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色谱分析法定义:色谱(chromatography)分析法：以试样组分固定相(stationary phase )和流动相(mobile phase )间的溶解、吸附、分配、离子交换或其它亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱分析法
即利用物质的物理及物理化学性质的差异，将多组分混合物进行分离测定的一种分析方法。色谱分析法是仪器分析常用的方法之一。
应用对象：主要是混合物中有机成分的分离和分析
1.色谱法的由来
2.固定相和流动相的变化
3.色谱柱、分离机制的变化
高效液相色谱仪
色谱分析法的分类
?1、按两相的聚集状态流动相固定相类型
?2、按分离的原理分类
?吸附色谱：吸附性能的差异气固液固
?分配色谱：分配系数的不同溶解度液体
?离子交换色谱：分离组分与固定相离子进行可逆交换离子交换树脂
?空间排阻色谱：分子筛葡聚糖凝胶
?3、按固定相的材料和使用方式
?柱色谱(玻璃、不锈钢、石英) 气固液固
?纸色谱液液
?薄层色谱(硅胶、聚酰胺) 液固
?4、按色谱动力学过程分类
?冲洗法、顶替法、迎头法
?5、按色谱技术分类
色谱分析法的特点和局限性
一、特点
1、选择性好1理论塔板数高2固定相、流动相3操作温度a沸点相近的混合物b同位素c
同分异构体d对映异构体
2、分离效率高，分析速度快1气相色谱a气体黏度小b长色谱柱2高效液相色谱a高压泵
b多色谱填料
3、灵敏度高、样品用量少检测器a热导池检测器b氢火焰离子化检测器c电子俘获检
测器d火焰光度检测器
4、应用范围广1气相色谱a气体b易挥发的有机物c沸点高d热裂解
2高效液相色谱a不易挥发、高沸点b不稳定c糖类、大分子化合物d药物分析
3石油工业、环境保护、临床化学、药物与药剂、农药、食品、卫生防疫理化检验、司法检验
二、局限性
?给不出定性结果，需要已知的标物质作对比，或将样品的数据与标准物质的数据进行对比，与质谱、红外等波谱鉴定仪器联用
?定量时需要标准物质
?对个别异构体和固体物质分析能力差
色谱图和相关术语
?1、色谱图(chromatogram)：进样后检测仪器记录下来的检测器响应信号随时间或载气流出体积分布的曲线图。
? 2、基线(baseline)：当没有组分进入检测器时，色谱流出曲线是一条只反映仪器噪声随时间变化的曲线。(正常操作条件下，检测器对流动相的响应信号)
? 3、色谱峰(chromatographic peak)样品随流动相经过色谱柱后，分离开的各组分经过检测器时产生的吸收峰，峰状微分曲线。
? 4、峰面积(area )组分流出的曲线与基线所包围的面积。(CGEAFHD)表示：符号A ? 5、峰底(peak base)色谱峰下面的基线延长线（峰起点到终点间的直线CD ） ? 6、峰高色谱峰最高点至峰底的垂直距离AB' 表示符号:h
? 7、峰宽(W)：沿色谱峰两侧拐点所作的切线与峰底相交两点之间的距离。IJ 。符号： ? 8、半峰宽(W h /2) ：半峰宽：峰高为0.5h 处的峰宽。GH 。
? 9、标准偏差(σ)：峰高0.607h 处峰宽EF 的一半。
? 区域宽度：色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一，可用于衡量色谱柱的柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。宽度越窄，其效率越高，分离的效果也越好。
? 保留时间(rentention time, t ) ：组分从进样到出现峰最大值所需的时间
? 死时间(dead time, t0)：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相
的流速相近。据 t0 可求出流动相平均流速 ?
? 调整保留时间(adjusted retention time, tr ’ )：时间，它是组份在固定相中的滞留时间。即由于保留时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表示保留值。
? 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。忽略后两项可得到： ? Fco 为柱出口的载气流速（mL/min) ? ?
