氣相液相色譜技術(shù)及應(yīng)用ppt課件

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1、昆蟲生理毒理組昆蟲生理毒理組l色譜法色譜法chromatographychromatography是是2020世紀(jì)初世紀(jì)初由俄國植物學(xué)家由俄國植物學(xué)家TswettTswett發(fā)明并命名的發(fā)明并命名的 l 19031903年，他做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，年，他做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，把枯燥的葉用石油醚萃取后，將少量的把枯燥的葉用石油醚萃取后，將少量的萃取液傾入填充有沉降萃取液傾入填充有沉降CaCO3CaCO3的直立玻璃的直立玻璃管柱的頂端，然后用石油醚洗脫，發(fā)現(xiàn)管柱的頂端，然后用石油醚洗脫，發(fā)現(xiàn)葉中的色素在葉中的色素在CaCO3CaCO3柱上相互分別，構(gòu)成柱上相互分別，構(gòu)成不同顏色的色帶。他把這種方法命名

2、為不同顏色的色帶。他把這種方法命名為色譜法色譜法ChromatographyChromatography。l1931年，年，Kuhn和和Lederer用填充氧化鋁粉用填充氧化鋁粉末的柱管將胡蘿卜素中兩種性質(zhì)非常類末的柱管將胡蘿卜素中兩種性質(zhì)非常類似的烴的異構(gòu)體似的烴的異構(gòu)體-和和-胡蘿卜素分別胡蘿卜素分別勝利，才引起人們的留意，認(rèn)識到色譜勝利，才引起人們的留意，認(rèn)識到色譜法在分別混合物方面有著寬廣的前景。法在分別混合物方面有著寬廣的前景。l1940-1943年，年，Tiselius開展了吸附色譜，開展了吸附色譜，并由于在吸附色譜和電泳等方面做出的并由于在吸附色譜和電泳等方面做出的重要奉獻(xiàn)而獲得

3、重要奉獻(xiàn)而獲得1948年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。l1941年，年，Martin和和Synge在研討氨基酸分在研討氨基酸分別時(shí)又發(fā)明了分配色譜法，他們因此獲別時(shí)又發(fā)明了分配色譜法，他們因此獲得了得了1952年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。l色譜是一種分別技術(shù)，當(dāng)這種分別技術(shù)色譜是一種分別技術(shù)，當(dāng)這種分別技術(shù)運(yùn)用于化學(xué)分析，就是色譜分析運(yùn)用于化學(xué)分析，就是色譜分析l色譜分析的根本要求是實(shí)現(xiàn)各混合物的色譜分析的根本要求是實(shí)現(xiàn)各混合物的分別分別l它的分別原理是使混合物中各組分在兩它的分別原理是使混合物中各組分在兩相間進(jìn)展分配：即固定相、流動(dòng)相相間進(jìn)展分配：即固定相、流動(dòng)相l(xiāng)固定相分兩類：活性

4、固體、活性液體固定相分兩類：活性固體、活性液體l流動(dòng)相普通為惰性氣體或有機(jī)溶劑流動(dòng)相普通為惰性氣體或有機(jī)溶劑1.色譜法分類色譜法分類 按兩相物理形狀分類：按兩相物理形狀分類：氣氣-固色譜固色譜gas-solid chromatography,GSC氣氣-液色譜液色譜gas-liquid chromatography,GLC液液-固色譜固色譜liquid-solid chromatography,LSC液液-液色譜液色譜liquid-liquid chromatography,LLC 按固定相形狀分類：按固定相形狀分類：填充柱色譜填充柱色譜柱色譜柱色譜 毛細(xì)柱色譜開管式色譜毛細(xì)柱色譜開管式色譜

