氣相色譜分析法-氣相色譜分析法概述（食品儀器分析課件）

氣相色譜分析保留值保留值是表示試樣中各組分在色譜柱中的停留時(shí)間或?qū)⒔M分帶出色譜柱所需載氣的體積數(shù)值。在一定的固定相和操作條件下，任何物質(zhì)都有確定的保留值。因此，保留值是色譜定性分析的參數(shù)。1.死時(shí)間tM和死體積VM

不被固定相吸附或溶解的組分即非滯留組分（如空氣或甲烷），從進(jìn)樣開(kāi)始到色譜峰頂（即濃度極大）所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，稱(chēng)為死時(shí)間。死時(shí)間與柱前后的連接管道和柱內(nèi)空隙體積的大小有關(guān)。利用死時(shí)間可以測(cè)定流動(dòng)相的平均線速（u），即：死時(shí)間（tM）內(nèi)流動(dòng)相即載氣流過(guò)的體積，稱(chēng)為死體積（VM），它等于tM與操作條件下流動(dòng)相的體積流速Fo(mL·min-1)的乘積，即2.保留時(shí)間（tR）和保留體積（VR）組分從進(jìn)樣開(kāi)始到出現(xiàn)色譜峰頂所需要的時(shí)間為保留時(shí)間，此時(shí)間內(nèi)流過(guò)載氣的體積稱(chēng)為保留體積。3.調(diào)整保留時(shí)間（t

R）和調(diào)整保留體積（V

R）

扣除死時(shí)間后組分的保留時(shí)間，稱(chēng)為調(diào)整保留時(shí)間。它表示該組分因在固定相上吸附或溶解，比非滯留組分在柱內(nèi)多滯留的時(shí)間。即t

R=tR-tM同理，調(diào)整保留體積（V

R）為V

R=VR–VM=(tR-tM)Fo=t

RFo

死體積反映了色譜柱的幾何特性，與被測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。故調(diào)整保留值t

R和V

R更能合理的反映被測(cè)組分的保留特性。4.相對(duì)保留值（

is）在一定實(shí)驗(yàn)條件下，某組分i的調(diào)整保留值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)s的調(diào)整保留值之比，稱(chēng)為相對(duì)保留值。即

is僅與柱溫及固定相性質(zhì)有關(guān)，而與其他操作條件（如柱長(zhǎng)、柱填充情況及載氣的流速等）無(wú)關(guān)。因此，is是色譜定性分析的重要參數(shù)。5.選擇性因子（

21）

相鄰兩組分調(diào)整保留值之比稱(chēng)為選擇性因子。即

21的大小反映了色譜柱對(duì)難分離組分對(duì)分離的選擇性。

21越大，相鄰兩組分色譜峰間的距離越遠(yuǎn)，色譜柱對(duì)兩組分的選擇性越高，分離程度越大。當(dāng)

21等于或接近1時(shí)，相鄰兩組分不能分離。6.相比率（β）相比率是指色譜柱的流動(dòng)相與吸附劑或固定液的體積之比。它能反映各種類(lèi)型色譜柱的不同特點(diǎn)。對(duì)于氣-固色譜：對(duì)于氣-液色譜：式中VG——色譜柱內(nèi)氣相空間，mL；

VS——色譜柱內(nèi)吸附劑所占有的體積，mL；

VL——色譜柱內(nèi)固定液所占有的體積，mL。氣相色譜分析法一、茨維特的經(jīng)典色譜實(shí)驗(yàn)俄國(guó)植物學(xué)家茨維特在1901年用于分離植物葉綠素的裝置碳酸鈣石油醚植物色素色譜法是一種分離方法，其特點(diǎn)為存在兩相。色譜分析——基于物質(zhì)的物理性質(zhì)進(jìn)行分離和分析的方法。流動(dòng)相——攜帶試樣混合物流過(guò)固定相的流體（氣體或液體)固定相——固定不動(dòng)的一相將色譜法用于分析中，稱(chēng)為色譜分析碳酸鈣石油醚二.色譜法分類(lèi)（1）按流動(dòng)相和固定相的狀態(tài)分類(lèi)（2）按分離原理分類(lèi)①吸附色譜法在氣-固色譜和液-固色譜中，組分與固定相間的作用是吸附和脫附作用，故該固定相被稱(chēng)為固體吸附劑，對(duì)應(yīng)的色譜則稱(chēng)為吸附色譜。組分在固體吸附劑上的吸附能力越強(qiáng)，在色譜柱內(nèi)停留的時(shí)間越長(zhǎng)，流過(guò)色譜柱需要的時(shí)間越長(zhǎng)，反之則越短。不同的組分在同種固體吸附劑上吸附能力不同，流過(guò)色譜柱需要的時(shí)間也不同，因此分先后流出色譜柱而得到分離。②分配色譜法在氣-液色譜和液-液色譜中，固定相是由一種惰性固體（即載體或擔(dān)體）和表面涂漬的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物液體（稱(chēng)為固定液）組成，而能與被分離的組分起作用的是固定液。組分隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后，會(huì)溶解在固定液中，然后又從固定液中揮發(fā)出來(lái)，再進(jìn)入流動(dòng)相。即組分在固定液中反復(fù)地進(jìn)行溶解、揮發(fā)、再溶解、再揮發(fā)的過(guò)程，不斷在流動(dòng)相和固定相兩相間進(jìn)行分配并達(dá)到平衡。故氣-液色譜和液-液色譜被分別稱(chēng)為氣-液分配色譜和液-液分配色譜。三、

