， 并以計算機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 儀器進氣孔 穩(wěn)壓表 穩(wěn)流表 汽化室 柱 檢測器。 進樣系統(tǒng)分為 氣體進樣器 、 液體進樣器和固體進樣器等 組成部分：進樣器 （ 氣體球膽 、 六通氣體進樣閥 、 液體進樣針 、 固體裂解進樣器 ） 、 汽化室 、 加熱系統(tǒng) 。 二、進樣系統(tǒng) 氣體進樣器（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入分離柱。 固體進樣器 由熱裂解器、加熱系統(tǒng)、汽化室組成 填充柱進樣系統(tǒng) 毛細管進樣系統(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 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 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、風扇）、色譜柱、溫控部件。一般填充柱 1— 10M；毛細管柱 15— 100M。內(nèi)徑~，長達 15100m。 其變化應小 177。 柱溫分為恒溫和程序升溫兩種 恒溫 ：對于沸程不太寬的簡單樣品，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 、 檢測系統(tǒng) 檢測器：是將流出色譜柱的被測組分的濃度轉(zhuǎn)變?yōu)? 電信號的裝置，是色譜儀的眼睛。 如 TCD、 ECD。 選擇型 ：對特定物質(zhì)有高靈敏響應，如 ECD、 FPD、 NPD。如 TCD、 ECD 。 構成 ：由池體和熱敏元件構成。 測量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過。R2≠R 測 記錄儀記錄下組分濃度隨時間變化的峰狀圖形。橋電流太高時 ， 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 。 而對于氣體樣品 ， 特別是永久氣體 ， 采用此法可達到較好的效果 。 因為 H He的熱導系數(shù)遠遠大于其它化合物 。 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氣時用 。純度低將產(chǎn)生較大噪聲，降低檢測限。因此，在檢測過程中，載氣流速必須保持恒定，在柱分離條件許可時，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（橋電流的大小）是由載氣種類和池體溫度決定的。分析過程中，若需要更換色譜柱、進樣墊或鋼瓶，務必要先關橋電流，再更換。如不及時更換，載氣凈化系統(tǒng)就成了溫度誘導漂移的根源。 TCD的應用舉例 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火焰中燃燒的有機化合物 (如烴類物質(zhì) )的檢測 。 (2) 氫焰檢測器要用到三種氣體： N2 ：載氣攜帶試樣組分； H2 ：為燃氣； 空氣：助燃氣。極化極和收集極通過高阻、基流補償和 50～ 350V的直流電源組成檢測電路，測量氫火焰中所產(chǎn)生的微電流。在電場作用下，正離子移向收集極 (正極 )。無樣品時兩極間離子很少，基流不變 。 （一）毛細柱插入噴嘴深度 毛細柱插入噴嘴深度對改善峰形十分重要。 （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檢測器，同時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)，因為 FID是典型的質(zhì)量型檢測器，峰高與載氣流速成正比，而且在