藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)課件

1、1藥物分析氣相色譜基礎(chǔ) 氣相色譜法液相色譜法氣氣-固固色譜法液液-固固色譜法氣氣-液液色譜法 液液-液液色譜法2藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)3藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)4藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)皂膜流量計(jì)轉(zhuǎn)字流量計(jì)調(diào)整儀，標(biāo)準(zhǔn)儀setup of gas chromatograph5藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)6藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)7藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)8藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)9藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)圖1 、色譜過程 圖2、 色譜圖abkakb 10藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n色譜圖 試樣中各組分經(jīng)色譜柱分離后，按先后次序經(jīng)過檢測(cè)器時(shí)，檢測(cè)器就將流動(dòng)相中各組分濃度變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄喔鹘M分濃度變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)應(yīng)的電信號(hào)，由記錄儀所記

2、錄下的信號(hào)信號(hào)時(shí)間曲線時(shí)間曲線或信號(hào)信號(hào)流動(dòng)相體積曲線流動(dòng)相體積曲線，稱為色譜流出曲線色譜流出曲線，11藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)12藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)13藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)1) 調(diào)整保留時(shí)間：扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間。 tr?= tr tm) 調(diào)整保留體積：扣除死體積后的保留體積。n vr ? = vr vm 或 vr ? = tr ? f0n相對(duì)保留值（相對(duì)保留值（relative retention）n 在相同的操作條件下，待測(cè)組分與參比組分的調(diào)整保留值之比，用ri，s 表示)()()()(srirsrirsivvttr ，14藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)15藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)（distribut

3、ion coefficient）n 在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動(dòng)相間達(dá)到分配平衡時(shí)的濃度比值，用k表示。 。n2、容量因子容量因子（capacity factor） 在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動(dòng)相之間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量比，稱為容量因子，也稱分配比，用k表示。 n mscck mmssvcvck 16藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)17藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n理論上可以推導(dǎo)出：1kvvkkms mrmrvvttk phase ratio(相比，): vm / vs, 反映各種色譜柱柱型及其結(jié)構(gòu)特征填充柱（填充柱（packing columnpacking column）: 635 : 6

4、35 毛細(xì)管柱（毛細(xì)管柱（capillary columncapillary column）: 501500: 50150018藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)msrvkvv色譜過程的基本方程式：色譜過程的基本方程式：msmmrvvktktt )1 ()1 (kvvktttmmsmr kttmr smrkvkvv kvvmr 19藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)martin and synge 1941）n 塔板理論認(rèn)為，一根柱子可以分為n段，在每段內(nèi)組分在兩相間很快達(dá)到平衡，把每一段稱為一塊理論塔板。設(shè)柱長為l，理論塔板高度為h，則 n h = l / nn式中n為理論塔板數(shù)。n 理論塔板數(shù)（n）可根據(jù)色譜圖上所測(cè)

5、得的保留時(shí)間（tr）和峰底寬（w）或半峰寬（ wh/2 ）按下式推算：2)(16wtnr22)(54. 5hrwtn 或20藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)21藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)有效塔板數(shù)（neff）的計(jì)算公式為；222/)(16)(54. 5wtwtnrhreff 通常用有效塔板數(shù)（n neffeff）來評(píng)價(jià)柱的效能比較符合實(shí)際。 neff 越大或h heffeff越小，則色譜柱的柱效越高。 heff=l/neff n = 1+k k2 neff22藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)j. j. van deemter 1956） 速率理論認(rèn)為，單個(gè)組分粒子在色譜柱內(nèi)固定相和流動(dòng)相間要發(fā)生千萬次轉(zhuǎn)移，加上分子擴(kuò)散和運(yùn)

6、動(dòng)途徑等因素，它在柱內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是高度不規(guī)則的，是隨機(jī)的，在柱中隨流動(dòng)相前進(jìn)的速度是不均一的。 a項(xiàng)為渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)；b/ u項(xiàng)為分子擴(kuò)散項(xiàng)為分子擴(kuò)散項(xiàng)；c u為傳傳質(zhì)項(xiàng)質(zhì)項(xiàng)，；u為載氣線速度，單位為cm/s。范第姆特方程式(van deemter equation)cuubah 23藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)24藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)stationary phasestationary liquidcapillary wall25藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)26藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)resolutionresolution相鄰兩色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬度平均值之比，用r表示。分離度可以用來作為衡量

