色谱基础知识PPT学习资料.ppt
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1、色谱基础知识PPTl在在400400摄氏度以下的温度可以汽化摄氏度以下的温度可以汽化(变成气体变成气体)的化合物的化合物l在汽化时不会分解的化合物在汽化时不会分解的化合物l在汽化时可以分解成固定比例碎片的化合物在汽化时可以分解成固定比例碎片的化合物(热裂解热裂解 GC)GC)即使即使符合上述的情况还可能有难以分析的化合物分析符合上述的情况还可能有难以分析的化合物分析 不可能或不可能或很难由很难由 GC GC 分析化合物的例子分析化合物的例子l分子分子量小也不能蒸发的化合物量小也不能蒸发的化合物(例如例如:无机的金属离子盐无机的金属离子盐)l活性强或极端地不稳定的的化合物活性强或极端地不稳定的的
2、化合物(例如例如:氢氟酸、臭氧氢氟酸、臭氧,氮氧化物氮氧化物)l高吸附性的化合物高吸附性的化合物 (当化合物含有羧基、羟基、氨基、硫等等因为吸附和活度比较高当化合物含有羧基、羟基、氨基、硫等等因为吸附和活度比较高,在分析要注意。在分析要注意。)l难以获得标难以获得标准样的化合物准样的化合物(得到峰后难以做定性和定量分析得到峰后难以做定性和定量分析)可以在气相色谱分析的化合物可以在气相色谱分析的化合物时间时间检测器器色色谱柱柱样品品注入口注入口样样品注入品注入A AB BA AB|B|一一B BB B|B BAA|一一BB|B BAA|一一BB|B B峰峰 A峰峰 B色谱的工作原理色谱的工作原理
3、 Chromatography(色谱法)(色谱法)Method for Separation(分离的方法)(分离的方法)Chromatograph(色谱仪)(色谱仪)Instrument for Chromatography(色谱仪器)(色谱仪器)Chromatogram(色谱图)(色谱图)Data of Chromatography(色谱结果)(色谱结果)Chromato.?(色谱是什么色谱是什么?)色色 谱谱CHROMATOGRAM峰峰基基线样品注入品注入的的时间保留保留时间4.014 min5.180 min色色 谱谱(Chromatogram)正常正常峰形是峰形是对称的正称的正态分布曲
4、分布曲线。拖尾峰前延峰当组份被玻璃衬管或色谱柱吸附的时候。当组份被玻璃衬管或色谱柱吸附的时候。当极性成分在非极性固定液的色谱柱内分析的时当极性成分在非极性固定液的色谱柱内分析的时,也也可能出现可能出现当当色谱柱与样品成份一起过载色谱柱与样品成份一起过载当当柱箱温度太低柱箱温度太低当当进样口的温度太低时候,有时也会发生。进样口的温度太低时候,有时也会发生。不良峰形不良峰形尖峰宽峰峰宽峰宽(Peak Width)(Peak Width)毛细管毛细管柱:在分析时峰形几乎都是尖峰柱:在分析时峰形几乎都是尖峰填充柱:在等温分析时越先出的峰,峰填充柱:在等温分析时越先出的峰,峰形越尖锐形越尖锐填充柱:在等
5、温分析时越晚出的峰,填充柱:在等温分析时越晚出的峰,峰形越宽峰形越宽日本药典“乙醇中挥发性的污染物测试、程序和装置”标准分析漂移(Drift)在在程序升温分析时,柱子固定液流失增加,程序升温分析时,柱子固定液流失增加,造成基线上升。造成基线上升。基线基线漂移漂移一个样品一个样品入之后到一个成份到达检测器的时间入之后到一个成份到达检测器的时间 (保留时间保留时间)多长多长?:定性分析定性分析QualitativeQualitativeAnalysisAnalysis组份的峰面积或峰的高度组份的峰面积或峰的高度多少多少?:定量分析定量分析QuantitativeQuantitativeAnalys
