【正文】 %，達(dá)到基線分離。 其他色譜分析方法 液相色譜 (LC) 包括 制備液相色譜 離子色譜 (IC) 毛細(xì)管電泳 (CE) 薄層色譜 (TLC) 親和色譜 (AC) 凝膠滲透色譜又稱排阻色譜 (GPC) 高速逆流色譜 超臨界流體色譜 (SFC） 全二維氣相色譜 多維氣相色譜 色譜法主要是用來分析自然界中各種有機(jī)物的方法 167。 有機(jī)物一般都含有碳、氫、氧、氮幾種化合物，包括：烷烴和環(huán)烷烴、鹵代烷和有機(jī)金屬化合物、烯烴、炔烴、苯和芳香族化合物、醇類、醚類、醛類、酮類、羧酸及其衍生物、胺類、酚類、醌類、雜環(huán)化合物、單糖和多糖、氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、酶、核酸、萜類化合物、甾類化合物（膽固醇和激素）、生物堿、有機(jī)硫、有機(jī)磷、有機(jī)硅、有機(jī)硼等。 思考題： 簡述色譜分析法有哪幾種分類方法？每種分類方法中有哪些具體方法？ 第二章 氣相色譜分析 定義： 氣相色譜法是以惰性氣體（載氣）為流動相，以固定液或固體吸附 劑作為固定相的色譜法。 載氣 → 減壓 → 凈化 → 穩(wěn)壓 → 進(jìn)樣 → 分離 → 檢測 → 處理 → 記錄 其 分離原理 是基于待測物在氣相和固定相之間的吸附 脫附（氣固色譜）和分配（氣液色譜）來實現(xiàn)的。 167。樣品由載氣攜帶進(jìn)入色譜柱時 ， 立即被吸附劑所吸附 。 隨著載氣的流動 ， 被測組分在氣固吸附劑表面進(jìn)行反復(fù)的吸附 、 解吸 、 再吸附 、 再解吸 。 氣液色譜： 在氣液色譜中 ， 當(dāng)載氣攜帶樣品進(jìn)入色譜柱時 ， 氣相中的被測組分就溶解到固定液中 。 這樣反復(fù)多次溶解 、 揮發(fā) 、 再溶解 、 再揮發(fā) 。 氣相色譜法的特點和應(yīng)用 “ 三高 ” “ 一快 ” “ 一廣 ” 效能 ：一般填充柱的理論塔板數(shù)可達(dá)數(shù)千 ， 毛細(xì)管柱可達(dá)一百多萬 。 靈敏度 ：可以檢測 10?11～ 10?13g物質(zhì)，適合于痕量分析 快 ：一個試樣的分析可在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)完成。 分析的有機(jī)物，約占全部有機(jī)物 (約 300萬種 )的 20%。 氣相色譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域 石油和石油化工分析（煉油廠、研究所） 油氣田勘探中的化學(xué)分析、原油分析、煉氣廠氣體分析、模擬蒸餾、油料分析、單質(zhì)烴分析、含硫 /含氮 /含氧化合物分析、汽油添加劑分析、脂肪烴分析、芳烴分析。分析人工煤氣中 H O N CO、 CO CH C2H C2H C2H2等主要成分的分析等 食品分析（食品廠、產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗所、糧油監(jiān)測站、 衛(wèi)生防疫、海產(chǎn)品檢測） 農(nóng)藥殘留分析、香精香料分析、添加劑分析、脂肪酸甲酯分析、食品包裝材料分析、水產(chǎn)檢測 舉例如下：蒸餾酒及配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的氣相色譜分析（氫焰離子化檢測器， GDX102填充柱或 FFAP大口徑毛細(xì)管柱，外標(biāo)法（峰面積）定量，分析白酒中的甲醇和雜醇油）；白酒中有關(guān)醛、醇、酯的分析；植物油中殘留溶劑的檢測（按照國標(biāo) GB/ 