仪器分析答案第3章第四版朱明华编.ppt

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1、第三章思考题解答第三章思考题解答1.从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液相色谱的异同点。相色谱的异同点。解：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分解：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。离的。从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用

2、热导检测器、氢焰检分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。等联用。二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于样能够制成溶液，既可用于HPLC分析

3、，而不受沸点高、热稳定性差、分析，而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。相对分子量大的限制。2.液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些?与气相色谱相比与气相色谱相比较较,有哪些主要不同之处有哪些主要不同之处?解解:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。传质以及柱外效应。在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽略。色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽

4、略。另外，在液相色谱中还存在比较显著的滞留流另外，在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。动相传质及柱外效应。3.在液相色谱中在液相色谱中,提高柱效的途径有哪些提高柱效的途径有哪些?其中最有效的途径是其中最有效的途径是什么什么?解解:液相色谱中提高柱效的途径主要有液相色谱中提高柱效的途径主要有:1.提高柱内填料装填的均匀性提高柱内填料装填的均匀性;2.改进固定相改进固定相 减小粒度减小粒度;选择薄壳形担体选择薄壳形担体;选用低粘度的流动相选用低粘度的流动相;适当提高柱温适当提高柱温其中其中,减小粒度是最有效的途径减小粒度是最有效的途径.4.液相色谱有几种类型液相色谱有几种类型?它

5、们的保留机理是什么它们的保留机理是什么?在这些类型在这些类型的应用中的应用中,最适宜分离的物质是什么最适宜分离的物质是什么?解解:液相色谱有以下几种类型液相色谱有以下几种类型:液液-液分配色谱液分配色谱;液液-固吸附色固吸附色谱谱;化学键合色谱化学键合色谱;离子交换色谱离子交换色谱;离子对色谱离子对色谱;空间排阻色空间排阻色谱等谱等.液液-固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实现分离的现分离的.最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试样，凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。样，

6、凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。其中其中;液液-液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相和流动相液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相和流动相间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物。间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物。化学键合色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸附能力的载化学键合色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸附能力的载体体,所以同时遵循吸附和分配的机理所以同时遵循吸附和分配的机理,最适宜分离的物质为与液最适宜分离的物质为与液-液色谱相同。液色谱相同。离子交换色谱和离子色谱是通过组分与固定相间亲合力差别而离子交换色谱和离子色谱是通过组分与固定相间亲

7、合力差别而实现分离的实现分离的.各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分离，包括无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及离，包括无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及蛋白质等。蛋白质等。在离子对色谱色谱中在离子对色谱色谱中,样品组分进入色谱柱后样品组分进入色谱柱后,组分的离子与对离组分的离子与对离子相互作用生成中性化合物子相互作用生成中性化合物,从而被固定相分配或吸附进而实现从而被固定相分配或吸附进而实现分离的分离的.各种有机酸碱特别是核酸、核苷、生物碱等的分离是离各种有机酸碱特别是核酸、核苷、生物碱等的分离是离子对色谱的特点。子对色谱

8、的特点。空间排阻色谱是利用凝胶固定相的孔径与被分离组分分子间的相空间排阻色谱是利用凝胶固定相的孔径与被分离组分分子间的相对大小关系对大小关系,而分离、分析的方法。最适宜分离的物质是：而分离、分析的方法。最适宜分离的物质是：另外尚有手性色谱、胶束色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理。另外尚有手性色谱、胶束色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理。5.在液在液-液分配色谱中，为什么可分为正相色谱及反相色谱？液分配色谱中，为什么可分为正相色谱及反相色谱？解：采用正相及反相色谱是为了降低固定液在流动解：采用正相及反相色谱是为了降低固定液在流动相中的溶解度从而避免固定液的流失。相中的溶解度从而避免固定液的流失。6.