6、isAnalysis一个分析结果有何意义??|?|?|?当分析条件相同时,相同的成份在相同的时间出峰。当分析条件相同时,相同的成份在相同的时间出峰。(保留时间相同)定性分析定性分析样品注入样品注入标准样品标准样品(成份成份 A A 和和 B B 的混合的混合物物)未知样品未知样品成份成份 A A成份成份 B B因为因为保留时间是唯一的定性数据保留时间是唯一的定性数据成份的成份的峰面积峰面积(高度高度)与到达与到达检测器的成份的量成正例。检测器的成份的量成正例。(在在 FPD FPD 的的 S S 模态,它与成份的量的平方成正比模态,它与成份的量的平方成正比)定量分析定量分析(Quantitat
7、ive Analysis)(Quantitative Analysis)标准样品标准样品是定量分析所必需的。是定量分析所必需的。标准样品标准样品1uL1uL (成份成份 A 100 A 100ppm)ppm)成份成份 A A未知的样品未知的样品 1 uL 1 uL成份成份 A A峰面积峰面积:700700峰面积:峰面积:10001000100100Conc.Conc.(ppm)(ppm)10001000峰面积峰面积7007007070GC 的的结结构构流流量控制器量控制器进样口口检测器器柱温箱柱温箱柱柱气气体体钢瓶瓶电信号 数据处理GC 的的结结构构载气(载气(Carrier GasCarri
8、er Gas)通常用通常用氦气(氦气(HeHe)和氮气()和氮气(N N2 2)。(在使用毛细管柱作分析的情况在使用毛细管柱作分析的情况时下,时下,使用氦气作载气是使用氦气作载气是比较理想的比较理想的)气体的纯度最好高于气体的纯度最好高于 99.999%99.999%检测器用气检测器用气TCD .No need TCD .No need FID .HFID .H2 2,空气空气ECDECD .N .N2 2(在在使用填充柱的情况下,载气当然使用氮气使用填充柱的情况下,载气当然使用氮气 ,在使用毛细柱的情况下氮气被用,在使用毛细柱的情况下氮气被用做尾吹气)做尾吹气)FTDFTD.H.H2 2,A
9、ir,AirFPDFPD.H.H2 2,Air,AirSIDSID .Air .Air载气和检测器用气载气和检测器用气载气控制方式载气控制方式检测器的温度检测器的温度检测器的温度总是比柱的温度高。检测器的温度总是比柱的温度高。(通常比柱箱的程序升温的最终温度高通常比柱箱的程序升温的最终温度高 20-30 20-30)进样口的温度进样口的温度进样口被设定在足够一个样品中成份能被汽化的温度。进样口被设定在足够一个样品中成份能被汽化的温度。(它不需要特别高的温度它不需要特别高的温度)虽然进样口设定的温度通常与检测器相同,但当样品易分解时会设的低虽然进样口设定的温度通常与检测器相同,但当样品易分解时会
10、设的低一些。一些。进样口和检测器的温度进样口和检测器的温度气相色谱柱气相色谱柱气相色谱柱气相色谱柱填料填料管管填充柱填充柱(Packed Column)(Packed Column)融熔石英融熔石英固定液固定液毛细管毛细管柱柱(Capillary Column)(Capillary Column)l内径内径(I.D.)(I.D.)2-4 2-4 毫米毫米l长度长度 0.5-5 0.5-5 米米(2(2 米最常用米最常用)l填料填料 涂覆有涂覆有0.5-25%0.5-25%固定液的担体固定液的担体l固定液固定液 理论塔板理论塔板数数一般都很小一般都很小l内径(内径(I.D.I.D.)0.1 0.