5、1.色譜法分類色譜法分類 按分別過程物理化學(xué)原理分類：按分別過程物理化學(xué)原理分類：吸附色譜：用固體吸附劑做色譜固定相，吸附色譜：用固體吸附劑做色譜固定相，樣品各組分在吸附劑上吸附力大小不同。樣品各組分在吸附劑上吸附力大小不同。分配色譜：用液體做固定相，利用試樣組分配色譜：用液體做固定相，利用試樣組分在固定相中溶解、吸收或吸著才干不分在固定相中溶解、吸收或吸著才干不同，因此兩相分配系數(shù)不同進(jìn)展分別。同，因此兩相分配系數(shù)不同進(jìn)展分別。離子交換色譜：離子交換劑為固定相，分離子交換色譜：離子交換劑為固定相，分分別子型化合物分別子型化合物還有：離子對色譜、凝膠色譜、絡(luò)合色譜、還有：離子對色譜、凝膠色譜、

6、絡(luò)合色譜、親和色譜等。親和色譜等。2.色譜過程色譜過程:由于各組分在固定相的分配系數(shù)或由于各組分在固定相的分配系數(shù)或吸附和脫附才干有差別，各組分在吸附和脫附才干有差別，各組分在色譜柱中的滯留時(shí)間也就不同，即色譜柱中的滯留時(shí)間也就不同，即它們在柱中向前挪動(dòng)的速率不同。它們在柱中向前挪動(dòng)的速率不同。隨著流動(dòng)相不斷流過，組分在柱中隨著流動(dòng)相不斷流過，組分在柱中兩相間經(jīng)過了反復(fù)多次的分配和平兩相間經(jīng)過了反復(fù)多次的分配和平衡過程，當(dāng)挪動(dòng)一定柱長以后，試衡過程，當(dāng)挪動(dòng)一定柱長以后，試樣中各組分即可得到較完好的分別。樣中各組分即可得到較完好的分別。1基線基線 2色譜峰色譜峰 3峰高與峰面積峰高與峰面積 4

7、保管時(shí)間保管時(shí)間 色譜圖：色譜圖：流 動(dòng) 相流 動(dòng) 相供 輸 系供 輸 系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn) 樣進(jìn) 樣器器色譜柱色譜柱恒溫箱恒溫箱檢測器檢測器恒溫箱恒溫箱數(shù)據(jù)處置數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)系統(tǒng)組分搜集組分搜集系統(tǒng)系統(tǒng)控制顯示系控制顯示系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)l流動(dòng)相：氣流動(dòng)相：氣-液色譜分別中載氣是惰性的，液色譜分別中載氣是惰性的，僅攜帶樣品經(jīng)過色譜柱。氣僅攜帶樣品經(jīng)過色譜柱。氣-固色譜載氣固色譜載氣與組分一同與固體吸附劑作用，因此對與組分一同與固體吸附劑作用，因此對氣譜分別具有一定影響。氣譜分別具有一定影響。l普通載氣主要為：氮、氫、氦、氬、空普通載氣主要為：氮、氫、氦、氬、空氣、氧氣、二氧化碳等。氣、氧氣、二氧化碳等。l

8、要求：純度高要求：純度高l進(jìn)樣系統(tǒng)：進(jìn)樣就是把試樣快速、進(jìn)樣系統(tǒng)：進(jìn)樣就是把試樣快速、準(zhǔn)確的加到色譜柱頭。假設(shè)試樣為準(zhǔn)確的加到色譜柱頭。假設(shè)試樣為純液體或溶液，那么要求在進(jìn)樣系純液體或溶液，那么要求在進(jìn)樣系統(tǒng)中瞬間氣化。進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣統(tǒng)中瞬間氣化。進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣口、氣化室。氣化室的溫度通常比口、氣化室。氣化室的溫度通常比試樣中最難氣化的組分的沸點(diǎn)高試樣中最難氣化的組分的沸點(diǎn)高5050。l氣譜柱：色譜柱包括填充柱和毛細(xì)柱，填充柱氣譜柱：色譜柱包括填充柱和毛細(xì)柱，填充柱是在柱內(nèi)均勻、嚴(yán)密填充固定相顆粒的色譜柱。是在柱內(nèi)均勻、嚴(yán)密填充固定相顆粒的色譜柱。填充柱管通常用玻璃、金屬不銹鋼、銅、鋁填充