? F0-检测器出口流速；Tr -室温；Tc -柱温；p0-大气压；pw -室温时水蒸汽压。 ? 保留体积Vr ：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积
调整保留体积Vr'：某组份的保留体积扣除死体积后的体积（以上保留时间和保留体积又统0t L u ==柱长死时间00co V t F =000c w co r T p p F F T p -=?0r co V t F =?''0r r r co
V V V t F =-=?
称保留值。）
色谱曲线的意义：1色谱峰数=样品中单组份的最少个数；2 色谱保留值——定性依据；3 色谱峰高或面积——定量依据；4 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标；5 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
平衡理论、1
时的浓度之比值。
K 与温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。
固定相不变的情况下，K 与温度呈反比。一定温度下，组分的分配系数 K 越大，出峰越慢。 ? 每个组分在各种固定相上的分配系数K 不同；选择适宜的固定相可改善分离效果。
? 气相色谱中，柱温是一个很重要的操作参数，对分离度影响大
? 液相色谱中，温度对分离度的影响小
2、分配比(k ) 的质量比，称为分配比。
它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保留因子。也叫容量因子或容量比。
分配比 k 的求算：k 也等于组分的校正保留时间与死时间的比值。k 可表示出组分在柱中停留时间的长短。k
越大，保留时间也就越长。
K 与 k 的关系：
β 称为相比率，是反映色谱柱柱型特点的参数。对填充柱，β = 6~35；对毛细管柱， β = 60~600。K 只决定于组分和两相性质，与体积无关。 k 不仅与组分和两相性质有关，与相比有关，即与固定相的量有关。
1.A 为先流出的组分，B 为后流出的组分。
2.K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配；而选择因子 α 是反映两组分间的分离情况。
3.两组分 K 或 k 相差越大时，α 越大，分离得越好。
4.两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件
二、塔板理论
? 塔板理论是描述色谱柱中组分在两相间的分配状况及评价色谱柱的分离效能的一种半经验式的理论。
? 塔板理论将一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，即将连续的色谱过程看作是许多小段平衡过程的重复。
? 塔板的概念是从精馏中借用的，成功地解释了色谱流出曲线呈正态分布。
塔板理论假定：1）塔板之间不连续；2）塔板之间无分子扩散；3）组分在各塔板内两相间
的分配瞬间达至平衡，达一次平衡所需柱长为理论塔板高度H ；4）某组分在所有塔板上的分配系数相同；5）流动相以不连续方式加入，即以一个一个的塔板体积加入(脉冲式)。
（一）塔板理论概念：塔板理论是把色谱柱假想为一个精馏塔，塔内存在许多塔板，组分在每个塔板的气相和液相间进行分配，达成一次分配平衡。{随着流动相按一个塔板、一个塔板的方式向前移动。经过多次分配平衡后，分配系数小的组分，先离开蒸馏塔（色谱柱），分配系数大的组分后离开蒸馏塔（色谱柱），从而使分配系数不同的组分彼此得到分离。}
（二） 柱效能指标：对于一个色谱柱来说，其分离能力（柱效能）的大小主要与塔板的数
目有关，塔板数越多，柱效能越高。
? 1理论塔板数
tR 为某组分的保留时间； W1/2为某组分色谱峰的半宽度；W 为色谱峰的峰宽。柱子的理论塔板数与峰宽和保留时间有关。保留时间越大，峰越窄，理论塔板数就越多。柱效能也就越高。
? 理论塔板高度，即组分在柱内每达成一次分配平衡所需要的柱长叫理论塔板高度。
H 越小，表示柱效能越高。
? 2.有效塔板数(n eff)
在以上计算理论塔板数的式子中使用的是保留时间，它包括了
死时间，它与组分在柱内的分配无关，因此不能真正反映色谱柱的柱效。
? ? H eff=L /n eff 3.塔板理论的特点：
? (1)当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分
配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。
? (2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡
