同濟(jì)大學(xué)分析化學(xué)(環(huán)境生物版)9色譜分析法.ppt

色譜分析法,同濟(jì)大學(xué)化學(xué)系,上周要點(diǎn) 1 歷史,1903 Tsweet的實(shí)驗(yàn),植物提取液 CaCO3玻璃柱 石油醚淋洗,流動(dòng)相 固定相,stationary phase,mobile phase,什么是兩相？,上周要點(diǎn) 2 兩相,流 動(dòng) 相,按M相分類(lèi),80%,基線,死時(shí)間tM,保留時(shí)間tR 調(diào)整 tR,峰高h(yuǎn),標(biāo)準(zhǔn)差,半峰寬Y1/2,峰底寬Yb,上周要點(diǎn) 3 流出曲線,色譜流出曲線中得到的重要信息,根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù)，可以判斷試樣中所含組分的最少個(gè)數(shù)。 根據(jù)色譜峰的保留值或位置，可以進(jìn)行定性分析。 根據(jù)色譜峰下的面積或峰高，可以進(jìn)行定量分析。 色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?，是評(píng)價(jià)色譜柱分離效能的依據(jù)。 色譜峰兩峰間的距離，是評(píng)價(jià)固定相和流動(dòng)選擇是否合適的依據(jù)。,載氣系統(tǒng),進(jìn)樣系統(tǒng),色譜柱,檢測(cè)器,氣相色譜分析流程示意圖 1 載氣鋼瓶； 2 減壓閥； 3 干燥管； 4 針形閥； 5 流量計(jì)； 6 壓力表； 7 進(jìn)樣器； 9 色譜室； 10 檢測(cè)器； 11 記錄儀,記錄系統(tǒng),上周要點(diǎn) 4 儀器結(jié)構(gòu),上周要點(diǎn) 4 兩類(lèi)柱,L 10-150m ID 0.1-0.5mm Film 0.1-1m,L 1-5m ID 2-6mm Film 10m,HP-1 30/0.25/0.25,上周要點(diǎn) 5 分離本質(zhì),兩相分配理論,K越大，tR越大，越慢出峰,分離本質(zhì)，K不同,K=0, 不保留, 最先出峰, tR= tM (死時(shí)間),誰(shuí)先出峰？ 苯/甲苯/對(duì)二甲苯,上周要點(diǎn) 6 塔板理論,塔高H柱長(zhǎng)L的關(guān)系 有效板高Heff,neff和Heff是柱效能指標(biāo),上周要點(diǎn) 7 速率理論,1956 Van Deemter方程,u為 載氣 流速,H為板高,A：渦流擴(kuò)散,C：傳質(zhì)阻力,B：分子擴(kuò)散,各類(lèi)擴(kuò)散 高斯分布,12.1 色譜法概述,12.4 色譜條件的選擇,12.5 檢測(cè)器,12.6 定性定量方法,12.2 色譜柱,12.3 色譜理論,今 天 繼 續(xù),12.4 色譜條件,分離度,如何確保分離度？,適當(dāng)?shù)闹L(zhǎng),第一笨招整柱長(zhǎng),P241導(dǎo)出,R不夠 增柱長(zhǎng),換個(gè)思路,載氣流速,載氣種類(lèi),H2/N2 / Ar,有最佳流速, 實(shí)際略高于此值,太慢分子擴(kuò)散峰展寬,太快傳質(zhì)阻力峰也寬,載氣流速/種類(lèi),原則：保證相似組分分離 盡量低柱溫、tR適宜、不拖尾,氣化溫度,低于固定液使用溫度，約350 略低于組分沸點(diǎn)，如300組分可取約180 能低則低！基線穩(wěn)定，柱壽命延長(zhǎng),太高？樣品分解！ 太低？進(jìn)樣效率低！ 常高于柱溫30-50,柱溫/氣化溫度,其他條件,柱長(zhǎng),固定液/固定相討論,其他條件,L增，R增 但tR也增 確保難分組分分離度即可！