【正文】 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 148 二極管陣列檢測器光路圖 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 149 安捷倫HP一一OO系列的高效液相色譜儀 。有可變波長紫外檢測器和二極管陣列檢測器 (DAD)。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 146 HPLC柱及附件 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 147 （ 5）檢測記錄系統(tǒng) 常用有折光檢測器 (RID)和紫外吸收檢測器 (VWD)。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 145 (4) 分離系統(tǒng) 色譜柱：內(nèi)徑 ～ mm、 長度 15～ 30 cm的直型不銹鋼管 ， 內(nèi)充極細(xì) (粒徑 5~10?m)的固定相 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 144 取樣狀態(tài) ：流動(dòng)相直接進(jìn)柱，進(jìn)樣口與定量管連接，樣品充滿定量管后，多余樣品從 6流出。 3) 脈動(dòng)阻尼器：種類多，都有一定容積和彈性 4) 壓力測量裝置： 5) 流量測量裝置： 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 143 (3) 進(jìn)樣系統(tǒng) 因 HPLC柱壓高 ， 不能直接用注射器山南樣 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 142 輔助裝置 1) 過濾器：除掉機(jī)械雜質(zhì)及固體顆粒。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 141 梯度洗脫裝置 配比固定的流動(dòng)相可采用單泵驅(qū)動(dòng) ， 配比需不斷改變的可選用梯度泵 。偏心輪帶動(dòng)活塞往復(fù)移動(dòng)，恒流輸出，并通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 140 往復(fù)柱塞泵 有明顯脈沖，需采取措施：增加脈沖阻尼器、改變凸輪形狀、加電子線路保護(hù)、用多頭泵系統(tǒng)(并聯(lián)串聯(lián) )等。 因所填固定相極細(xì) ， 滲透性變 差 ， 需高壓流動(dòng)相方可通過色譜柱 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 138 為保持色譜柱的穩(wěn)定性，要求： 1) 與固定相不互溶 （延長柱壽命） 2) 不發(fā)生不可逆吸附 3) 有合適的 pH值 4) 化學(xué)惰性 ——不與樣品及固定相發(fā)生反應(yīng)。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 137 (1) HPLC流動(dòng)相 色譜流動(dòng)相決不僅僅是被分離物質(zhì)的運(yùn)載體，它直接影響到分離的好壞，影響到測定的成功與否。 5) 價(jià)高 ：儀器設(shè)備相對(duì)較貴，操作費(fèi)用較高。廣泛應(yīng)用于化工、制藥、醫(yī)院、衛(wèi)生、生物、食品、輕工等行業(yè)。用熒光檢測器更佳。 2) 高速 ：分離分析一個(gè)試樣中的幾個(gè)組分一般只要幾到幾十分鐘。 不同的分離模式的 異同 ：主要是固定相和流動(dòng)相有所不同，儀器及操作方法大同小異。 當(dāng)初也有稱高壓色譜 (high pressure LC)的。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 133 HPLC法的特點(diǎn)及儀器 液相色譜 —— 采用不同配比的液體為流動(dòng)相。 設(shè)備不太復(fù)雜 ， 操作費(fèi)用比較低 。 氣相色譜可檢測出 1011～ 1012g的物質(zhì) ，可以直接用以測定試樣 (如環(huán)境檢測中的水和大氣 )中的微 (痕 )量物質(zhì) 。 最快時(shí)可在 30min內(nèi)完成 200~300個(gè)組分的定性定量分析 。 一般一根 1～ 2 m的色譜柱 ， 理論塔板數(shù)可達(dá)數(shù)千 ， 毛細(xì)管柱可達(dá)數(shù)萬 。 現(xiàn)均配置色譜處理機(jī)或色譜工作站 ， 自動(dòng)擔(dān)負(fù)色譜圖的記錄和保留值 、 峰高 、 峰面積 (乃至塔板數(shù)和分離度 )的計(jì)算 ， 并能直接報(bào)告分析結(jié)果 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 130 5) 記錄 系統(tǒng) 所有結(jié)果將用記錄系統(tǒng)給予記錄 。 氫火焰離子化檢測器 (FID)——根據(jù)有機(jī)化合物在氫火焰中燃燒時(shí)能產(chǎn)生少量離子而設(shè)計(jì) 。 種類 ：根據(jù)檢測性能而分類 。 