11、1,0.250.25,0.320.32,0.53 0.53 毫米毫米l长度长度 5-100 m 5-100 m(30 m(30 m最常用最常用)l材质融熔石英材质融熔石英l固定液固定液理论塔板理论塔板数数一般都较大一般都较大气相色谱柱气相色谱柱多孔层开口柱多孔层开口柱PLOTPLOT(多孔高分子小球多孔高分子小球/氧氧化铝等化铝等)管壁涂渍开口柱管壁涂渍开口柱WCOTWCOT 或化学键或化学键合合填充柱填充柱毛细管柱毛细管柱硅藻土硅藻土(担体担体)固定液固定液不锈钢不锈钢或玻璃或玻璃融融熔石英熔石英或不锈钢或不锈钢固定液固定液担体担体Partition MaterialsPartition M
12、aterials在担体上涂覆固定液在担体上涂覆固定液固定相:液体固定相:液体主要用于分析液体样品主要用于分析液体样品固定液固定液固体固体吸附材料吸附材料(吸附剂吸附剂)没有涂覆固定液没有涂覆固定液固定相固定相 :固体固体 主要用于分析气体样品主要用于分析气体样品 。(硅胶、活性碳、分子筛、活性氧化铝硅胶、活性碳、分子筛、活性氧化铝,还有还有多孔高分子小球多孔高分子小球)填料的种类填料的种类OV-1 10%Chromosorb-W(AW-DMCS)OV-1 10%Chromosorb-W(AW-DMCS)60/80 2m*2.6mm 60/80 2m*2.6mm I.D.I.D.固定液的种类固定
13、液的种类固定液的浓度固定液的浓度担体的类型担体的类型担体的担体的处理方法处理方法目数目数(担体担体的颗的颗粒粒大小大小)担体担体固定液固定液色谱柱的色谱柱的长度长度色谱柱的色谱柱的I.D.I.D.(内径)(内径)填充柱的名字的意义填充柱的名字的意义CHCH3 3 OH OHCHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH3 3Methanol|Methanol|甲醇甲醇Hexane|Hexane|正已烷正已烷电子分配电子分配+-极化极化=极极性化合物性化合物CH2-O-CH2-CH2-CNCH2-O-CH2-CH2-CNCH-O-CH2-CH2
14、-CNCH-O-CH2-CH2-CNCH2-O-CH2-CH2-CNCH2-O-CH2-CH2-CN-Si-O-Si-O-Si-Si-O-Si-O-Si-CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3TCEP(1,2,3Tris(2-TCEP(1,2,3Tris(2-Cyanoethoxy)Propane)Cyanoethoxy)Propane)SE-30(methyl Silicone SE-30(methyl Silicone polymer)polymer)+-无极化无极化=非极性化合物非极性化合物固定液固定液目标化合物目标化合物化合物的极化合物的极性性1)He
15、ptane1)Heptane2)2)TolueneToluene3)3)Methyl Isobutyl Methyl Isobutyl KetoneKetone(MiBK)MiBK)4)4)n-Butanoln-ButanolCHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH3 3CHCH3 3CHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-OH-OHCHCH3 3-C-C-CH-C-C-CH3 3CHCH3 3CHCH3 3O OSE-30SE-30TCPTCPPEG-20MPEG-20MTCEPTCEP
16、4)4)4)4)+3)3)4)4)4)4)1)1)1)1)1)1)1)1)3)3)3)3)3)3)2)2)2)2)2)2)2)2)不同固定液的极性不同固定液的极性担体担体固定液固定液涂覆在担体上的固定液重量百分比浓度涂覆在担体上的固定液重量百分比浓度低低浓度浓度大约大约 0.5-2%0.5-2%(用于分析高沸点化合物用于分析高沸点化合物)中等浓度中等浓度 大约大约 5-10%5-10%(最常用)(最常用)高浓度高浓度 大约大约 20-25%20-25%(用于分析低沸点化合物用于分析低沸点化合物)固定液固定液的浓度的浓度硅藻土担体(硅藻土担体(Diatomaceous SupportDiatom
17、aceous Support)白色的白色的是最常用的是最常用的 褐色的褐色的几乎能涂覆所有固定液几乎能涂覆所有固定液其他其他担体担体 对苯二酸对苯二酸(TPA)(TPA)担体担体极性物质很少吸附。极性物质很少吸附。(水,酒精水,酒精,和酸和酸)氟树脂氟树脂担体担体 虽然虽然 表面惰性,但固定液也很难固定。担体(担体(SupportSupport)酸洗酸洗(AW)(AW)这种处理可以去除担体中的金属或细小粉末这种处理可以去除担体中的金属或细小粉末硅烷化硅烷化(DMCS)(DMCS)Si Si O O Si Si OHOHOHOH+|+SiSiClClClClCH3CH3CH3CH3 Si Si
