第1章 色譜分析法和氣相色譜法

色譜分析法色譜法導(dǎo)論氣相色譜法本章重點(diǎn)：

1.理解色譜分離的基本原理；

2.掌握色譜法的基本概念和術(shù)語；

3.掌握色譜法的定性和定量方法;4.了解氣相\液相色譜的分析原理、儀器結(jié)構(gòu)

和在食品分析中的應(yīng)用.描述:色譜法是一種分離技術(shù).混合物最有效的分離、分析方法.色譜法分離發(fā)生在色譜柱上.

可用于檢測(cè)大多數(shù)有機(jī)物質(zhì).§1.色譜法導(dǎo)論1906年,俄國植物學(xué)家茨維特對(duì)植物葉的色素成分進(jìn)行研究時(shí),使用右圖裝置:將植物葉子的萃取物倒入填有碳酸鈣的直立玻璃管內(nèi),然后加入石油醚使其自由流下,結(jié)果色素中各組分互相分離形成各種顏色的譜帶.這種分離物質(zhì)的方法因此得名為色譜法.1.1概述1.2色譜法分類

(1)氣相色譜：流動(dòng)相為氣體（稱為載氣）。按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜按色譜柱可分為：填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜；(2)液相色譜：流動(dòng)相為液體（稱為淋洗液）。

按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。

1.3色譜法的特點(diǎn)（1）分離效率高

復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體、手性異構(gòu)體。高效液相色譜分離復(fù)雜單糖（2）靈敏度高

可以檢測(cè)出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-9)級(jí)的物質(zhì)量。（3）分析速度快

一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析。（4）應(yīng)用范圍廣

氣相色譜：沸點(diǎn)低于400℃、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的各種有機(jī)或無機(jī)試樣的分析。液相色譜：高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離分析。

（一）組分分離當(dāng)流動(dòng)相中樣品混合物經(jīng)過固定相時(shí)，就會(huì)與固定相發(fā)生作用，由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相相互作用的類型、強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動(dòng)力的作用下，不同組分在固定相滯留時(shí)間長短不同，從而按先后不同的次序從固定相中流出。1.4色譜曲線圖及有關(guān)術(shù)語（二）色譜峰由檢測(cè)器輸出的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)時(shí)間作圖，所得曲線稱為色譜流出曲線。曲線上突起部分就是色譜峰。

基線：在實(shí)驗(yàn)操作條件下，色譜柱后沒有樣品組分流出時(shí)的流出曲線稱為基線，穩(wěn)定的基線應(yīng)該是一條水平直線。峰高：色譜峰頂點(diǎn)與基線之間的垂直距離，以（h）表示。（三）保留時(shí)間tR試樣從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)峰極大點(diǎn)時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間，稱為保留時(shí)間，如下圖。組分在色譜柱中的保留時(shí)間tR包含組分通過柱子的時(shí)間和組分在固定相中滯留的時(shí)間，所以tR實(shí)際上是組分在固定相中保留的總時(shí)間。進(jìn)樣tR（四）分離度

分離度是描述難分離物質(zhì)對(duì)的實(shí)際分離程度。①柱效較高，△K(分配系數(shù))較大,完全分離；②△K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；③柱效較低，，△K較大,但分離的不好；④△K小，柱效低，分離效果更差。1.5定性和定量分析1定性分析在色譜條件一定時(shí)，任何一種物質(zhì)都有確定的保留時(shí) 間。通過比較已知物和未知物的保留參數(shù)或在固定相上的位置，即可確定未知物是何種物質(zhì)。未知樣品圖已知標(biāo)樣圖利用純物質(zhì)定性的方法

利用保留值定性：通過對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰，來確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。利用加入法定性：將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。2定量分析在一定色譜條件下，組分i的質(zhì)量（mi）與檢測(cè)器響應(yīng)訊號(hào)（峰面積Ai）成正比。色譜定量分析的依據(jù)iAiiAfm=3定量分析方法(1)外標(biāo)法(標(biāo)準(zhǔn)曲線法)：將欲測(cè)組分的純物質(zhì)配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行色譜分析，以峰面積對(duì)濃度作圖。測(cè)得樣品的信號(hào)后從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出對(duì)應(yīng)濃度。123456SampleAmmiAi（2）歸一化法

