現(xiàn)代儀器分析測試方法

現(xiàn)代儀器分析測試方法現(xiàn)代儀器分析測試方法現(xiàn)代分析有分別分析法、熱分析法、光學(xué)分析法、質(zhì)譜分析法、電分析化學(xué)法、器聯(lián)用技術(shù)這集中類型。具體有：核磁共振〔NMR〕，紅外光譜〔IR〕，紫外光譜〔UV〕，質(zhì)譜〔MS〕，氣相色譜〔GC〕，液相色譜〔LC〕，氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用〔GC/MS〕技術(shù)和液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用〔LC/MS〕技術(shù)。核磁共振〔NMR〕核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的它們可以用核的自旋量子數(shù)I表示。自旋量子數(shù)與原子的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)之間存在肯定的關(guān)系，大致分為三種狀況。原子核的自旋核磁共振用NMR(NuclearMagneticResonance)為代號。II1/2荷分布均勻的自旋球體，1H，13C，15N，19F，31PI1/2，它們的原子核皆為電荷分布均勻的自旋球體。I1/2核磁共振現(xiàn)象原子核是帶正電荷的粒子，不能自旋的核沒有磁矩，能自旋的核有循環(huán)的電流，會產(chǎn)生磁場，形成磁矩(μ)。μ=γP公式中，P，γ當自旋核處于磁場強度為B0B0與陀螺的運動狀況格外相象，稱為拉莫爾進動，見圖8-1。自旋核進動的角速度ω0外磁場強度B0γ。式中v0ω0=2πv0=γB0微觀磁矩在外磁場中的取向是量子化的，自旋量子數(shù)為I2I+1mmI是：m=I，I-1，I-2?-I原子核的每一種取向都代表了核在該磁場中的一種能量狀態(tài)，其能量可以從下式求出：正向排列的核能量較低，逆向排列的核能量較高。它們之間的能量差為△E。一個核要從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，必需吸取△E磁波輻射，當輻射的能量恰好等于自旋核兩種不同取向的能量差時，處于低能態(tài)的自旋核吸取電磁輻射能躍遷到高能態(tài)。這種現(xiàn)象稱為核磁共振，簡稱NMR。1H13C1H〔ProtonMagneticResonance〕，PMR1H-NMR。13C核磁共振〔Carbon-13NuclearMagneticResonance〕CMR，13C-NMR。目前使用的核磁共振儀有連續(xù)波〔CN〕及脈沖傅里葉〔PFT〕變換兩種形式。連續(xù)波核磁共振儀主要由磁鐵、射頻放射器、檢測器和放大器、記錄儀等組成〔見圖8-5〕。磁鐵用來產(chǎn)生磁場，主要有三種：永久磁鐵，磁場強度14000G60MHz；電磁鐵，磁場23500G100MHz200MHz500～600MHz。頻率大的儀器，區(qū)分率好、靈敏度高、圖譜簡潔易于分析。磁鐵上備有掃描線圈，用它來保證磁鐵產(chǎn)生的磁場均勻，并能在一個較窄的范圍內(nèi)連續(xù)準確變化。射頻放射器用來產(chǎn)生固定頻率的電磁輻射波。檢測器和放大器用來檢測和放大共振信號。記錄儀將共振信號繪制成共振圖譜。氫譜氫的核磁共振譜供給了三類極其有用的信息：化學(xué)位移、偶合常數(shù)、積分曲線。應(yīng)用這些信息，可以推想質(zhì)子在碳胳上的位置。紅外光譜〔IR〕用紅外光譜儀器吸取光譜法定性或定量分析有機物和無機物含量。工作原理紅外光譜分析infraredspectraanalysis利用紅外光譜對物質(zhì)分子進展的分析和鑒定。將一束不同波長的紅外射線照耀到物質(zhì)的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸取，形成這一分子的紅外吸取光譜。每種分子都有由其組成和構(gòu)造打算的獨有的紅外吸取光譜，據(jù)此可以對分子進展構(gòu)造分析和鑒定。紅外吸取光譜是由分子不停地作振動和轉(zhuǎn)動運動而產(chǎn)生的，分子振動是指分子中各原子在平衡位置四周作相對運動，多原子分子可組成多種振動圖形。