18、O O Si Si O OO OSiSiCH3CH3CH3CH3易吸附的位置易吸附的位置DMCSDMCS硅藻土担体的表面硅藻土担体的表面碱处理碱处理(KOH)(KOH)表层被处理成碱性。用于分析碱性化合物。表层被处理成碱性。用于分析碱性化合物。磷酸处理磷酸处理(H(H3 3POPO4 4)表层被处理成酸性。用于分析酸性化合物表层被处理成酸性。用于分析酸性化合物担体的担体的处理处理60目的目的筛子子(相当于英相当于英 寸有寸有 个网孔个网孔)80 目的目的筛子子(相当于英相当于英 寸有寸有 个网孔个网孔)100 目的目的筛子子(相当于英相当于英 寸有寸有 个网孔个网孔)60/80 目的粒子目的粒
19、子80/100 目的粒子目的粒子(250 um-310um)比比 60/80细.目数目数(填料的粒子大小填料的粒子大小)玻璃玻璃柱柱(硬玻璃硬玻璃)它几乎它几乎可用于所有的分析。可用于所有的分析。惰性但易碎惰性但易碎不锈钢不锈钢柱柱(SUS)(SUS)它作为无活性无机气体和碳氢化合物等等的分析它作为无活性无机气体和碳氢化合物等等的分析 结实,但分析成份容易在表面上分解或吸附。结实,但分析成份容易在表面上分解或吸附。柱安装容易柱安装容易.特氟珑特氟珑(Fluororesin)(Fluororesin)柱柱它可以分析酸性成份或痕量的硫化物。它是惰性的但耐温低柱的材质柱的材质(管管)C15 C15|
20、C15C15C18 C18|C18C18C12 C12|C12C12C15 C15|C15C15C18 C18|C18C18C12 C12|C12C12C23 C23|C23C23C15 C15|C15C15C18 C18|C18C18C12 C12|C12C12C23 C23|C23C23170170等等温分析温分析C12-C15 C12-C15 分离分离的比较好。的比较好。高沸点化合物出峰晚和峰较宽。高沸点化合物出峰晚和峰较宽。230230等等温分析温分析高沸点高沸点化合物出峰会比较早。化合物出峰会比较早。The separation of C12-C15 The separation o
21、f C12-C15 is poor.is poor.C12-C15 C12-C15 分离的比较差。分离的比较差。100 100-10-10/min-280/min-280 程序升温分析程序升温分析 正构烷烃出峰间隔相等的正构烷烃出峰间隔相等的低沸点的化合物的分离度较好高沸点低沸点的化合物的分离度较好高沸点的化合物出峰也较早的化合物出峰也较早柱温与分离的关系柱温与分离的关系Isothermal Analysis|等温分析等温分析同系物同系物,按碳数从小到大的按碳数从小到大的顺序出峰序出峰正构醇正构醇的混合的混合物物在等温分析在等温分析时,通常出峰早的化合物峰形,通常出峰早的化合物峰形较尖尖锐,通
22、常通常出峰晚的化合物峰形出峰晚的化合物峰形较宽乙酸酯类混合物乙酸酯类混合物甲醇甲醇乙醇乙醇正丙醇正丙醇正丁醇正丁醇乙酸甲酯乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸正丙酯乙酸正丙酯碳数碳数1保保留留时间的的对数数234乙酸酯类混合物乙酸酯类混合物正构醇正构醇的混合的混合物物同系物同系物的碳数的碳数(沸点沸点)和保留和保留时间的的对数之数之间大致成的大致成的线性关系。性关系。程序升温分析程序升温分析同系物同系物中碳数的较小先出峰中碳数的较小先出峰正构醇正构醇的混合的混合物物乙酸酯类混合物乙酸酯类混合物乙酸甲酯乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸正丙酯乙酸正丙酯含碳数含碳数1 1保保留留时时间间2 23 34 4乙酸酯
23、类混合物乙酸酯类混合物正构醇正构醇的混合的混合物物同系物同系物的碳数的碳数(沸点沸点)和保留时和保留时间之间大致成的线性关系。间之间大致成的线性关系。(出出峰时间间隔几乎相等峰时间间隔几乎相等)甲醇甲醇乙醇乙醇正丙醇正丙醇正丁醇正丁醇检检 测测 器器Detectors|检测检测器器最小可最小可检量是量是标准物准物质测定的,会随着分析的化合物不同而定的,会随着分析的化合物不同而变化化。单位(重量单位(重量体积)体积)质量单位质量单位mgmg=10 10-3-3g g ugug=1010-6-6g g ngng=10=10-9-9g g pgpg=10=10-12-12g g fgfg=10=10
24、-15-15g g 体积单位体积单位mLmL=1010-3-3L L uLuL=1010-6-6L L nLnL=1010-9-9L L当比重是当比重是 1 1 1mL1mL=1g1g1uL1uL=1mg1mg1nL1nL=1ug1ug单位单位(转化转化)单位的单位的关系关系%=10=10-2-2(百分之一)百分之一)ppm ppm=10=10-6-6(百万分之一)(百万分之一)ppb ppb=10=10-9-9(十亿分之一)十亿分之一)pptppt=10=10-12-12 (万亿分之一)(万亿分之一)1ppm|1ppm|百万分之一百万分之一样品为液体时样品为液体时 1ug/g =1 ppm(
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