氣固色譜 為吸附色譜機(jī)理 ， 固定相為一些固體吸附劑 （ 如 Al2O 硅膠 、 分子篩等 ） 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 127 填充柱和毛細(xì)管柱比較 參 數(shù) 毛細(xì)管柱 填 充 柱 柱長（ m） 內(nèi)徑（ mm） 填充物粒度 總柱效 (板數(shù) ) 柱前壓 (Mpa) 樣品量 (μl) 分析對(duì)象 20—100 — 2μm或無 幾萬到幾十萬 — 小于 復(fù)雜組份分析 1— 5 2— 4 80—100目 1500—8000 大于 簡單樣品分析 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 128 氣液色譜 為分配型色譜機(jī)理 ， 固定相由一些高沸點(diǎn)有機(jī)化合物 (固定液 )涂漬在多孔的擔(dān)體 (最常用的擔(dān)體是硅藻土擔(dān)體 )之上所形成的液體固定相 。 氣相色譜柱分填充柱和毛細(xì)管柱兩類 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 125 2) 進(jìn)樣系統(tǒng) 由進(jìn)樣口 、 氣化室和微量注射器組成 進(jìn)樣程序： a)吸取試樣溶液 b)刺穿硅橡膠隔膜 c)樣品進(jìn)入汽化室 d)試樣迅速汽化 e)被載氣攜帶入柱 。 載氣系統(tǒng)由氣源 （ 一般為N H2鋼瓶 ） 、 氣體凈化器 、 載氣流量調(diào)節(jié)閥和流量表所組成 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 122 儀器及氣相色譜法特點(diǎn) 氣相色譜儀 由載氣系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測和記錄系統(tǒng)等部分所組成。 缺點(diǎn)： 每一個(gè)試樣均需加入一定量的內(nèi)標(biāo)物 ， 增加了測定的工作量 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 120 %1 0 0%1 0 0 sssiiii ????? mmAfAfmmwSUM：通過外加的內(nèi)標(biāo)物與待測物的峰面積 、 校正因子之間的比例關(guān)系 ， 由內(nèi)標(biāo)物的量來確定待測物的量 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 119 內(nèi)標(biāo)法 internal standard method 適用 ：因各種原因不能使所有組分都出峰 ， 或有組分含量過大 (小 )， 或只要分析樣品中少量組分時(shí) 過程 ：在總量 m的樣品中加入質(zhì)量為 mS的內(nèi)標(biāo)物 S，然后根據(jù)被測物和內(nèi)標(biāo)物的重量和在色譜圖上相應(yīng)的峰面積比求出某組分 i 的含量 。 特點(diǎn) ： 操作簡單 ， 適合大批量試樣的分析 。 過程 ： 用標(biāo)準(zhǔn)物配制系列標(biāo)準(zhǔn)液 ， 在選定色譜條件下進(jìn)樣分離 ， 用峰面積對(duì)濃度做 標(biāo)準(zhǔn)曲線 。 但當(dāng)試樣中有組分無峰時(shí)不能使用 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 117 歸一化法 normalization method %1 0 0. . . .. . . .%1 0 0nn2211iiii ???????? fAfAfAfAfAmmwii要求 ： 試樣中所有組分都能出分峰 (出柱并有響應(yīng) )。 需根據(jù)不同的要求選擇合適的定量方法 。im,i //AmAmfff ??測絕對(duì)校正因子困難 ， 故實(shí)際分析常用相對(duì)校正因子 (通常以苯為基準(zhǔn)求得 )。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 115 相對(duì)校正因子 ssii39。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 114 (2) 定量校正因子 由于檢測器對(duì)不同組分的響應(yīng)靈敏度不同 ， 等濃度兩組分的峰面積不一定相等 ， 無法體現(xiàn)不同的 “ 待測物質(zhì)的量與其峰面積呈正比 ” ， 因而需經(jīng)校正因子校正后方可定量 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 113 (1) 峰面積的測量 色譜峰的面積可由峰高和半峰寬計(jì)算 ， 對(duì)峰形對(duì)稱的峰計(jì)算式為 A= h?W1/2 不對(duì)稱峰峰面積的近似計(jì)算公式為： A = h (+) 和 為峰高 。ii Afm ??色譜定量分析 ——根據(jù)組分檢測響應(yīng)訊號(hào)的大小 ，定量確定試樣中各個(gè)組分的相對(duì)含量 。 2%。 認(rèn)真做好每一步 ， 色譜定量會(huì)很準(zhǔn)確 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 110 與其他儀器聯(lián)用定性 利用與定性能力很強(qiáng)的紅外、質(zhì)譜等儀器聯(lián)合，確定未知樣品的相關(guān)組分。