當分子中各原子以同一頻率、同一相位在平衡位置四周作簡諧振動時，這種振動方式稱簡正振動〔例如伸縮振動和變角振動〕。分子振動的能量與紅外射線的光量子能量正好對應(yīng)，因此當分子的振動狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，就可以放射紅外光譜，也可以因紅外輻射激發(fā)分子而振動而產(chǎn)生紅外吸取光譜。分子的振動和轉(zhuǎn)動的能量不是連續(xù)而是量子化的。但由于在分子的振動躍遷過程中也常常伴隨轉(zhuǎn)動躍遷，使振動光譜呈帶狀。所以分子的紅外光譜屬帶狀光譜。分子越大，紅外譜帶也越多。種類紅外光譜儀的種類有：①棱鏡和光柵光譜儀。屬于色散型，它的單色器為棱鏡或光柵，屬單通道測量。②傅里葉變換紅外光譜儀。它是非色散型的，其核心局部是一臺雙光束干涉儀。當儀器中的動鏡移動時，經(jīng)過干預(yù)儀的兩束相干光間的光程差就轉(zhuǎn)變，探測器所測得的光強也隨之變化，從而得到干預(yù)圖。經(jīng)過傅里葉變換的數(shù)學(xué)運算后，就可得到入射光的光譜。這種儀器的優(yōu)點：①多通道測量，使信噪比提高。②光通量高，提高了儀器的靈0.011。④增加動鏡移動距離，可使區(qū)分本領(lǐng)提高。⑤工作波段可從可見區(qū)延長到毫米區(qū)，可以實現(xiàn)遠紅外光譜的測定。用途紅外光譜分析可用于爭論分子的構(gòu)造和化學(xué)鍵，也可以作為表征和鑒別化學(xué)物種的方法。紅外光譜具有高度特征性，可以承受與標準化合物的紅外光譜比照的方法來做分析鑒定。已有幾種集合成冊的標準紅外光譜集出版，可將這些圖譜貯存在計算機中，用以比照和檢索，進展分析鑒定。利用化學(xué)鍵的特征波數(shù)來鑒別化合物的類型，并可用于定量測定。由于分子中鄰近基團的相互作用，使同一基團在不同分子中的特征波數(shù)有肯定變化范圍。此外，在高聚物的構(gòu)型、構(gòu)象、力學(xué)性質(zhì)的爭論，以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用紅外光譜。紫外光譜〔UV〕準確測定有機化合物的分子構(gòu)造，對從分子水平去生疏物質(zhì)世界，推動近代有機化學(xué)的進展是格外重要的。承受現(xiàn)代儀器分析方法，可以快速、準確地測定有機化合物的分子構(gòu)造。在有機化學(xué)中應(yīng)用最廣泛的測定分子構(gòu)造的方法是四大光譜法：紫外光譜、紅外光譜、核磁共振和質(zhì)譜。紫外和可見光譜〔ultravioletandvisiblespectrum)簡寫為UV。紫外光譜的原理紫外光譜的產(chǎn)生在紫外光譜中，波長單位用nm〔納米〕100～400nm，它分100～200nm技術(shù)要求很高，目前在有機化學(xué)中用途不大。波長在200～400nm外光譜是指這一區(qū)域的吸取光譜。波長在400～800nm度計一般包括紫外及可見兩局部，波長在200～800nm200～1000nm)。分子內(nèi)部的運動有轉(zhuǎn)動、振動和電子運動，相應(yīng)狀態(tài)的能量〔狀態(tài)的本征值〕是量子化的，因此分子具有轉(zhuǎn)動能級、振動能級和電子能級。通常，分子處于低能量的基態(tài)，從外界吸取能量后，能引起分子能級的躍遷。電子能級的躍遷所需能量最大，大致在1～20eV(電子伏特〕之間。依據(jù)量子理論，相鄰能級間的能量差ΔE、電磁輻射的頻率ν、波λΔE=hν=h×c/λh6.624×10^-34J·s=4.136×10^-15eV·s；c2.998×10^10cm/s。應(yīng)用該公式可以計算出電子躍遷時吸取光的波長。200～1000nm紫外-可見光區(qū)域。因此，紫外吸取光譜是由于分子中價電子的躍遷而產(chǎn)生的，也可以稱它為電子光譜。[1]電子躍遷的類型有機化合物分子中主要有三種電子：形成單鍵的σπ鍵的孤對電子，也稱nσππ上，n都可以躍遷到任一個較高能級的反鍵軌道上。躍遷的狀況如以下圖所示：上圖中虛線下的數(shù)字是躍遷時吸取能量的大小挨次，該挨次也可以表示為n→π*n→π*的躍遷吸取能量最小。