6號溶劑殘留量進(jìn)行測定）；食品添加劑（防腐劑、增白劑、抗氧化劑、著色劑等）及食品中農(nóng)藥殘留分析（食品中山梨酸、苯甲酸（ GB/）、食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留（ GB/）、食品中六六六、滴滴涕殘留（ GB/）、食品中氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留（ GB/GB/）、食品中擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留、海產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯的氣相色譜法（ GB/）、水產(chǎn)品中的硫丹檢測、多寶魚中的藥殘檢測。 氣相色譜儀 現(xiàn)在 ， 有近百廠家 、 提供數(shù)百種型號的氣相色譜儀 。 如柱溫 、 氣體流速 、 自動進(jìn)樣等 。 其中 ， GC最重要的發(fā)展是開管柱 （ 毛細(xì)管 ） 的引入 ， 使含有數(shù)百種混合物樣品得以分離 ！ 氣相色譜結(jié)構(gòu)流程圖 process of gas chromatograph 1載氣鋼瓶； 2減壓閥； 3凈化干燥管； 4針形閥； 5流量計 。6壓力表； 9熱導(dǎo)檢測器； 10放大器； 11溫度控制器； 12記錄儀； 載氣系統(tǒng) 進(jìn)樣系統(tǒng) 分離系統(tǒng) 檢測系統(tǒng) 溫控系統(tǒng) 記錄系統(tǒng) 進(jìn)行氣相色譜法分析時 ， 載氣 （ 一般用氮氣或氫氣 ） 由高壓鋼瓶供給 ， 經(jīng)減壓閥減壓后 ， 載氣進(jìn)入凈化管干燥凈化 ， 然后由穩(wěn)壓閥控制載氣的流量和壓力 ， 并由流量計顯示載氣進(jìn)入柱之前的流量后 ， 以穩(wěn)定的壓力進(jìn)入氣化室 、 色譜柱 、 檢測器后放空 。 分離后的各組分 ， 先后流出色譜柱進(jìn)入檢測器 ， 檢測器將其濃度信號轉(zhuǎn)變成電信號 ， 再經(jīng)放大器放大后在記錄器上顯示出來 ， 就得到了色譜的流出曲線 。這就是氣相色譜法分析的過程 。 包括 氣源 、 凈化干燥管和載氣流速控制 及氣體化裝置 。 單柱單氣路 一個柱子、一條氣路，最簡單、多用。 雙柱雙氣路 將載氣分成兩路，分別進(jìn)入兩個裝填完全相同的柱子， 分別進(jìn)入兩個裝填完全相同的柱子，再分別進(jìn)入檢測器的兩 臂或進(jìn)入兩個檢測器，其中一路作為分析用，一路供補償用， 消除條件誤差。 要求化學(xué)惰性好 ， 不與有關(guān)物質(zhì)反應(yīng) 。 凈化器 ：多為分子篩和活性碳管的串聯(lián)，去除載氣中的水、有機(jī)物等雜質(zhì)。 壓力表 ：多為兩級壓力指示： 第一級 ， 鋼瓶壓力 （ 總是高于常壓 ）。 通常在柱后 ， 以皂膜流量計測流速 。 氣路系統(tǒng) 作用： 供給色譜分析所需要的載氣、燃?xì)?、助燃?xì)狻? 載氣：最常用的有 N2， H2等。 燃?xì)狻⒅細(xì)猓?H2和空氣。 進(jìn)樣系統(tǒng)的作用 就是把各種形態(tài)的樣品轉(zhuǎn)化為氣態(tài) ， 以便進(jìn)樣分析 。 進(jìn)樣要求：進(jìn)樣量或體積適宜； “ 塞子 ” 式進(jìn)樣 。 體積過大或進(jìn)樣過慢 ， 將導(dǎo)致分離變差 (拖尾 )。 液體進(jìn)樣器 由液體進(jìn)樣針（自動進(jìn)樣器）、汽化室、加熱系統(tǒng)組成 分為：填充柱進(jìn)樣口和毛細(xì)管柱進(jìn)樣口 不同規(guī)格的專用注射器，填充柱色譜常用 10μL ；毛細(xì)管色譜常用 1μL ；新型儀器帶有全自動液體進(jìn)樣器，清洗、潤沖、取樣、進(jìn)樣、換樣等過程自動完成，一次可放置數(shù)十個試樣。