色譜分析法的特點(diǎn)不足之處：定性能力不強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)：具有分離，分析雙重功能（1）分離效能高、準(zhǔn)確度高、分析速度快（2）樣品用量少、靈敏度高（3）選擇性好（4）自動(dòng)化程度高，應(yīng)用廣泛氣相色譜圖及術(shù)語(yǔ)色譜流出曲線色譜圖，也稱(chēng)為色譜流出曲線，其縱坐標(biāo)為檢測(cè)器輸出的電信號(hào)（電壓或電流），它反映流出組分在檢測(cè)器中的濃度或質(zhì)量的大小，橫坐標(biāo)為組分流過(guò)色譜柱所需的時(shí)間，故該曲線也稱(chēng)為色譜流出曲線，是選擇色譜操作條件、評(píng)價(jià)色譜分離效能、進(jìn)行色譜定性分析和定量分析的依據(jù)。一、色譜圖（1）色譜圖的基本特征在適當(dāng)?shù)纳V條件下，樣品中每個(gè)組分均有相應(yīng)的色譜峰，色譜峰一般呈對(duì)稱(chēng)的高斯分布曲線；色譜峰的區(qū)域?qū)挾扰c組分的洗出時(shí)間一般呈線性關(guān)系。峰半高寬度或峰底寬度隨組分保留時(shí)間呈線性增加。如果連續(xù)的色譜峰其中一個(gè)峰的半高寬度不規(guī)則增大，則可能該色譜峰中有一個(gè)以上組分。（2）色譜圖的作用

說(shuō)明樣品是否是純化合物；說(shuō)明色譜柱效和分離情況；提供色譜定性資料和依據(jù)；提供色譜定量依據(jù)。二、基線操作條件穩(wěn)定后，無(wú)樣品通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，記錄到的信號(hào)稱(chēng)為基線。它反應(yīng)了檢測(cè)器系統(tǒng)噪聲隨時(shí)間的變化情況，穩(wěn)定的基線是一條水平直線。EEt基線當(dāng)有組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，色譜流出曲線就會(huì)偏離基線，這時(shí)檢測(cè)器輸出信號(hào)隨檢測(cè)器中的組分濃度而改變，直至組分全部離開(kāi)檢測(cè)器，此時(shí)繪出的曲線稱(chēng)為色譜峰。理論上色譜峰應(yīng)該是對(duì)稱(chēng)的，呈正態(tài)分布曲線。但實(shí)際中常出現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)的色譜峰。三、色譜峰

四、峰高和峰面積峰高是指從色譜峰頂?shù)交€的垂直距離，用h表示。由色譜峰與基線之間所圍成的面積稱(chēng)為峰面積，用A表示，是色譜定量分析的基本依據(jù)。五、峰寬與半峰寬從色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上的切線與基線交點(diǎn)之間的距離，稱(chēng)為峰寬，也稱(chēng)基線寬度或峰底寬，用W表示。色譜峰高一半處的寬度稱(chēng)為半峰寬，用W1/2表示。綜上所述，依據(jù)色譜峰的保留值可進(jìn)行定性分析，用色譜峰的面積或峰高可進(jìn)行定量分析，由色譜峰的保留值及峰寬度可評(píng)價(jià)色譜柱的分離效能。六、分配系數(shù)（K）組分在固定相和流動(dòng)相間的分配處于平衡狀態(tài)時(shí)，組分在兩相中的濃度之比，用分配系數(shù)（K）表示。即組分的分配系數(shù)（K）與固定相和柱溫有關(guān)，K值小的組分，每次分配達(dá)平衡后在流動(dòng)相中的濃度較大，因此能較早的流出色譜柱，K值大的組分則后流出色譜柱。所以，組分分配系數(shù)的差異是混合物中各組分分離的基礎(chǔ)。七、分配比（k）在一定的溫度和壓力下，組分在流動(dòng)相和固定相間分配達(dá)到平衡時(shí)，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量比，稱(chēng)為分配比。k值越