實際上，對于一個非共軛體系來講，全部這些可能的躍遷中，只有n→π*200～800nm落在近紫外-可見光區(qū)。其它的躍遷能量都太大，它們的吸取光波長均在200nm法觀看到紫外光譜。但對于共軛體系的躍遷，它們的吸取光可以落在近紫外區(qū)。依據(jù)上圖，可以認為：烷烴只有σ鍵，只能發(fā)生σ→σ*的躍遷。含有重鍵如C=C，C≡C，C=O，C=Nσπσ→σ*，σ→π*，π→π*，π→σ*的躍遷。分子中含有氧、鹵素等原子時，由于它們含有nn→π*、π→σ*的躍遷。一個允許的躍遷不僅要考慮能量的因素，還要符合動量守恒〔躍遷過程中光量子的能量不轉(zhuǎn)變成振動的動能〕、自旋動量守恒〔電子在躍遷過程中不發(fā)生自旋翻轉(zhuǎn)〕，此外，還要受軌道對稱件的制約。即使是允許的躍遷，它們的躍遷概率也是不相等的。有機分子最常見的躍遷是σ→σ*，π→π*，n→σ*，n→π*的躍遷。電子的躍遷可以分成三種類型：基態(tài)成鍵軌道上的電子躍遷到激發(fā)態(tài)的反鍵軌道稱為N→V躍遷，如σ→σ*，π→π*的躍遷。雜原子的孤對電子向反鍵軌道的躍遷稱為N→Q躍遷，如n→σ*，n→π*的躍遷。還有一種N→Rσ能級軌道上，最終變成分子離子的躍遷，發(fā)生在高真空紫外的遠端。紫外光譜圖右圖是乙酸苯酯的紫外光譜圖。紫外光譜圖供給兩個重要的數(shù)據(jù)：吸取峰的位置和吸收光譜的吸取強度。從圖中可以看出，化合物對電磁輻射的吸取性質(zhì)是通過一條吸取曲線來描述的。圖中以波長〔單位nm〕為橫坐標，它指示了吸取峰的位置在260nm處?？v坐標指示了該吸取峰的吸取強度，吸光度為0.8。吸取光譜的吸取強度是用Lambert〔朗伯〕—Beer〔比爾〕定律來描述的，這個定律可以用下面的公式來表示：A=lg(I0/I)=kcl=lg(1/T)式中A(absorbance)。I0IT=I/I0透射比(transmiπance)，又稱為透光率或透過率，用百分數(shù)表示。l距離〔一般為吸取池的長度〕。cκ=A/(cl)，稱為吸取系數(shù)(absorptivitycmol/Llcmκ吸取系數(shù)，單位為cm2·mol〔通?？墒÷浴?。A，T，(1-T)〔吸取率〕，κ，lgκκ，lgκ。上圖是以吸光度AT，1-T，κ，lgκ縱坐標的紫外光譜圖。由圖可知，透過率與吸取率正好相反，如吸取率為20%，透過率恰80%。最大吸取時的波長〔λmax〕為紫外的吸取峰，在以吸光度、κ，lgκ、吸取率為縱坐標的譜圖中，λmaxλmax處于曲線的最低點。紫外吸取的強度通常都用最大吸取峰的κ值即κmax數(shù)文獻報告中，并不繪制出紫外光譜圖，只是報道化合物最大吸取峰的波長及與之相應(yīng)的摩爾消光系數(shù)。例如CH3Iλmax258nm(365)，這表示吸取峰的波長為258nm365。0.05～1eV0.05eV，都遠遠低于電子能級的能差，因此當電子能級轉(zhuǎn)變時，振動能級和轉(zhuǎn)動能級也不行避開地會有變化，即電子光譜中不但包括電子躍遷產(chǎn)生的譜線，也有振動譜線和轉(zhuǎn)動譜線，區(qū)分率不高的儀器測出的譜圖，由于各種譜線密集在一起，往往只看到一個較寬的吸取帶。假設(shè)紫外光譜在惰性溶劑的稀溶液或氣態(tài)中測定，則圖譜的吸取峰上因振動吸取而會表現(xiàn)出鋸齒狀精細構(gòu)造。降低溫度可以削減振動和轉(zhuǎn)動對吸取帶的奉獻，因此有時降溫可以使吸取帶呈現(xiàn)某種單峰式的電子躍遷。溶劑的極性對吸取帶的外形也有影響，通常的規(guī)律是溶劑從非極性變到極性時，精細構(gòu)造漸漸消逝，圖譜趨向平滑。應(yīng)用醫(yī)藥方面紫外光譜在破析一系列維生素、抗菌素及自然產(chǎn)物的化學(xué)構(gòu)造曾起過重要作用，如維A1、維生素A2、維生素B12、維生素B1、青霉素、鏈霉素、土霉素、螢火蟲尾部的發(fā)光物質(zhì)等。例如利血平具有兩個共軛體系構(gòu)造，水解得到利血平酸和3,4,5-三甲氧基苯甲酸。利血平酸經(jīng)LiAlH42,3-二甲基-6-甲氧基吲哚的紫外光譜相像。3,4,5-三甲氧基苯甲酸的紫外光譜疊加起來所得譜線與利血平的吸取曲線根本吻合，進一步由合成最終確定利血平的構(gòu)造。