9、柱管通常用玻璃、金屬不銹鋼、銅、鋁或聚四氟乙烯制成。柱長或聚四氟乙烯制成。柱長1-3m1-3m。填充劑可以是。填充劑可以是吸附劑氣吸附劑氣-固色譜，也可以是涂有固定液固色譜，也可以是涂有固定液的載體氣的載體氣-液色譜。毛細(xì)柱普通為開管柱，液色譜。毛細(xì)柱普通為開管柱，即在毛細(xì)柱內(nèi)壁上涂有固定液。即在毛細(xì)柱內(nèi)壁上涂有固定液。l l固定相固定相:l 氣氣-固色譜以固體吸附劑作為固定相，固色譜以固體吸附劑作為固定相，例如：炭質(zhì)吸附劑、硅膠、氧化鋁等。例如：炭質(zhì)吸附劑、硅膠、氧化鋁等。l 氣氣-液色譜以涂有固定液的載體作為固液色譜以涂有固定液的載體作為固定相。固定液系涂漬在載體外表上起分定相。固定液系涂

10、漬在載體外表上起分別作用的物質(zhì)，在操作溫度下不易揮發(fā)別作用的物質(zhì)，在操作溫度下不易揮發(fā)的物質(zhì)。例如：聚硅氧烷的物質(zhì)。例如：聚硅氧烷 。l檢測器：是能檢測色譜柱流出組分及這些檢測器：是能檢測色譜柱流出組分及這些組分量的變化的器件，其功能是將經(jīng)色譜組分量的變化的器件，其功能是將經(jīng)色譜分別的組分的物質(zhì)信號轉(zhuǎn)化為易于丈量的分別的組分的物質(zhì)信號轉(zhuǎn)化為易于丈量的電信號，故也稱為電信號，故也稱為“換能器。最常用的檢換能器。最常用的檢測器是熱導(dǎo)檢測器測器是熱導(dǎo)檢測器TCD和火焰離子化和火焰離子化檢測器檢測器FID。此外，電子俘獲檢測器。此外，電子俘獲檢測器ECD和火焰光度檢測器和火焰光度檢測器FPD也用也用得

11、比較多。得比較多。l1、為什么程序升溫可以更好的實(shí)現(xiàn)混合、為什么程序升溫可以更好的實(shí)現(xiàn)混合物的分別？物的分別？l恒溫氣相色譜的柱溫恒定在試樣平均沸恒溫氣相色譜的柱溫恒定在試樣平均沸點(diǎn)，如試樣的沸程很寬，那么低沸點(diǎn)組點(diǎn)，如試樣的沸程很寬，那么低沸點(diǎn)組分因柱溫太高而色譜峰窄，相互重疊，分因柱溫太高而色譜峰窄，相互重疊，而高沸點(diǎn)組分又因柱溫太低，洗出很慢，而高沸點(diǎn)組分又因柱溫太低，洗出很慢，有些甚至不能洗出有些甚至不能洗出l 假設(shè)采用程序升溫，采用足夠低的初始假設(shè)采用程序升溫，采用足夠低的初始溫度，低沸點(diǎn)組分最先洗出，得到很好溫度，低沸點(diǎn)組分最先洗出，得到很好分別，隨著柱溫升高，較高沸點(diǎn)的組分分別，

