【正文】 2022/5/28 色譜分析 1 177 1. 色譜流動(dòng)相的基本要求 適用于所選的檢測(cè)器 1) UV： 在紫外線區(qū) “ 透明 ” 2) 示差：折射率與溶劑有較大差異 3) 電化學(xué)檢測(cè)器：電惰性。 三合一的氣源值得考慮。 載氣 20℃ 的粘度（ ?P） 100℃ 的粘度（ ?P） 氫氣 二氧化碳 氮?dú)? 氦氣 氬氣 氨氣 84 135 175 194 225 98 103 187 208 228 270 — 2022/5/28 色譜分析 1 172 4. 載氣純度的影響 載氣純度不高所引入的雜質(zhì)易干擾微量組分的檢出。 電子捕獲檢測(cè)器多用氮?dú)饣驓鍤?。但高流速時(shí)則以輕載氣為好，可以有較大的擴(kuò)散系數(shù)，有利于改善液相傳質(zhì)。 1. 氣相色譜流動(dòng)相 GC載氣主要起運(yùn)載作用，對(duì)不同分離模型影響不同： GSC：載氣與組分一起與固體吸附劑作用，對(duì)分離影響明顯。 2022/5/28 色譜分析 1 160 環(huán)境檢測(cè)實(shí)例 用 HPWAX毛細(xì)管柱檢測(cè)涂料溶劑，用程序升溫模式可得到漂亮的譜圖。 2022/5/28 色譜分析 1 159 交聯(lián)毛細(xì)管柱 (CLOT—— CrossLinked Open Tubular Column)：涂好固定液后再用偶聯(lián)劑交聯(lián)鍵合，柱子性能有很大改善，能耐高溫，抗水、抗溶劑。 2022/5/28 色譜分析 1 158 多孔層壁涂柱（ PLOT—— Porous Layer Open Tubular Column）：先涂上吸附劑或惰性固體于柱壁，再涂漬固定液。 目前的各種色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)和色譜工站已完全能滿足記錄系統(tǒng)的要求 。） 也可用氬離子化和電子捕獲檢測(cè)器，此時(shí)需在毛細(xì)管出口外加吹洗氣以降低檢測(cè)器死體積。 2022/5/28 色譜分析 1 154 檢測(cè)器 因流速低 ， 且內(nèi)徑細(xì) ， 只能分析小量樣品 ， 約 10―5～ 10－ 6克 ， 有的組份如占%， 則相當(dāng)于 10―7～ 10－ 8克 ， 要求高靈敏度檢測(cè)器 。通常適用于口徑較大的毛細(xì)管柱，如口徑柱。 2022/5/28 色譜分析 1 151 HP6820系統(tǒng)的分流裝置 這是 Agilent公司 2022年推出的新型號(hào)儀器 HP 6820的進(jìn)樣口裝置。然后通過(guò)放空閥調(diào)節(jié)分流比。 當(dāng)柱溫 、 分流比 、 流速改變時(shí)各色譜峰的相對(duì)大小要保持恒定 。 即在氣化室出口分兩路 ，絕大部分放空 ， 極小部分進(jìn)柱子 ，這兩部分比例叫 分流比 。 )1( kULt R ??2022/5/28 色譜分析 1 143 三、毛細(xì)管柱的色譜系統(tǒng) 與填充柱系統(tǒng)基本一樣 。 如果柱效高， K值也大是最理想的，目前流行大孔厚膜毛細(xì)管柱可望具有這兩重性質(zhì)。 mlV 1 2 2 ????? ?毛mlV 0 02 2 ????? ?填2022/5/28 色譜分析 1 140 柱效能 毛細(xì)管柱每米塔片數(shù)通常在 2022－ 5000之間 ，長(zhǎng) 20米的毛細(xì)管柱總柱效為 4萬(wàn)至 10萬(wàn) 。 進(jìn)樣量超過(guò)允許量后柱效降低， 色譜峰展寬，出現(xiàn)不對(duì)稱峰 。 