[2]光致變色性能的測試光致變色現(xiàn)象是指在光的照耀下顏色發(fā)生可逆變化的現(xiàn)象，可通過紫外光譜進展測試A365nm溶液變成藍色，在可見區(qū)域產(chǎn)生吸取。隨照耀時間的延長，吸取峰的強度漸漸變大，直至不再變化為止，將化合物的溶液放在暗處，其在可見光區(qū)域的吸取會漸漸下降。光致變色材料作為一類型功能材料，有著格外寬闊的應(yīng)用前景。例如可以作為光信息存儲材料、光開關(guān)、光轉(zhuǎn)換器等，這些材料在機械、電子、紡織、國防等領(lǐng)域都大有作為。光致變色涂料、光致變色玻璃、光致變色墨水的研制和開發(fā)，具有現(xiàn)實性的應(yīng)用意義。飾材料、印刷版和印刷電路和偽裝材料等。特別要指出的是，光致變色化合物作為可擦重寫光存儲材料的爭論，是近些年來光致變色領(lǐng)域中爭論的熱點之一。作為可擦寫光存儲材料的光致變色光存儲介質(zhì)，應(yīng)滿足在半導(dǎo)體激光波長范圍具有吸取、非破壞性讀出、良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的抗疲乏性和較快的響應(yīng)速度等條件。質(zhì)譜〔MS〕質(zhì)譜〔又叫質(zhì)譜法〕是一種與光譜并列的譜學(xué)方法，通常意義上是指廣泛應(yīng)用于各個學(xué)科領(lǐng)域中通過制備、分別、檢測氣相離子來鑒定化合物的一種特地技術(shù)。質(zhì)譜法在一次分析中可供給豐富的構(gòu)造信息，將分別技術(shù)與質(zhì)譜法相結(jié)合是分別科學(xué)方法中的一項突破性進展。在眾多的分析測試方法中，質(zhì)譜學(xué)方法被認為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應(yīng)用的普適性方法。質(zhì)譜儀器一般由樣品導(dǎo)入系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等局部組成。定義質(zhì)譜分析是一種測量離子荷質(zhì)比〔電荷-質(zhì)量比〕的分析方法，其根本原理JosephJohnThomson經(jīng)加速電場的作用，形成離子束，進入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場和磁場使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。第一臺質(zhì)譜儀是英國科學(xué)家弗朗西斯·1919532872121922種類質(zhì)譜儀種類格外多，工作原理和應(yīng)用范圍也有很大的不同。從應(yīng)用角度，質(zhì)譜儀可以分為下面幾類：有機質(zhì)譜儀：由于應(yīng)用特點不同又分為：〔GC-MS〕在這類儀器中，由于質(zhì)譜儀工作原理不同，又有氣相色譜-四極質(zhì)譜儀，氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜儀，氣相色譜-離子阱質(zhì)譜儀等?！睱C-MS〕同樣，有液相色譜-四器極質(zhì)譜儀，液相色譜-離子阱質(zhì)譜儀，液相色譜-飛行時間質(zhì)譜儀，以及各種各樣的液相色譜-質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。③其他有機質(zhì)譜儀，主要有：〔MALDI-TOFMS〕，傅里葉變換質(zhì)譜儀〔FT-MS〕無機質(zhì)譜儀，包括：①火花源雙聚焦質(zhì)譜儀。②感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀〔ICP-MS〕。③二次離子質(zhì)譜儀〔SIMS〕但以上的分類并不格外嚴謹。由于有些儀器帶有不同附件，具有不同功能。例如，一臺氣相色譜-雙聚焦質(zhì)譜儀，假設(shè)改用快原子轟擊電離源，就不再是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，而稱為快原子轟擊質(zhì)譜儀〔FABMS〕。另外，有的質(zhì)譜儀既可以和氣相色譜相連，又可以和液相色譜相連，因此也不好歸于某一類。在以上各類質(zhì)譜儀中，數(shù)量最多，用途最廣的是有機質(zhì)譜儀。