12、隨著柱溫升高，較高沸點(diǎn)的組分也能較快洗出，得到良好的峰形也能較快洗出，得到良好的峰形l2、為什么需求分流？、為什么需求分流？l 由于開管柱載氣體積流速很小，將樣品由于開管柱載氣體積流速很小，將樣品從汽化室沖洗到色譜柱需求較長時(shí)間，從汽化室沖洗到色譜柱需求較長時(shí)間，導(dǎo)致進(jìn)樣器內(nèi)色譜帶擴(kuò)張。此外，開管導(dǎo)致進(jìn)樣器內(nèi)色譜帶擴(kuò)張。此外，開管柱樣品容量小，采用填充柱常規(guī)進(jìn)樣方柱樣品容量小，采用填充柱常規(guī)進(jìn)樣方式，引入樣品量將超越色譜柱負(fù)荷式，引入樣品量將超越色譜柱負(fù)荷l3、氣譜峰的拖尾與哪些要素有關(guān)？如何、氣譜峰的拖尾與哪些要素有關(guān)？如何消除？消除？l與載體、樣品類型、進(jìn)樣量等要素有關(guān)。與載體、樣品類型、

13、進(jìn)樣量等要素有關(guān)。l 樣品含脂肪烴、芳香烴、烯烴等成較弱樣品含脂肪烴、芳香烴、烯烴等成較弱的拖尾；含羥基、羧基的醇、酸等嚴(yán)重的拖尾；含羥基、羧基的醇、酸等嚴(yán)重拖尾；脂類拖尾較小。拖尾；脂類拖尾較小。l 進(jìn)樣量小，拖尾弱，進(jìn)樣量大，拖尾嚴(yán)進(jìn)樣量小，拖尾弱，進(jìn)樣量大，拖尾嚴(yán)重。重。l盡量減少進(jìn)樣量盡量減少進(jìn)樣量l構(gòu)成衍生物構(gòu)成衍生物l綜上所述，運(yùn)用儀器時(shí)，應(yīng)留意：綜上所述，運(yùn)用儀器時(shí)，應(yīng)留意：l 1.樣品要進(jìn)展凈化，提純樣品要進(jìn)展凈化，提純l 2.進(jìn)樣量要控制在一定范圍內(nèi)進(jìn)樣量要控制在一定范圍內(nèi)l 3.進(jìn)樣要迅速進(jìn)樣要迅速l 4.柱溫要控制在柱溫要控制在300 以內(nèi)，以免損害以內(nèi)，以免損害柱子柱子

14、l流動(dòng)相：種類較多。改動(dòng)流動(dòng)相的性質(zhì)流動(dòng)相：種類較多。改動(dòng)流動(dòng)相的性質(zhì)和組成，是提高色譜系統(tǒng)分別度和分析和組成，是提高色譜系統(tǒng)分別度和分析速度的重要手段速度的重要手段l根本要求：堅(jiān)持色譜柱的穩(wěn)定性、化學(xué)根本要求：堅(jiān)持色譜柱的穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、必需適宜所運(yùn)用的檢測器、具有惰性、必需適宜所運(yùn)用的檢測器、具有溶解樣品的才干、溶劑的清洗和改換方溶解樣品的才干、溶劑的清洗和改換方便、毒性小、價(jià)錢廉價(jià)、純度高便、毒性小、價(jià)錢廉價(jià)、純度高l色譜柱：采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼管或硬質(zhì)玻璃色譜柱：采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼管或硬質(zhì)玻璃管。最好是直形柱。裝柱方法復(fù)雜，需管。最好是直形柱。裝柱方法復(fù)雜，需求高壓泵加壓。求高壓泵加壓。l硅膠

15、是高效液相色譜運(yùn)用最多的固定相硅膠是高效液相色譜運(yùn)用最多的固定相填料。最重要的有兩種：外表多孔層硅填料。最重要的有兩種：外表多孔層硅膠，全多孔微粒硅膠。膠，全多孔微粒硅膠。l高壓泵：它將流動(dòng)相在高壓下延續(xù)不斷地高壓泵：它將流動(dòng)相在高壓下延續(xù)不斷地送入色譜系統(tǒng)。高壓泵的性能直接影響整送入色譜系統(tǒng)。高壓泵的性能直接影響整機(jī)的穩(wěn)定性、反復(fù)性和分析精度。機(jī)的穩(wěn)定性、反復(fù)性和分析精度。l 它應(yīng)具有如下性能：流量穩(wěn)定；流它應(yīng)具有如下性能：流量穩(wěn)定；流量范圍寬，且延續(xù)可調(diào)；輸出壓力高、密量范圍寬，且延續(xù)可調(diào)；輸出壓力高、密封性能好；耐腐蝕；操作、改換溶劑方便。封性能好；耐腐蝕；操作、改換溶劑方便。l檢測器：