,內(nèi)徑過(guò)大，柱效下降 填充柱: 36 mm 毛細(xì)管: 0.10.5 mm,柱內(nèi)徑,固定相與固定液,擔(dān)體,填充柱需要,固定液,高沸點(diǎn)難揮發(fā)有機(jī)物或聚合物,固定相與固定液,各種柱都需要,看二甲苯混合液分離,對(duì)二甲苯,間二甲苯,鄰二甲苯,沸點(diǎn),138.4,139.1,144.4,極性,沸點(diǎn)是最重要出峰依據(jù),固定相是分離的 重要因素,商品名: HP-INNOWax,30m×0.25mm×0.25um,聚乙二醇: 極性強(qiáng),商品名: HP-1,30m×0.25mm×0.25um,二甲基聚硅氧烷: 弱極性,對(duì)/間/鄰二甲苯 分成2峰,對(duì)間/鄰二甲苯 只有3峰,固定液 極性,1 分離非極性物質(zhì),選用非極性色譜柱,各組分按沸點(diǎn)順序先后流出色譜柱。,2 分離強(qiáng)極性樣品,選用強(qiáng)極性色譜柱,試樣中的各組分主要按極性順序分離,非極性或極性色譜柱，視組分的性質(zhì)而定,3 分離極性和非極性混合物,固定相的選擇,12.1 色譜法概述,12.4 色譜條件的選擇,12.5 檢測(cè)器,12.6 定性定量方法,12.2 色譜柱,12.3 色譜理論,下 一 單 元,12.5 色譜檢測(cè)器,一個(gè)理想的檢測(cè)器 - 靈敏度高 - 穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好 - 對(duì)樣品無(wú)損檢測(cè) - 通用性好，對(duì)所有樣品都有響應(yīng) - 線性響應(yīng)范圍寬,AD? however,GC 常用檢測(cè)器,質(zhì)量型檢測(cè)器測(cè)量的是載氣中所攜帶的樣品進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)正比于單位時(shí)間內(nèi)組分進(jìn)入檢測(cè)器的質(zhì)量。如氫焰離子化檢測(cè)器（FID）和火焰光度檢測(cè)器（FPD）。,濃度型檢測(cè)器測(cè)量的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即檢測(cè)器的響應(yīng)值正比于組分的濃度。如熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）。,GC 常用檢測(cè)器,熱敏電阻 不同氣體的熱擴(kuò)散作用改變電阻 “萬(wàn)能”檢測(cè)器，但是靈敏度低 常用于填充柱和濃度較大時(shí),TCD檢測(cè)器,TCD檢測(cè)器,工作原理:電橋,記錄儀,氣體熱導(dǎo)系數(shù)之差,色譜峰面積,參比池僅通過(guò)載氣,測(cè)量池通過(guò)組分,TCD 的影響因素,FID檢測(cè)器,FID 特點(diǎn),含碳物質(zhì)氫火焰中離子化 外電場(chǎng)作用形成電流, 與待測(cè)物質(zhì)量正比 檢測(cè)含碳化合物更通用 靈敏度比TCD高的多，選擇性也更高,FID 特點(diǎn),FID檢測(cè)器,（1）檢測(cè)含碳有機(jī)化合物更通用 （2）無(wú)機(jī)氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng),GC 常用檢測(cè)器,MSD 檢測(cè)器,MSD 特點(diǎn),通用性強(qiáng)，對(duì)所有樣品都有響應(yīng) 常使用電子轟擊源(EI) 配質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)，進(jìn)行定性分析 高靈敏度,下次單獨(dú)講座,卷煙香氣成分分析,GC-MS實(shí)例,GC-MS實(shí)例,定性能力強(qiáng),本書(shū)雖未提及 但是最強(qiáng)大有效檢測(cè)器,下 一 單 元,12.1 色譜法概述,12.4 色譜條件的選擇,12.5 檢測(cè)器,12.6 定性定量方法,12.2 