除上述分類外，還可以從質(zhì)譜儀所用的質(zhì)量分析器的不同，把質(zhì)譜儀分為雙聚焦質(zhì)譜儀，四極桿質(zhì)譜儀，飛行時間質(zhì)譜儀，離子阱質(zhì)譜儀，傅立葉變換質(zhì)譜儀等。應(yīng)用近年來質(zhì)譜技術(shù)進展很快。隨著質(zhì)譜技術(shù)的進展,質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。由于質(zhì)譜分析具有靈敏度高，樣品用量少，分析速度快，分別和鑒定同時進展等優(yōu)點，因此，質(zhì)譜技術(shù)廣泛的應(yīng)用于化學(xué)，化工，環(huán)境，能源，醫(yī)藥，運動醫(yī)學(xué)，刑偵科學(xué)，生命科學(xué)，材料科學(xué)等各個領(lǐng)域。300C可以優(yōu)先考慮用GC-MSGC-MS使用EI300CLC-MS分析，此時主要得分子量信息，假設(shè)是串聯(lián)質(zhì)譜，還可以得一些構(gòu)造信息。假設(shè)是生物大分子，主要利用LC-MSMALDI-TOF測定氨基酸序列。質(zhì)譜儀的區(qū)分率是一項重要技術(shù)指標，高區(qū)分質(zhì)譜儀可以供給化合物組成式，這對于構(gòu)造測定是格外重要的。雙聚焦質(zhì)譜儀，傅立葉變換質(zhì)譜儀，帶反射器的飛行時間質(zhì)譜儀等都具有高區(qū)分功能。質(zhì)譜分析法對樣品有肯定的要求。進展GC-MS有機物一般不能測定，須進展萃取分別變?yōu)橛袡C溶液，或承受頂空進樣技術(shù)。有些化合物極性太強，在加熱過程中易分解，例如有機酸類化合物，此時可以進展酯化處理，將酸變?yōu)轷ピ龠M展GC-MS那就只能進展LC-MSLC-MSLC中不應(yīng)含不揮發(fā)鹽。對于極性樣品,一般承受ESIAPCI相色譜〔GC〕氣相色譜〔gaschromatography簡稱GC〕是二十世紀五十年月消滅的一項重大科學(xué)技術(shù)成就。這是一種的分別、分析技術(shù)，它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、建設(shè)、科學(xué)爭論中都得到了廣泛應(yīng)用。氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。1)氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。氣固色譜指流淌相是氣體，固定相是固體物質(zhì)的色譜分別方法。例如活性炭、硅膠等作固定相。氣液色譜指流淌相是氣體，固定相是液體的色譜分別方法。例如在惰性材料硅藻土涂上一層角鯊?fù)?，可以分別、測定純乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等雜質(zhì)。2)GC相色譜分別技術(shù)的進展，二是其他學(xué)科和技術(shù)的進展。1952JamesMartin這是一個接在填充柱出口的滴定裝置，用來檢測脂肪酸的分別。用滴定溶液體積對時間做圖，得到積分色譜圖。以后，他們又制造了氣體密度天平。1954Ray1957TCD1958GloayMcwillianHarleyFID，Lovelock〔AID〕2～3206070進展，提出了痕量分析的要求，又間續(xù)消滅了一些高靈敏度、高選擇性的檢測器。如1960Lovelock〔ECD〕；1966BrodyFPD；1974KolbBischoffNPD；1976HNU〔PID〕等。同時，由于電子技術(shù)的進展，原有的檢測器在構(gòu)造和電路上又作了重大的改進TCDECD衡電流脈沖調(diào)制檢測電路等，從而使性能又有所提高。2080響應(yīng)快、靈敏度高、選擇性好的要求，特別是計算機和軟件的進展，使TCD、FID、ECD、NPDTCDECD2090MSD性下降，以及穩(wěn)定性和耐用性增加，從而成為最通用的氣相色譜檢測器之一。