16、常用的有紫外檢測器檢測器：常用的有紫外檢測器ultraviolet detector,UV和熒光檢測和熒光檢測器器fluorescence detector,FD。1、氣相色譜法、氣相色譜法 1高選擇性：可以分別分析性質(zhì)極為高選擇性：可以分別分析性質(zhì)極為相近的物質(zhì)相近的物質(zhì) 2高效能高效能 3高靈敏度高靈敏度 4分析速度快分析速度快 但由于它要求試樣必需可以氣化，使其但由于它要求試樣必需可以氣化，使其運(yùn)用遭到一定限制。運(yùn)用遭到一定限制。2、高效液相色譜法、高效液相色譜法HPLC 1高效高效 2高速高速 3較高靈敏度較高靈敏度 4高度自動(dòng)化高度自動(dòng)化 1HPLC不受試樣揮發(fā)性和相對分子質(zhì)量的限制

17、，不受試樣揮發(fā)性和相對分子質(zhì)量的限制，可用于分別高沸點(diǎn)、相對分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性差可用于分別高沸點(diǎn)、相對分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性差的有機(jī)化合物，還可用于各種離子的分別。的有機(jī)化合物，還可用于各種離子的分別。2HPLC不僅可利用被分別組分的極性差別，還不僅可利用被分別組分的極性差別，還可利用組分分子尺寸大小的差別、離子交換才干的可利用組分分子尺寸大小的差別、離子交換才干的差別以及生物分子間親和力的差別進(jìn)展分別。它還差別以及生物分子間親和力的差別進(jìn)展分別。它還可以用多種溶劑作為流動(dòng)相，對于性質(zhì)和構(gòu)造類似可以用多種溶劑作為流動(dòng)相，對于性質(zhì)和構(gòu)造類似的物質(zhì)，分別的能夠性比氣相色譜法更大。的物質(zhì)，分別的能夠

18、性比氣相色譜法更大。3HPLC易于搜集流出的組分，可利用制備柱進(jìn)易于搜集流出的組分，可利用制備柱進(jìn)展較大量的制備。展較大量的制備。多重聯(lián)用多重聯(lián)用 氣相色譜氣相色譜-質(zhì)譜質(zhì)譜GC-MSGC-MS液相色譜液相色譜-質(zhì)譜質(zhì)譜LC-MSLC-MS曾經(jīng)是實(shí)驗(yàn)室里最需求并曾經(jīng)是實(shí)驗(yàn)室里最需求并被以為是一定會(huì)出現(xiàn)的技術(shù)配備。被以為是一定會(huì)出現(xiàn)的技術(shù)配備。今天的色譜技術(shù)開展是日新月異，不今天的色譜技術(shù)開展是日新月異，不但與質(zhì)譜連用，還與液譜、紅外光譜儀、但與質(zhì)譜連用，還與液譜、紅外光譜儀、EAGEAG等連用，大大的加大了其運(yùn)用范圍。等連用，大大的加大了其運(yùn)用范圍。氣譜進(jìn)氣譜進(jìn)樣口樣口毛細(xì)管毛細(xì)管柱柱觸 角

