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1、第一課色譜法概述色譜法是一種重要的分離分析方法,它是利用不同物質在兩相中具有不同的分配系數(或吸附系數、滲透性),當兩相作相對運動時,這些物質在兩相中進行多次反復分配而實現分離。在色譜技術中,流動相為氣體的叫氣相色譜,流動相為液體的叫液相色譜。固定相可以裝在柱內,也可以做成薄層。前者叫柱色譜,后者叫薄層色譜。根據色譜法原理制成的儀器叫色譜儀,目前,主要有氣相色譜儀和液相色譜儀。色譜法的創(chuàng)始人是俄國的植物學家茨維特。1905年,他將從植物色素提取的石油醚提取液倒人一根裝有碳酸鈣的玻璃管頂端,然后用
2、石油醚淋洗,結果使不同色素得到分離,在管內顯示出不同的色帶,色譜一詞也由此得名。這就是最初的色譜法。后來,用色譜法分析的物質已極少為有色物質,但色譜一詞仍沿用至今,在50年代,色譜法有了很大的發(fā)展。1952年,詹姆斯和馬丁以氣體作為流動相分析了脂肪酸同系物并提出了塔板理論。1956年范第姆特總結了前人的經驗,提出了反映載氣流速和柱效關系的范笨姆特方程,建立了初步的色譜理論。同年,高萊(Golay)發(fā)明了毛細管拄,以后又相繼發(fā)明了各種檢測器,使色譜技術更加完善。50年代末期,出現了氣相色譜和質譜聯
3、用的儀器,克服了氣相色譜不適于定性的缺點。則年代,由于檢測技術的提高和高壓泵的出現,高效液相色譜迅遠發(fā)展,使得色譜法的應用范圍大大擴展。目前,由于高效能的色譜往、高靈敏的檢測器及微處理機的使用,使得色譜法已成為一種分析速度快、靈敏度高、應用范圍廣的分析儀器。在這里主要介紹氣相色譜分析法。同時也適當介紹液相色譜法。氣相色譜法的基本理論和定性定量方法也適用于液相色譜法。其不同之處在液相色譜法中介紹。
第二課氣相色譜儀典型的氣相色譜儀具有穩(wěn)定流量的載氣,將汽化的樣品由汽化室?guī)肷V柱,在色譜柱中不同組
4、分得到分離,并先后從色譜柱中流出,經過檢測器和記錄器,這些被分開的組分成為一個一個的色譜峰。色譜儀通常由下列五個部分組成:載氣系統(tǒng)(包括氣源和流量的調節(jié)與測量元件等)進樣系統(tǒng)(包括進樣裝置和汽化室兩部分)分離系統(tǒng)(主要是色譜柱)檢測、記錄系統(tǒng)(包括檢測器和記錄器)輔助系統(tǒng)(包括溫控系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)等)第三課氣相色譜儀-載氣系統(tǒng)載氣通常為氮、氫和氫氣,由高壓氣瓶供給。由高壓氣瓶出來的載氣需經過裝有活性炭或分子篩的凈化器,以除去載氣中的水、氧等有害雜質。由于載氣流速的變化會引起保留值和檢測靈敏度的
5、變化,因此,一般采用穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥或自動流量控制裝置,以確保流量恒定。載氣氣路有單柱單氣路和雙柱雙氣路兩種。前者比較簡單,后者可以補償因固定液流失、溫度被動所造成的影響,因而基線比較穩(wěn)定。第四課氣相色譜儀-進樣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)包括進樣裝置和汽化室。氣體樣品可以用注射進樣,也可以用定量閥進樣。液體樣品用微量注射器進樣。固體樣品則要溶解后用微量注射器進樣。樣品進入汽化室后在一瞬間就被汽化,然后隨載氣進入色譜柱。根據分析樣品的不同,汽化室溫度可以在50一400℃范圍內任意設定。通常,汽化室的溫度要比使用的
6、最高柱溫高10一50℃以保證樣品全部汽化。進洋量和進樣速度會影響色譜柱效率。進樣量過大造成色譜柱超負荷,進樣速度慢會使色譜峰加寬,影響分離效果。第五課氣相色譜儀-分離系統(tǒng)色譜柱是色譜儀的分離系統(tǒng)。試樣中各組分的分離在色譜柱中進行,因此,色譜柱是色譜儀的核心部分。色譜往主要有兩類:填充柱和毛細管柱,現分別敘述如下:1.填充柱填充柱由柱管和固定相組成,柱管材料為不銹鋼或玻璃,內徑為2—4毫米,長為1—3米。往內裝有固定相,固定相又包括固體固定相和液體固定相兩種。2.毛細管往毛細管柱又叫空心柱,空心柱
7、分涂壁空心柱,多孔層空心柱和涂載體空心柱。涂壁空心柱是將固定液均勻地涂在內徑0.1—0.5毫米的毛鋼管內壁而成。毛細管的材料可以是不銹鋼、玻璃或石英。這種色譜柱具有滲透性好、傳質阻力小等特點,因此柱子可以做得很長(一般幾十米,最長可到三百米)。和填充柱相比,其分離效率高,分析速度快,樣品用量小。其缺點是樣品負荷量小,因此經常需要采用分流技術。柱的制備方法也比較復雜;多孔層空心柱是在毛細管內壁適當沉積上一層多孔性物質,然后涂上固定液。這種柱容量比較大,滲透性好,故有穩(wěn)定、高效、決速等優(yōu)點。第六課氣
8、相色譜儀-檢測系統(tǒng)1.熱導檢測器熱導檢測器(Thermalcoductivitydetector,簡稱TCD),是應用比較多的檢測器,不論對有機物還是無機氣體都有響應。熱導檢測器由熱導池池體和熱敏元件組成。熱敏元件是兩根電阻值完全相同的金屬絲(鎢絲或白金絲),作為兩個臂接入惠斯頓電橋中,由恒定的電流加熱。如果熱導池只有載氣通過,載氣從兩個熱敏元件帶走的熱量相同,兩個熱敏元件的溫度變化是相同的,其電阻值變化也相同,電橋處于平衡狀態(tài)。如果樣品混在載氣中通過測量池,由于樣號氣和載氣協(xié)熱導系數不同,兩邊