9、何谓化学键合固定相何谓化学键合固定相?它有什么突出的优点它有什么突出的优点?解解:利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固定相称为化学键合固定相定相称为化学键合固定相.优点优点:1.固定相表面没有液坑固定相表面没有液坑,比一般液体固定相传质快的多比一般液体固定相传质快的多.2.无固定相流失无固定相流失,增加了色谱柱的稳定性及寿命增加了色谱柱的稳定性及寿命.3.可以键合不同的官能团可以键合不同的官能团,能灵活地改变选择性能灵活地改变选择性,可应用与多可应用与多种色谱类型及样品的分析种色谱类型及样品的分析.4.有利于梯度洗提有利于梯度洗提

10、,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集集.7.何谓化学抑制型离子色谱及非抑制型离子色谱何谓化学抑制型离子色谱及非抑制型离子色谱?试述它们的基试述它们的基本原理本原理.解解:在离子色谱中检测器为电导检测器在离子色谱中检测器为电导检测器,以电解质溶液作为流动以电解质溶液作为流动相相,为了消除强电解质背景对电导检测器的干扰为了消除强电解质背景对电导检测器的干扰,通常除了分析通常除了分析柱外柱外,还增加一根抑制柱还增加一根抑制柱,这种双柱型离子色谱法称为化学抑制这种双柱型离子色谱法称为化学抑制型离子色谱法型离子色谱法.但是如果选用低电导的流动相（如但是如果选用低电导的

11、流动相（如10-5 10-4M的苯的苯甲酸盐或邻苯二甲酸盐），则由于背景电导较低，不干扰样甲酸盐或邻苯二甲酸盐），则由于背景电导较低，不干扰样品的检测，这时候不必加抑制柱，只使用分析柱，称为非抑品的检测，这时候不必加抑制柱，只使用分析柱，称为非抑制型离子色谱法制型离子色谱法例如为了分离阴离子例如为了分离阴离子,常使用常使用NaOH溶液为流动相，钠离子的干溶液为流动相，钠离子的干扰非常严重，这时可在分析柱后加一根抑制柱，其中装填高容扰非常严重，这时可在分析柱后加一根抑制柱，其中装填高容量量H+型阳离子交换树脂，通过离子交换，使型阳离子交换树脂，通过离子交换，使NaOH转化为电导转化为电导值很小的

12、值很小的H2O，从而消除了背景电导的影响，从而消除了背景电导的影响何谓梯度洗提？它与气相色谱中的程序升温有何异同之何谓梯度洗提？它与气相色谱中的程序升温有何异同之处？处？解：在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成解：在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配比，称为梯度洗提是改进液相色谱分离的重要手或浓度配比，称为梯度洗提是改进液相色谱分离的重要手段段梯度洗提与气相色谱中的程序升温类似，但是前者连续改变梯度洗提与气相色谱中的程序升温类似，但是前者连续改变的是流动相的极性、的是流动相的极性、pH或离子强度，而后者改变的温度或离子强度，而后者改变的温度程序升温也是改进气相色

13、谱分离的重要手段程序升温也是改进气相色谱分离的重要手段高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不同之处高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不同之处？解：在液相色谱中为了承受高压，常常采用停流进样与高压解：在液相色谱中为了承受高压，常常采用停流进样与高压定量进样阀进样的方式定量进样阀进样的方式10以液相色谱进行制备有什么优点？以液相色谱进行制备有什么优点？解：以液相色谱进行制备时，分离条件温和，分离检测中不解：以液相色谱进行制备时，分离条件温和，分离检测中不会导致试样被破坏，切易于回收原物会导致试样被破坏，切易于回收原物11.在毛细管中实现电泳分离有什么优点？在毛细管中实现电泳分离有什么