其間消滅了非放射性的脈沖放電電子俘獲檢測器〔PDECD〕、脈沖放電氦電離檢測器〔PDHID〕和脈沖放電光電離檢測器〔PDECD〕以及集次三者為一體的脈沖放電檢測器〔PDD〕，4VarianFPD100GCGCGC應(yīng)用在石油化學(xué)工業(yè)中大局部的原料和產(chǎn)品都可承受氣相色譜法來分析；在電力部門中可用來檢查變壓器的埋伏性故障；在環(huán)境保護工作中可用來監(jiān)測城市大氣和水的質(zhì)量；在農(nóng)業(yè)上可用來監(jiān)測農(nóng)作物中殘留的農(nóng)藥；在商業(yè)部門可用來檢驗及鑒定食品質(zhì)量的好壞；在醫(yī)學(xué)上可用來爭論人體陳代謝、生理機能；在臨床上用于鑒別藥物中毒或疾病類型；在宇宙艙中可用來自動監(jiān)測飛船密封倉內(nèi)的氣體等等。色譜實際上是俄國植物學(xué)家茨維特〔M.S.Tswett〕19011903年3月，茨維特在華沙大學(xué)的一次學(xué)術(shù)會議上所作的報告中正式提出“chromatography”(即1917維特爭論的是液相色譜〔LC〕2040〔A.J.P.Martin〕和辛格(R.L.M.Synge)在爭論安排色譜理論的過程中，證明白氣體作為色譜流淌的可能性，并預(yù)言了GC貝爾化學(xué)獎。盡管獲獎成果是他們對安排色譜理論的奉獻，但也有后人認為他們是由于GC而得獎的。這也從另一個方面說明白GC雖然GCLC5020LC1955GC1958GCGC理論的爭論，到各種檢測技術(shù)的應(yīng)用，GC幾乎形成了色譜領(lǐng)域GC1970進展，使得GC1979GC階。這些既是高科技進展的結(jié)果，又是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求使然。反過來，色譜技術(shù)又大大促進了現(xiàn)代物質(zhì)文明的進展。在現(xiàn)代社會的方方面面，色譜技術(shù)均發(fā)揮著重要作用。從天上的航天飛機，到水里游的航空母艦，都用GC活中的食品和化裝品，到各種化工生產(chǎn)的工藝掌握和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，從司法檢驗中的物質(zhì)鑒定，到地質(zhì)勘探中的油氣田查找，從疾病診斷、醫(yī)藥分析、到考古開掘、環(huán)境保護，GC技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛。液相色譜〔LC〕色譜法也叫層析法，它是一種高效能的物理分別技術(shù)，將它用于分析化學(xué)并協(xié)作適當?shù)臋z測手段，就成為色譜分析法。色譜法的最早應(yīng)用是用于分別植物色素，其方法是這樣的：在一玻璃管中放入碳酸鈣，將含有植物色素〔植物葉的提取液〕的石油醚倒入管中。此時，玻璃管的上端馬上消滅幾種顏色的混合譜帶。然后用純石油醚沖洗，隨著石油醚的參加，譜帶不斷地向下移動，并漸漸分開成幾個不同顏色的譜帶，連續(xù)沖洗就可分別接得各種顏色的色素，并可分別進展鑒定。色譜法也由此而得名?，F(xiàn)在的色譜法早已不局限于色素的分別，其方法也早已得到了極大的進展，但其分別的原理仍舊是一樣的。我們?nèi)耘f叫它色譜分析。一、色譜分別根本原理：由以上方法可知，在色譜法中存在兩相，一相是固定不動的，我們把它叫做固定相；另一相則不斷流過固定相，我們把它叫做流淌相。色譜法的分別原理就是利用待分別的各種物質(zhì)在兩相中的安排系數(shù)、吸附力量等親和力量的不同來進展分別的。使用外力使含有樣品的流淌相〔氣體、液體〕通過一固定于柱中或平板上、與流淌相互不相溶的固定相外表。當流淌相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時，混合物中的各組分與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和構(gòu)造上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強弱不同，隨著流淌相的移動，混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)屢次的安排平衡，使得各組分被固定相保存的時間不同，從而按肯定次序由固定相中先后流出。與適當?shù)闹髾z測方法結(jié)合，實現(xiàn)混合物中各組分的分別與檢測。