色譜柱,12.3 色譜理論,12.6 色譜定性分析方法,純標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)照,文獻(xiàn)值對(duì)照,儀器聯(lián)用定性,色譜自身定性保留值,12.7色譜定量分析方法,定量依據(jù):組分含量與峰面積成正比,峰面積A測(cè)定,積分軟件,強(qiáng)大的分離能力,主流,定量校正因子,原因:不同檢測(cè)器對(duì)不同組分的靈敏度不同,測(cè)量f 常用標(biāo)準(zhǔn)物:苯(TCD), 正庚烷（FID),12.7色譜定量分析方法,為什么要引入校正因子？,TCD原理： 熱導(dǎo)系數(shù)差，樣品與載氣,液體的比重概念，水與乙醇,12.7色譜定量分析方法,特點(diǎn)及要求： § 簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確 § 進(jìn)樣量/操作條件對(duì)結(jié)果影響不大(同時(shí)) § 試樣中所有組分必須全出峰,1 歸一化法,常用定量方法,2 外標(biāo)法,方法: 已知濃度標(biāo)準(zhǔn)系列作工作曲線,注意: 控制相同條件,常用定量方法,3 內(nèi)標(biāo)法,內(nèi)標(biāo)物要滿(mǎn)足以下要求：,目的:為消除進(jìn)樣量、操作條件對(duì)色譜定量的影響,方法:定量地將內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加入試樣中并混勻,常用定量方法,本章作業(yè)：p253-255,概念與選擇題等自行完成,上交計(jì)算題：12.26/12.29,頂空色譜法,基本樣品預(yù)處理技術(shù)之一,色譜最麻煩的環(huán)節(jié)：樣品預(yù)處理,Headspace：大花園中的,樣品預(yù)處理：百花齊放大花園,內(nèi) 容 摘 要,概念,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,基本原理,儀器,氣相萃取法,頂空密封瓶,頂空色譜概念,加熱,底部液/固相有關(guān)成分揮發(fā),取樣,上部氣相,氣相色譜適合： 易揮發(fā)成分,頂空優(yōu)勢(shì)！,實(shí)驗(yàn),自己采樣，三種樹(shù)皮，1g就夠！ 香樟、松樹(shù)、梧桐：樹(shù)皮色譜指紋圖譜,全自動(dòng)儀器視頻,今日關(guān)鍵詞,色譜條件/固定液/溫度/柱,檢測(cè)器/FID/TCD/MSD,tR定性/面積定量:歸一化等,頂空色譜:氣相萃取,這就是色譜！,本章關(guān)鍵詞,首次色譜實(shí)驗(yàn)1903 tsweet,本質(zhì):分離 / 兩相:固定/流動(dòng)相,分離:按流動(dòng)相/原理,色譜曲線的術(shù)語(yǔ):保留時(shí)間/區(qū)域?qū)挾?填充柱與毛細(xì)管柱：各自特點(diǎn),本章關(guān)鍵詞,分離原理：分配系數(shù)差異,K越大，tR越大，越慢出峰,塔板理論與速率理論：柱效標(biāo)志,分離度:1.5,這些重要公式,條件:柱長(zhǎng)/柱溫/流速/固定液極性,檢測(cè)器：TCD/FID/MSD,色譜定性：tR法/MS等聯(lián)用,色譜定量：歸一/內(nèi)標(biāo)/外標(biāo),色譜法的應(yīng)用實(shí)例,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室 下周四12：45-1：40 2：00-3：10 紫外可見(jiàn)分光光度儀 拉曼 漫反射 頂空-氣相色譜,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)談?wù)搮^(qū) 報(bào)名 09年外系開(kāi)放實(shí)驗(yàn)討論區(qū),