14、优点？解：毛细管由于散热效率很高，可以减少因焦耳热效应造成解：毛细管由于散热效率很高，可以减少因焦耳热效应造成的区带展宽，因而可以采用较高的电压，克服了传统电泳技的区带展宽，因而可以采用较高的电压，克服了传统电泳技术的局限，极大地提高分离效率，而且分离时间缩短，试样术的局限，极大地提高分离效率，而且分离时间缩短，试样分析范围宽，检测限低分析范围宽，检测限低对于大分子的分离往往比色谱方法具有更高的柱效对于大分子的分离往往比色谱方法具有更高的柱效12.试述试述CZE,CGE,MECC的基本原理的基本原理毛细管区带电泳（毛细管区带电泳（CZE)是在指外加电场的作用下，溶质在毛是在指外加电场的作用下，

15、溶质在毛细管内的背景电解质溶液中以一定速度迁移而形成一个一个独细管内的背景电解质溶液中以一定速度迁移而形成一个一个独立的溶质带的电泳模式，其分离基础是淌度的差别因为中性立的溶质带的电泳模式，其分离基础是淌度的差别因为中性物质的淌度差为零，所以不能分离中性物质。物质的淌度差为零，所以不能分离中性物质。带电粒子的迁移速度为电泳速度与电渗流的矢量和在缓冲溶带电粒子的迁移速度为电泳速度与电渗流的矢量和在缓冲溶液中带正电的粒子由于迁移方向与电渗流相同，流动速度最快，液中带正电的粒子由于迁移方向与电渗流相同，流动速度最快，最先流出，负电荷粒子的运动方向与电渗流相反，最后流出，最先流出，负电荷粒子的运动方向

16、与电渗流相反，最后流出，中性粒子的电泳速度与电渗流相同，因而迁移速度介于二者之中性粒子的电泳速度与电渗流相同，因而迁移速度介于二者之间这样各种粒子因差速迁移而达到区带分离，这就是间这样各种粒子因差速迁移而达到区带分离，这就是CZE的的分离原理分离原理毛细管凝胶电泳毛细管凝胶电泳(CGE)是毛细管内填充凝胶或其他筛分介质，是毛细管内填充凝胶或其他筛分介质，如交联或非交联的聚丙烯酰胺。荷质比相等，但分子的大小不如交联或非交联的聚丙烯酰胺。荷质比相等，但分子的大小不同的分子，在电场力的推动下在凝胶聚合物构成的网状介质中同的分子，在电场力的推动下在凝胶聚合物构成的网状介质中电泳，其运动受到网状结构的阻

17、碍。大小不同的分子经过网状电泳，其运动受到网状结构的阻碍。大小不同的分子经过网状结构时受到的阻力不同，大分子受到的阻力大，在毛细管中迁结构时受到的阻力不同，大分子受到的阻力大，在毛细管中迁移的速度慢；小分子受到的阻力小，在毛细管中迁移的速度快，移的速度慢；小分子受到的阻力小，在毛细管中迁移的速度快，从而使它们得以分离。这就是从而使它们得以分离。这就是CGE的分离原理的分离原理胶束电动色谱胶束电动色谱 (MECC)是以胶束为假固定相的一种电动色谱，是以胶束为假固定相的一种电动色谱，是电泳技术与色谱技术的结合。多数是电泳技术与色谱技术的结合。多数MECC在毛细管中完成，在毛细管中完成，故又称为胶束

18、电动毛细管色谱故又称为胶束电动毛细管色谱。MECC是在电泳缓冲液中加是在电泳缓冲液中加入表面活性剂，当溶液中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度入表面活性剂，当溶液中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂分子之间的疏水基因聚集在一起形成胶束时，表面活性剂分子之间的疏水基因聚集在一起形成胶束(假假固定相固定相)，溶质不仅可以由于淌度差异而分离，同时又可基于，溶质不仅可以由于淌度差异而分离，同时又可基于在水相和胶束相之间的分配系数不同而得到分离，这样一般在水相和胶束相之间的分配系数不同而得到分离，这样一般毛细管电泳中不能分离的中性化合物在毛细管电泳中不能分离的中性化合物在MECC中可以分离中可以分离