19、檢觸 角 檢測器測器雙通道記雙通道記錄儀錄儀氣譜的氣譜的FID檢測器檢測器氣相色譜運(yùn)用于昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)昆蟲性信息素的研討 昆蟲抑卵信息素的 研討氣相色譜運(yùn)用于昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)昆蟲性信息素的研討 昆蟲抑卵信息素的 研討l在昆蟲分類中的運(yùn)用在昆蟲分類中的運(yùn)用 l利用氣相色譜技術(shù)對昆蟲表皮碳?xì)浠侠脷庀嗌V技術(shù)對昆蟲表皮碳?xì)浠衔镞M(jìn)展分析，并以此來對昆蟲進(jìn)展分類物進(jìn)展分析，并以此來對昆蟲進(jìn)展分類鑒定，是近年來昆蟲分類研討的一種新鑒定，是近年來昆蟲分類研討的一種新方法。它主要用于近緣種及種下類群的方法。它主要用于近緣種及種下類群的分類研討。分類研討。l例如：用氣相色譜例如：用氣相色譜(GC)分析岡比亞

20、按蚊分析岡比亞按蚊Anopheles gambiae復(fù)合組中兩個(gè)近復(fù)合組中兩個(gè)近緣種緣種An.arabiensis、An.gambiae，結(jié)果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)C25-39的化合物分布有種間差別。的化合物分布有種間差別。1.開氮?dú)?，平衡非常鐘開氮?dú)猓胶夥浅ｇ?.翻開氣相色譜儀開關(guān)，轉(zhuǎn)換器開關(guān)，計(jì)算機(jī)開關(guān)翻開氣相色譜儀開關(guān)，轉(zhuǎn)換器開關(guān)，計(jì)算機(jī)開關(guān)3.翻開翻開Class-GC10程序程序4.調(diào)出調(diào)出realtime 系統(tǒng)，設(shè)置程序升溫，點(diǎn)擊系統(tǒng)，設(shè)置程序升溫，點(diǎn)擊system on，激活，激活5.開氫氣、空氣，平衡非常鐘開氫氣、空氣，平衡非常鐘6.點(diǎn)火點(diǎn)火l關(guān)機(jī)關(guān)機(jī)l1.設(shè)置降溫程序：進(jìn)樣口、柱溫、

21、檢測器設(shè)置降溫程序：進(jìn)樣口、柱溫、檢測器都為都為25，等待降溫。，等待降溫。l2.降溫之后，封鎖程序降溫之后，封鎖程序l3.關(guān)機(jī)，封鎖色譜儀，轉(zhuǎn)換器，拔掉電源。關(guān)機(jī)，封鎖色譜儀，轉(zhuǎn)換器，拔掉電源。l4.關(guān)氫氣、氮?dú)狻⒖諝?。關(guān)氫氣、氮?dú)狻⒖諝?。l5整理桌面，關(guān)燈。整理桌面，關(guān)燈。l任務(wù)站構(gòu)造包括：修正和設(shè)定氣譜條件任務(wù)站構(gòu)造包括：修正和設(shè)定氣譜條件部分部分(configuration)(configuration)，實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)real time analysis)real time analysis)，分析數(shù)據(jù)和修，分析數(shù)據(jù)和修正文件部分正文件部分(post run analys

22、is)(post run analysis)等。等。l它可以把電信號傳輸?shù)诫娮佑?jì)算機(jī)上，它可以把電信號傳輸?shù)诫娮佑?jì)算機(jī)上，并且進(jìn)展分析。大大減輕了研討者的勞并且進(jìn)展分析。大大減輕了研討者的勞動(dòng)量。動(dòng)量。翻開翻開real time analysisreal time analysis，翻開，翻開setupsetup窗口，窗口，進(jìn)入進(jìn)入TempTemp窗口，設(shè)置柱溫，檢測器，進(jìn)窗口，設(shè)置柱溫，檢測器，進(jìn)樣口溫度及升溫程序，點(diǎn)擊樣口溫度及升溫程序，點(diǎn)擊system onsystem on，翻開翻開GC MonitorGC Monitor。等到窗口出現(xiàn)等到窗口出現(xiàn)ReadyReady，進(jìn)入，進(jìn)入Sample LoginSample Login窗窗口，輸入分析試樣資料，保管?？?，輸入分析試樣資料，保管。進(jìn)樣，點(diǎn)擊進(jìn)樣，點(diǎn)擊start,start,開場分析。開場分析。