將試樣中所有組分的含量之和按100%計(jì)算，以它們相應(yīng)的色譜峰面積或峰高為定量參數(shù)，通過下式計(jì)算各組分的含量：%100%1

=

=niAisiAisiifAfAm[前提：樣品中所有組分都有響應(yīng)（出峰）]1mg樣品溶解后，經(jīng)過高效液相色譜分析后得到4個(gè)峰，經(jīng)驗(yàn)證樣品中只有4種物質(zhì)，那么每種物質(zhì)所占比例與對(duì)應(yīng)峰面積所占比例一致。即

M1=1mg×[A1/(A1+A2+A3+A4)]驗(yàn)證方法：薄層色譜法最常用。二極管陣列檢測(cè)器3124練習(xí)題：1.色譜分離主要發(fā)生在（）上。

1.按照固定相的物態(tài)不同，可將液相色譜法分為（）和（），前者的固定相為固體，后者的固定相為液體。3.

是色譜分析中用于描述難分離物質(zhì)對(duì)的實(shí)際分離程度。4.色譜分析法的定量方法有

、和

，其中

需要所有物質(zhì)都出峰。5.色譜分析法的定性依據(jù)和定量依據(jù)分別是什么？液固色譜液液色譜分離度標(biāo)準(zhǔn)曲線法歸一化法歸一化法色譜柱保留時(shí)間（或出峰時(shí)間）；峰面積。§2氣相色譜法

氣相色譜儀氣相色譜儀主要包括五部分：

1、載氣系統(tǒng)

2、進(jìn)樣系統(tǒng)

3、分離系統(tǒng)

4、溫控系統(tǒng)

5、檢測(cè)系統(tǒng)2.1氣相色譜儀的組成壓縮氣體鋼瓶減壓閥、穩(wěn)壓閥凈化器檢測(cè)器色譜柱汽化室尾氣1、載氣系統(tǒng)氣相色譜對(duì)載氣的基本要求：（1）純凈 通過活性炭或分子篩凈化器，除去載氣中的水分、氧等有害雜質(zhì)。（2）穩(wěn)定 采用穩(wěn)壓閥或雙氣路方式：載氣（3）常用的載氣： 氮?dú)?氫氣 氦氣氬氣2、進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣裝置和汽化室進(jìn)樣通常用微量注射器和進(jìn)樣閥將樣品引入。液體樣品引入后需要瞬間汽化。汽化在汽化室進(jìn)行。進(jìn)樣量不能太小（大于檢測(cè)限），也不能太大（會(huì)使峰型拖尾）。進(jìn)樣速度要快。

液體進(jìn)樣裝置和汽化室

液體進(jìn)樣器：注射器載氣入口加熱塊接色譜柱汽化室：使樣品瞬間汽化而又不分解。接色譜柱對(duì)汽化室的要求：（1）體積?。唬?）熱容量大；（3）對(duì)樣品無催化作用3.分離系統(tǒng)色譜柱:色譜儀的核心部件,其作用是分離樣品。主要有兩類：填充柱和毛細(xì)管柱。1）填充柱填充柱由不銹鋼制成，內(nèi)裝固定相，一般內(nèi)徑為2～4mm，長1～3m。填充柱的形狀有U型和螺旋型二種.2）毛細(xì)管柱

毛細(xì)管柱又叫空心柱，分為涂壁，多孔層和涂載體空心柱。涂壁空心柱是將固定液均勻地涂在內(nèi)徑0.l～0.5mm的毛細(xì)管內(nèi)壁而成，毛細(xì)管材料可以是不銹鋼，玻璃或石英。與填充往相比，其分離效率高、分析速度塊、樣品用量小，但柱容量低、要求檢測(cè)器的靈敏度高，并且制備較難。當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，其與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)，混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時(shí)間不同，從而按一定次序由固定相中流出。4.溫控系統(tǒng)

溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)；

氣化室、分離室、檢測(cè)器三部分在色譜儀操作時(shí)均需控制溫度.

氣化室：保證液體試樣瞬間氣化，一般比分離室溫度高50-100度；

分離室：準(zhǔn)確控制分離需要的溫度。當(dāng)試樣復(fù)雜時(shí)，分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化，各組分在