無催化作用。 其作用就是把樣品中的各個組分分離開來 。 柱材料包括金屬 、 玻璃 、 融熔石英 、 聚四氟等 。 色譜柱：色譜儀的核心部件。長度可根據(jù)需要確定。 柱填料：粒度為 6080或 80100目的色譜固定相。 填充柱 ：多為 U 形或螺旋形，內(nèi)徑 2~4 mm，長 1~10m，常用的 1~3 m ， 內(nèi)填固定相； 開管柱 ：分為涂壁、多孔層和涂載體開管柱。通常彎成直徑 10~30cm的螺旋狀。 過去是填充柱占主要，但現(xiàn)在，這種情況正在迅速發(fā)生變化，除了一些特定的分析之外，填充柱將會被更高效、更快速的開管柱所取代！ 柱溫 ：是影響分離的最重要的因素 。 。 柱溫通常要等于或略高于樣品的平均沸點 (分析時間 2030min)；對寬沸程的樣品 ， 應(yīng)使用程序升溫方法 。一 般的氣體分析和簡單液體樣品分析都采用恒溫模式。 恒溫： 45oC 程序升溫： 30~180oC 恒溫： 145oC 溫度低，分離效果較好，但分析時間長 程序升溫，分離效果好，且分析時間短 溫度高，分析時間短，但分離效果差 程序升溫與恒溫對分離的影響比較 程序升溫氣相色譜法 方法特點： 適用對象：多組分、沸點范圍寬的樣品。 通常由檢測元件、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器三部分組成 . 被色譜柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測器，按其濃度或質(zhì)量隨時間的變化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜圖； 常用的檢測器：熱導(dǎo)檢測器、氫火焰離子化檢測器、電子捕獲檢測器、火焰光度檢測器、氮磷檢測器。 濃度型 ：檢測的是載氣中組分濃度的瞬間變化 ， 即響應(yīng)值與濃度成正比 。 質(zhì)量型 ：檢測的是載氣中組分進(jìn)入檢測器中速度變化，即響應(yīng)值與單位時間 進(jìn)入檢測器的質(zhì)量成正比。 根據(jù)應(yīng)用范圍 ，分為 通用型檢測器 和 選擇型檢測器 通用型 ：對所有物質(zhì)有響應(yīng)，如 TCD、 FID。 根據(jù)工作過程 ，分為 破壞型檢測器 和 非破壞型檢測器 破壞型： 檢測過程中樣品遭到破壞，不能回收。 非破壞型： 檢測過程中樣品不遭到破壞，可以回收。 檢測器類型 (TCD) thermal conductivity detector,TCD TCD是一種應(yīng)用較早的通用型檢測器 ， 又稱導(dǎo)熱析氣計 。 原理 ：由于不同氣態(tài)物質(zhì)所具有的熱傳導(dǎo)系數(shù)不同，當(dāng)它們到達(dá)處于恒溫下的熱敏元件（如 Pt, Au, W, 半導(dǎo)體）時，其電阻將發(fā)生變化，將引起的電阻變化通過某種方式轉(zhuǎn)化為可以記錄的電壓信號，從而實現(xiàn)其檢測功能。通常將參比臂和樣品臂組成 惠斯通電橋 。 參考臂：僅允許純載氣通過。 測量臂 ——接在色譜柱后 通樣品氣體 +載氣 ， 電阻為 Rx 惠斯通電橋 參比臂 ——接在色譜柱前 只通載氣 ， 電阻 R1 兩個等阻值電阻 R2 = R3 工作過程 （ 四臂 ） ： 1） 在只有載氣通過時 ， 四個臂的溫度都保持不變 ， 電阻值也不變 。 檢測原理 平衡電橋，右圖 依據(jù)組分與載氣的熱導(dǎo)系數(shù)的差別進(jìn)行檢測 2）當(dāng)有樣品隨載氣進(jìn)入樣品臂時， 使測量臂的溫度改變，引起電阻的變化，參考臂流過的仍是純載氣，測量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差， R參 ≠ R測 ，則： R參 R1。