2 1m i n )( CCBH g ??2022/5/28 色譜分析 1 132 當(dāng)被測(cè)物質(zhì)的k﹥ 10時(shí)，如果每米理論板數(shù)大于 1000/d時(shí)，則所用柱子的性能較好 222m in )1(31161KKKrB C gH?????k Hmin ( r ) Hmin ( r )0123456780. 581. 221. 451. 561. 641. 681. 721. 741. 76910204060801001000→∞1. 7751. 7881. 851. 881. 891. 8971. 901. 912K值不同時(shí)的 Hmin 2022/5/28 色譜分析 1 133 表中為 K值很大時(shí)最好柱效 (每米板數(shù) )值 ， 其值由 H/L = 1000 / d 一般認(rèn)為直徑在 — 小于 ， 入口壓力增加 ， 柱負(fù)荷減少 大于 ， 雖柱負(fù)荷增大 ， 但柱效下降 目前流行 ， 不必分流 。 2022/5/28 色譜分析 1 127 用毛細(xì)管柱，有利于： ⊙ 提高色譜分離能力， ⊙ 加快色譜分析速度， ⊙ 促進(jìn)色譜的應(yīng)用都是十分必要的： 2022/5/28 色譜分析 1 128 二、毛細(xì)管色譜法的相關(guān)理論 UCUCUBAH g 1/ ??????填充柱UCUCUBH g 1/ ?????毛細(xì)管1．毛細(xì)管柱的速率方程： 毛細(xì)管色譜理論和填充柱色譜理論 基本相同 ，但各有特色 ，對(duì)操作條件選擇有指導(dǎo)意義。 2022/5/28 色譜分析 1 121 2. 無(wú)限直徑效應(yīng) 毛細(xì)管氣相色譜分析 2022/5/28 色譜分析 1 123 一、毛細(xì)管柱與填充柱的區(qū)別 柱溫參數(shù)毛細(xì)管柱 填 充 柱柱長(zhǎng) （ m ）內(nèi)徑 （ mm ）填充物粒度總柱效 （板數(shù)）柱前壓 （ MP a ）樣品量 （ μ l ）分析對(duì)象20 — 1000 . 1 — 0 . 72 μ m 或無(wú)填充物幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)0 . 0 5 — 0. 10小于 0 . 0 1可分析復(fù)雜組份1 — 52 — 480 — 100 目1500 — 8000 0 . 2 0大于 0 . 5適合簡(jiǎn)單樣品分析2022/5/28 色譜分析 1 124 2022/5/28 色譜分析 1 125 與填充柱相比 ， 毛細(xì)管柱的特點(diǎn)為： 分離效能高 分析速度快 樣品用量少 可在幾十分鐘內(nèi)分離出包含幾百種化合物的汽油餾分 ， 然而樣品用量?jī)H有數(shù)微克 在快速分析方面 ， 可在幾秒鐘內(nèi)分離含十幾個(gè)組份的樣品 。 2022/5/28 色譜分析 1 119 1. 壁效應(yīng) 2022/5/28 色譜分析 1 120 2. 無(wú)限直徑效應(yīng) 為了消除壁效應(yīng) ， 可采用點(diǎn)進(jìn)樣 （ 或稱中心進(jìn)樣 ） 技術(shù) ， 將樣品導(dǎo)入柱頭中心 ， 而流動(dòng)相直接穿過(guò)整個(gè)柱入口截面 。 樣品到達(dá)柱中心 ， 不是呈一個(gè)濃度高度集中的規(guī)則的 “ 點(diǎn) ” ， 而是以不均勻的輻射方式分散在整個(gè)柱子的入口處 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 只要衛(wèi)柱與高效 、 小粒度分析柱聯(lián)用 ， 除了使 k’為零的組分的塔板數(shù)大大減少外 ， 對(duì) k’值較大的組分 ， 其柱效下降很少 。 