7、色譜峰分離效能的指標(biāo)。n r 越大，表明兩組分分離效果越好n 保留值之差取決于固定液的熱力學(xué)性質(zhì)n 色譜峰寬窄反映色譜過程動(dòng)力學(xué)因素n 及柱效能高低21)1()2(21)1()2()(22wwttwwttrrrrr27藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)對(duì)于峰形對(duì)稱且滿足正態(tài)分布的色譜峰：r=1, 分離程度為98%； r=1.5，分離程度可達(dá)99.7%。 所以所以r=1.5時(shí)可認(rèn)為色譜峰已完全分時(shí)可認(rèn)為色譜峰已完全分開。開。28藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n設(shè)兩相鄰峰的峰寬相等，即w1=w2，則2)1()2(21)1()2()(2wttwwttrrrrr2)(16wtnrntntwrr)2(2)2(2416又知29藥

8、物分析氣相色譜基礎(chǔ)另1 , 21212)1()2(rkkttttttmrmrrr ）（）（2)2(kttmr )1)(1)(4(221 , 21 , 2kkrrnr)1(1 , 21 , 2rr)1(22kk稱為柱效項(xiàng)；稱為柱選擇項(xiàng)；容量因子項(xiàng)。4n)1)(4(1 , 21 , 2rrnreff r12，相對(duì)保留因子30藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)r nr n1/21/2增加柱長減小塔板高度限制：l過長，保留時(shí)間延長，分析時(shí)間延長，色譜峰擴(kuò)展。使用性能優(yōu)良的色譜柱，并選擇最佳分離條件k值增大，有利于分離，但k 10時(shí)，對(duì)r的增加不明顯，也會(huì)顯著增加分析時(shí)間k的最佳范圍：1 1031藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)

9、r2,1越大，柱選擇性越好，分離效果越好。如果兩個(gè)相鄰峰的選擇因子足夠大，則即使色譜柱的理論塔板數(shù)較小，也可以實(shí)現(xiàn)分離。 l = 16r2h有效有效 -12= n有效有效 h有效有效32藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)設(shè)有一對(duì)物質(zhì)，其r2,1=1.15,要求在heff=0.1cm的某填充柱上得到完全分離，試計(jì)算至少需要多長的色譜柱？n解：要實(shí)現(xiàn)完全分離，r1.5,故所需有效理論塔板數(shù)為：使用普通色譜柱，有效塔板高度為0.1cm,故所需柱長應(yīng)為：m.l2102112 33藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)實(shí)際工作中，為了縮短分析時(shí)間，常使流速稍高與最佳流速。34藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)35藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)36藥物分析氣相

10、色譜基礎(chǔ)37藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n一、固定相的類型：n 吸附劑型固定相 n 固定相n 擔(dān)體+固定液型固定相n常用吸附劑型固定相有：n 38藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)39藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n二、固定液的類型：40藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)rttqqqqqprrxx2121211lglg100100)(， 41藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)42藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n四、固定液選擇示例43藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)44藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)45藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)46藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)self-study & exam: 熱導(dǎo)池的構(gòu)造，工作原理及影響檢測(cè)靈敏度的因素。47藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)self-study & exam

11、: 氫火焰檢測(cè)器的構(gòu)造，工作原理及影響檢測(cè)靈敏度的因素。48藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)icmmgmvcrs)3/()( dtfdmdvdmci0 49藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)tdcccsctdcrxdcrxdhai 21211fccmsmdfccstdcccsai02102121 3021/:cmmgmvunitmafccsc sgmvunitmaccsm/:2160 50藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)sncyqmmh3605. 122/0 sncfyqcch3605. 1202/0 hyah 2/605. 1nchc31 注意：51藥物分析氣相色譜基礎(chǔ))lglglglg(1001zxxxxzzziii 52藥物

12、分析氣相色譜基礎(chǔ)itcabx1x253藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)n-heptane: n-octane:figure sketch map for determination of rotention index54藥物分析氣相色譜基礎(chǔ) mi = fi aimi ：待測(cè)物質(zhì)質(zhì)量：待測(cè)物質(zhì)質(zhì)量fi ：待測(cè)物質(zhì)定量校正因子：待測(cè)物質(zhì)定量校正因子ai ：待測(cè)物質(zhì)色譜峰的積分面積：待測(cè)物質(zhì)色譜峰的積分面積55藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)0103hy1/2signalthyah 2/605. 12)85. 015. 0yyha （tbhyharh 2/56藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)iiiafm iiiamf 1.質(zhì)量校正因子（質(zhì)量校正因子（mass calibration factor fm ） 57藥物分析氣相色譜基礎(chǔ)siis)m( s)m( immamafff 2.摩爾摩爾校正因子（校正因子（molar calibration factor fm ） 各物質(zhì)的量以摩爾數(shù)計(jì)，各物質(zhì)的量以摩爾數(shù)計(jì)，mi , ms分別表示被測(cè)分別表示被測(cè) 物與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量（摩爾質(zhì)量）物與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量（摩爾質(zhì)量）ismisisis)m