二、色譜分類方法：色譜分析法有很多種類，從不同的角度動身可以有不同的分類方法。從兩相的狀態(tài)分類：色譜法中，流淌相可以是氣體，也可以是液體，由此可分為氣相色譜法〔GC〕和液相色譜法〔LC〕。固定相既可以是固體，也可以是涂在固體上的液體，由此又可將氣相色譜法和液相色譜法分為氣-液色譜、氣-固色譜、液-固色譜、液-液色譜。高效液相色譜法是繼氣相色譜之后，70色譜技術(shù)。高效液相色譜是在氣相色譜和經(jīng)典色譜的根底上進展起來的。現(xiàn)代液相色譜和經(jīng)典液現(xiàn)了自動化操作。經(jīng)典的液相色譜法，流淌相在常壓下輸送，所用的固定相柱效低，分析周期長。而現(xiàn)代液相色譜法引用了氣相色譜的理論，流淌相改為高壓輸送〔最高輸送壓力可達4.9?107Pa〕;色譜柱是以特別的方法用小粒徑的填料填充而成，從而使柱效大大高于經(jīng)典液相色譜〔每米塔板數(shù)可達幾萬或幾十萬〕；同時柱后連有高靈敏度的檢測器，可對流出物進展連續(xù)檢測。因此，高效液相色譜具有分析速度快、分別效能高、自動化等特點。所以人們稱它為高壓、高速、高效或現(xiàn)代液相色譜法。HPLC系統(tǒng)一般由高效液相色譜儀主要由進樣系統(tǒng)、輸液系統(tǒng)、分別系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。其中高壓輸液泵、色譜柱、檢測器是關(guān)鍵部件。有的儀器還有梯度洗脫裝置、在線脫HPLC儀還有微機掌握系統(tǒng)，進展HPLC儀還備有自動餾分收集裝置。氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用〔GC/MS〕氣相色譜法〔gaschromatography,GC〕是一種應(yīng)用格外廣泛的分別手段，它是以惰性氣體作為流淌相的柱色譜法，其分別原理是基于樣品中的組分在兩相間安排上的差異。氣相色譜法雖然可以將簡單混合物中的各個組分分別開，但其定性力量較差，通常只是利用組分的保存特性來定性，這在欲定性的組分完全未知或無法獲得組分的標準樣品時，對組分定性分析就格外困難了。隨著質(zhì)譜〔massspectrometry,MS〕、紅外光譜及核磁共振等定性分析手段的進展，目前主要承受在線的聯(lián)用技術(shù)，馬上色譜法與其它定性或構(gòu)造分析手段直接聯(lián)機，來解決色譜定性困難的問題。氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用〔GC-MS〕是最早實現(xiàn)商品化的色譜聯(lián)用儀器。目前，小型臺式GC-MS1.質(zhì)譜儀的根本構(gòu)造和功能質(zhì)譜系統(tǒng)一般由真空系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器和計算機掌握與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)〔工作站〕等局部組成。質(zhì)譜儀的離子源、質(zhì)量分析器和檢測器必需在高真空狀態(tài)下工作，以削減本底的干擾，避開發(fā)生不必要的分子－離子反響。質(zhì)譜儀的高真空系統(tǒng)一般由機械泵和集中泵或渦輪分10-1－10-2Pa，然后由集中泵或渦輪分子泵10-4－10-5Pa。雖然渦輪分子泵可在十幾分鐘內(nèi)將真空度降至工作范圍，但一般仍舊需要連續(xù)平衡2如水分、空氣等雜質(zhì)以保證儀器工作正常。氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀的進樣系統(tǒng)由接口和氣相色譜組成。接口的作用是使經(jīng)氣相色譜分別出的各組分依次進入質(zhì)譜儀的離子源。接口一般應(yīng)滿足如下要求：(a)不破壞離子(b)使色譜分別后的組分盡可能多的進入離子源，流淌相盡可能少進入離子源；(c)不轉(zhuǎn)變色譜分別后各組分的組成和構(gòu)造。離子源的作用是將被分析的樣品分子電離成帶電的離子，并使這些離子在離子光學(xué)系統(tǒng)的作用下，會聚成有肯定幾何外形和肯定能量的離子束，然后進入質(zhì)量分