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 108 由圖可見，比較未知物和標(biāo)準(zhǔn)物的保留時(shí)間 tR， VR或記錄紙走的距離 XR，就能判斷出未知物中： 峰 2為甲醇， 峰 3為乙醇， 峰 4為正丙醇， 峰 7為正丁醇， 峰 9為正戊醇。 嚴(yán)格說 ，準(zhǔn)確的保留值應(yīng)是進(jìn)樣量很小時(shí)所測的值 。 同時(shí)還要確定各色譜峰面積的大小或峰值的高低與組分的量的關(guān)系，即進(jìn)行 定量分析 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 104 如圖 a:表示柱系統(tǒng)對(duì)兩組分的選擇性適中，由于柱效高，兩組分得到了基線分離； 圖 b:色譜系統(tǒng)對(duì)兩組分的選擇性與 a相同，但柱效低，未達(dá)到基線分離； 圖 c:色譜分離系統(tǒng)對(duì)兩組分有很高的選擇性，雖然柱效較低，但仍能達(dá)到基線分離。 衡量相鄰峰的分離程度可用分離度 (resolution， R)表示： 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 103 分離度的意義 當(dāng)色譜峰對(duì)稱呈正態(tài)分布時(shí) ， R＝ ， 兩相鄰峰的分離程度達(dá) 98%； R＝ ， 分離程度達(dá)到 %(達(dá)完全分離 )。 同色譜條件下不同組分的峰參數(shù)不同； 同一組分在不同色譜條件下所得峰參數(shù)亦不同； 同條件下所得的 N值大，則該實(shí)驗(yàn)條件下該色譜柱的柱效高。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 100 不同分離度的結(jié)果 故希望組分區(qū)帶在色譜分離過程中盡量不擴(kuò)散(峰不變寬 )，即所得色譜柱柱效 (column efficiency)要高。 色譜圖上兩組分峰之間的距離取決于分離系統(tǒng)對(duì)組分的選擇性 ， 即由體系的熱力學(xué)性質(zhì) （ ?21）決定 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 98 色譜參數(shù)的用途： 1) 根據(jù)保留參數(shù)可進(jìn)行 定性 鑒定； 2) 根據(jù)峰參數(shù)可進(jìn)行 定量 測定； 3) 根據(jù)色譜峰的保留值和峰寬參數(shù)可以評(píng)價(jià)色譜的分離 效率 。 ?半峰寬 (Wh） ——峰高一半處的色譜峰寬度 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 97 峰參數(shù)定義 ?峰高 (h)——從基線到組分峰最大值 （ 峰頂 ） 間的距離所代表的信號(hào)值 。 ?死時(shí)間 (dead time, tM) ——完全不溶解于固定相因而不被固定相所保留的組分從進(jìn)樣到該組分信號(hào)最大值出現(xiàn)時(shí)所需要的時(shí)間 。R139。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 94 2．色譜圖和色譜峰參數(shù) 流動(dòng)相攜帶組分進(jìn)入色譜檢測器，由檢測器將濃度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，由此記錄得到的信號(hào) 時(shí)間曲線稱為 色譜圖 ，色譜圖由基線（無信號(hào)處的平直線部分）和若干色譜峰所組成。經(jīng)歷多次分配后 ， 差異被“ 放大 ” ， 組分間有明顯的位置差 ， 從而形成了分配系數(shù)不同的組分之間的差速遷移 。 在一定溫度下 ， 組分在兩相間達(dá)到分配平衡時(shí)的 濃度比 稱為 分配系數(shù) (capacity factor)K： 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 92 色譜分離過程 同溫度下不同組分的 k值不同 ， k值小的組分易溶每次分配平衡后 CSCM， 反則反之 。 3. 按 分離的機(jī)理 ——分配色譜法 、 吸附色譜法 、 離子交換色譜法 、 空間排阻色譜法 和 親和色譜法 等 。 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 89 色譜流程 2022/10/24 無機(jī)與分析化學(xué) 第十章 90 色譜法分類： 流動(dòng)相和固定相物態(tài) ——?dú)夤躺V 、 氣液色譜 (統(tǒng)稱氣相色譜 gas chromatography, GC)、 液固色譜 、液液色譜 (統(tǒng)稱液相色譜 liquid chromatography, LC)。 現(xiàn)代色譜分析將分離和分析 (檢測 )過程集成于一臺(tái)儀器中，成為一種分離能力較強(qiáng)、檢測靈敏度較高、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的儀器分析法。混合物被流動(dòng)相 [mobile phase]攜帶著流過固定相 [stationary phase]時(shí)，因各組分在兩相之間的分配平衡 (或吸附平衡等 )的差異，使得性質(zhì)不同的