信號與組分濃度相關(guān)。 載氣 +樣品的混合氣體與純載氣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，則輸出信號越強。 檢測器的響應(yīng)值 S ∝ i3， 但穩(wěn)定性下降 ， 基線不穩(wěn) 。 溫度高時橋電流不能太高 ， 因為可能燒壞鎢絲 。 顯然 ， 熱絲與池體溫度相差越大 ，越有利于熱傳導(dǎo) ， 檢測器的靈敏度也就越高 。 二是降低池體溫度 ， 但是池體溫度不能低于樣品的沸點 。 因此對沸點不是很低的樣品 ， 采用此法提高靈敏度是有限的 。 影響 TCD靈敏度的因素： 3） 載氣種類： 載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大 ， 在檢測器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大 ， 檢測靈敏度越高 。 通常選擇熱導(dǎo)系數(shù)大的 H2 和 He 作載氣 。 靈敏度高 ， 峰形正常 、 線性范圍寬 、易于定量 。 氦氣也具有較大的熱導(dǎo)系數(shù) ， 安全 ，但價格較高 。 用 N2作載氣時 ， 熱導(dǎo)系數(shù)較大的試樣 (如甲烷 )可出現(xiàn)倒峰 。 載氣純度 影響 TCD靈敏度。實驗表明，在橋電流 160～ 200mA時，用 %的超純氫比用 99%普氫靈敏度高 6%～ 13%。 TCD為濃度型檢測器，對 載氣流速 的波動很敏感， TCD的峰面積響應(yīng)值反比于載氣流速。在填充柱分析中，一般載氣流速在 3045ml/min為宜，對微型 TCD（毛細(xì)管分析），為有效消除峰形擴(kuò)展，同時又保持高的靈敏度，通常載氣加尾吹氣的總流速在 30～ 45 ?！? 綜述：較大的橋電流、較低的池體溫度、低分子量的載氣以及具有大的電阻溫度系數(shù)的熱敏元件可獲得較高的靈敏度。 任何熱絲都有一最高承受溫度，高于此溫度則燒斷。商品色譜儀出廠時均附有這三者的關(guān)系曲線，見下圖所示，按此圖調(diào)節(jié)橋電流，就能保證熱絲溫度不會太高。 圖： TCD的最高橋電流曲線 ，務(wù)必要先通載氣 為確保熱絲不被燒斷，在 TCD通橋電流前，務(wù)必要先通載氣，檢查整個氣路的氣密性是否完好，調(diào)節(jié) TCD出口處的流速，穩(wěn)定 10～ 15分鐘后，才能加橋電流。關(guān)機(jī)時也一定要先關(guān)橋電流，后關(guān)載氣 (否則檢測器熱絲會燒斷 )，最后關(guān)主機(jī)電源。載氣凈化系統(tǒng)使用一定時間后，因吸附飽和而失效，應(yīng)立即更換，以確保載氣正常凈化。當(dāng)室溫下降時，凈化器不再飽和，又開始吸附雜質(zhì)，于是基線向下漂移。 5. TCD溫度必須高于柱溫，否則組分會在池體內(nèi)冷凝。近年 TCD也用于高沸點樣品以及痕量分析等，例如： (一 ) 石油裂解氣的分析，因為石油裂解氣為無機(jī)氣體和輕烴的混合物。工業(yè)色譜儀中 85%～ 90%用 TCD。 (三 ) 空氣中痕量氯氣的直接測定。 25m ，將空氣和二氧化碳、氯氣分離，空氣進(jìn)入分子篩柱后，切換閥使 CO2和氯氣直接進(jìn)入 TCD，而空氣在分子篩柱中進(jìn)一步分離后，再進(jìn)入 TCD。氯的檢測限可達(dá) 3μg/g ，在 3～ 300μg/g 范圍內(nèi)均呈良好的線性關(guān)系。 又稱氫焰離子化檢測器 。 原理：含碳有機(jī)物在 H2Air火焰中燃燒產(chǎn)生碎片離子