連續(xù)注射含有強(qiáng)滯留 (不被洗脫 )組分的樣品 ， 將使柱效下降 ， 保留值改變 ， 選擇性變壞 ， 柱壽命縮短 。 應(yīng)該將柱子保存在以下 pH范圍內(nèi)的水溶液流動(dòng)相中： 2pH。在空穴中加入新的勻漿或玻璃微珠 ， 也無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的柱效 。 堵塞后需要仔細(xì)拆洗 ， 清除堵塞物 ， 但必須防止較強(qiáng)的機(jī)械震動(dòng) ， 防止用熱手接觸柱子 ，以擾動(dòng)柱內(nèi)的固定相層 ， 使柱效發(fā)生變化 。 防止細(xì)菌生長(zhǎng)的辦法是加入抑制劑 ， 如 %NaNO3。 是否會(huì)由于柱外效應(yīng) ， 使分析柱的柱效明顯下降 ？ 2022/5/28 色譜分析 1 112 液相色譜柱的保養(yǎng) 1． 柱易被極細(xì)的顆粒堵塞 ， 因此必須將流動(dòng)相仔細(xì)地蒸餾 、 過(guò)濾 。如流動(dòng)相中鹽類的存在會(huì)使鍵合相柱的性能衰退；以 SiO2為基質(zhì)的固定相 ， 過(guò)程隨溫度和 pH(8)增加而加速 。 要注意的是 ， 敲打不能過(guò)重 ， 以免載體碎裂；對(duì)涂漬低沸點(diǎn)固定液的固定相不宜用泵抽法；裝填要均勻 ，不要太松或太緊 。 柱子使用前都需進(jìn)行試漏和清洗 。 稱取一定量固定液溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中 (必要時(shí)可回流 )， 然后加入一定量經(jīng)過(guò)處理和篩分過(guò)的載體 ， 在適當(dāng)溫度下輕輕拍打燒杯 ， 待其中所有溶劑完全揮發(fā)后即涂漬完畢 。 如二甲基硅橡膠最低使用溫度為100－ 125℃ 、 阿匹松 L的最低使用溫度為 75℃ 、 六環(huán)聚苯醚的最低使用溫度為 75℃ 等等 。 該限制溫度即謂最高使用溫度 ， 它應(yīng)比相應(yīng)固定液的沸點(diǎn)低大約 150～ 200℃ 。 如商品鄰苯二甲酸酯和磷酸二甲酯中混有酸性化合物 ， 聚酯和聚乙二醇等往往含有低聚物 。 2022/5/28 色譜分析 1 89 4) 固定液選用原則 “ 相似相溶原則 ” 被分離樣品為非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液。 混合模式： 混合涂 混合裝 單柱串聯(lián) 前兩法的效果基本相近，較另一法好。 再適當(dāng)膠聯(lián)聚合，進(jìn)一步提高性能，尤其是對(duì)毛細(xì)管柱。 4) 判斷出峰順序 (常數(shù)值大的后出峰，且兩數(shù)值之比大于 ，可認(rèn)為能很好分離 )。 色譜手冊(cè)上有該參數(shù)，有按 5種評(píng)價(jià)物數(shù)值的大小排列的，也有以五項(xiàng)指標(biāo)值之和（或平均值）排列的。將這些數(shù)據(jù)按一定的規(guī)律歸類，并命名為特征常數(shù)。提出了選擇性分子間引力理論，或稱 “ 集團(tuán)結(jié)構(gòu)適應(yīng)理論 ” 。 由于分子中存在著各種集團(tuán)，不同分子間的集團(tuán)在電子性質(zhì)及空間因素上各有不同。 作用力大的保留值大，留柱時(shí)間長(zhǎng)，后出峰。 3) 玻璃微球：表面積小，滲透性好 ，但柱效低 。 品種 特點(diǎn) 承載固定液 用途 機(jī)械特性 比表面 催化性能 紅色 好 大 4 m2 / g 強(qiáng) 多 可達(dá)40% 分析非極性樣品 白色 差 小 1 m2 / g 弱 少 可達(dá)20% 分析極性樣品 2022/5/28 色譜分析 1 65 2) 載體 吸附作用 載體表面具有硅醇（ SiOH）和硅醚（ SiOSi）結(jié)構(gòu)，且有少量金屬（如鐵、鋁）氧化物（特別是紅色載體），故表面存在著氫鍵和酸堿活性作用點(diǎn)，是引起載體吸附甚至化學(xué)反應(yīng)或催化反應(yīng)的根本原因。 2 氣液填充色譜柱 在惰性固體表面涂漬高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，以其特殊的性質(zhì)進(jìn)行分離。 碳分子篩 (TDX系列等 )：是高分子產(chǎn)品，對(duì) CH2保留強(qiáng)。 固定相 —— 柱內(nèi)不移動(dòng)、起分離作用的物質(zhì)，有固體和液體之分。 如 1999年 3月起再版的 《 分析化學(xué)手冊(cè) 》 第二版 ， 共 10個(gè)分冊(cè)： 1基礎(chǔ)知識(shí)與安全知識(shí) 2化學(xué)分析 3光譜分析 4電分析化學(xué) 5氣相色譜分析 6液相色譜分析 7核磁共振波譜分析 8熱分析 9質(zhì)譜分析 10化學(xué)計(jì)量學(xué) 2022/5/28 色譜分析 1 44 學(xué)術(shù)會(huì)議文集 每年都有不同組織者組織召開(kāi)的國(guó)際國(guó)內(nèi)的各種分析界的學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì) ， 會(huì)議的文集也是一種很好的參考文獻(xiàn) ， 值得收集閱讀 。 高分離色譜與色譜通訊 （ High Resolution Chromatography and Chromatography Communication） 1978年創(chuàng)刊 。 色譜雜志 （ J， Chromatograpy） 1958年創(chuàng)刊 ,系多科性 （ 包括氣相 、 液相色譜 ， 薄層色譜 ，紙色譜 ， 離子交換色譜等 ） 國(guó)際雜志 ， 刊登各種原始論文及講座性文章 ， 并附有定性 、 定量數(shù)據(jù)及色譜文摘 ， 文章以英文 、 法文或德文發(fā)表 ， 從 1993年起分 A、 B卷發(fā)行 ， 每年還有Review專輯 。 1 39。 2022/5/28 色譜分析 1 32 色譜理論 —— 速率理論 這就是著名的范底姆特方程 。 反之 ， 若理論板高 H值越小 。 2. 組分在柱內(nèi)兩相間的分配系數(shù)是恒定的 ， 與組分濃度及在柱內(nèi)的位置無(wú)關(guān) 。116139。39。39。因其只與色譜柱種類及柱溫有關(guān)，故也是重要的定性指標(biāo)。39。 ? 極性溶劑提取物可考慮用 HPLC ? 有揮發(fā)性的化合物優(yōu)先用 GC ? 毛細(xì)管電泳是 HPLC的補(bǔ)充和發(fā)展 ? 聯(lián)用技術(shù)是今后的趨勢(shì) GCMS LCMS GCMSMS GCFTIR 色譜基本理論 2022/5/28 色譜分析 1 20 三、色譜基本理論 2022/5/28 色譜分析 1 21 色譜分離原理 2022/5/28 色譜分析 1 22 基本關(guān)系式 39。 2． 檢測(cè)能力強(qiáng)： 可以檢測(cè)出 1011~1015克級(jí)的痕量組分 ， 能滿足環(huán)境檢測(cè) 、 農(nóng)藥殘留等大量日常檢測(cè)分析的需要 。 ? 80年代發(fā)展起來(lái)的毛細(xì)管電泳 ， 解決了 DNA及其片段 、 單克隆抗體 、 蛋白質(zhì)及多肽等一般色譜技術(shù)難于解決的分離分析問(wèn)題 。 ? 1953年， Adams和 Holmes合成了