量柱效能的指标时，应指明测定物质。
? (3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数 K 相同时，无
论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。
? (4)塔板理论无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。
三、速率理论：塔板理论是一个半经验性的理论。它定性的给出了板高的概念，但不能指出影响板高的因素。速率理论就是在塔板理论的基础上，给出了影响塔板高度的因素：
u 为流动相线速度； A ，B ，C 为常数，其中 A —分别表示涡流扩散系数；B —分子扩散系数；C —传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素。任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H ，从而提高柱效。
四、分离度及色谱分离方程
1.分离度(Resolution, R)：同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。
R 越大，相邻组分分离越好。当R=1.5 时，分离程度可达99.7%，因此R=1.5
通常用作是
否分开的判据。 2.色谱分离方程
1）分离度R 与柱效的关系
2）分离度R 与保留因子α 的关系
3）分离度R 分配比 k 的关系
例：两物质A 和B 在30cm 长的色谱柱上的保留时间分别为16.4和17.63min ，有一不与固定相作用的物质，其在此柱上的保留时间为1.30 min 。物质A 和B 的峰底宽分别为1.11和1.21min 。试问：1）柱分辨率R ；2）柱平均理论塔板数nav3）平均塔板高度Hav4）若要求R 达到1.5，则柱长至少应为多少？5）使用上述较长的柱进行分析时，其分析时间为多长？6）不增加柱长，要求在原来的分析时间内R 达到1.5，该柱的塔板高度应为多少？ 气相色谱法 气相色谱常用术语和参数
1.色谱图：进样后检测仪器记录下来的检测器响应信号随时间或载气流出体积分布曲线图。
2.前伸峰(leading peak)：前沿平缓后部陡起的不对称色谱峰
3.脱尾峰(tailing peak)：前沿陡起后部平缓的不对称色谱峰
4.畸峰(distorted peak)：形状不对称的色谱峰。
5.反峰(negative peak)：峰形与通常相反的色谱峰，也称倒峰、负峰。
6.假峰(ghost peak)：除组分正常产生的色谱峰外，由于其它原因产生的吸收峰
7.净保留体积(net retention volume)：用压力梯度校正因子修正后的组分调整保留体积，V N
8.比保留体积(specific retention volume)：组分在每g 固定液校正到273.15K 时的净保留体积，V g
9.相比率(phase ratio)：气相与吸附剂或固定液体积之比β=V G/V S ，V G/V L
10.分配系数(partition ration)
11.容量因子(capacity factor)
12.相对保留值relative retention value ：相同操作条件下，组分与参比 物质的调整保留值之比ri,s
13.柱外效应extra-column effect ：进样室到监测器之间的部分气路部分，由于进样方式、柱后扩散等因素对柱效能产生的影响。
14.反吹backflushing ： 一些组分被洗脱后，将载气反向通过色谱柱，使其他组分向相反方向移动的操作 作用：节省时间，防止污染下一根色谱柱。
15.老化 conditioning ：色谱柱在高于使用柱温下通载气进行处理的过程
16.柱流失column bleeding ： 固定液随载气流出柱外的现象
毛细管柱气相色谱法Capillary column gas chromatography
：是利用毛细管柱作为气相色谱柱的一种高效、快速、高灵敏的分离分析方法。
进样系统：1.分流进样：进样时有吹扫气，气化样品大部分经分流管放空，只小部分被载气带入色谱柱；2.不分流进样：进样时不进行吹扫，大部分样品进入色谱柱后才打开分流阀，进行吹扫；3.直接进样：气化室没分流系统，色谱柱与大口径毛细管柱直接相连4.冷柱头进样
硅藻土的预处理： 由于硅藻土在处理过程中产生的酸、碱性；表面的硅醇基；微孔结构等因素致使样品信号拖尾或造成死吸附
(1)酸洗。除去载体表面铁等金属化合物。 浓盐酸浸泡载体，加热煮30min ，然后用水洗至中性，再用甲醇淋洗，烘干，过筛
(2)碱洗。除去Al2O3等碱性杂质。酸洗载体在10%NaOH-甲醇溶液中浸泡或回流，然后用水洗至中型，再用甲醇淋洗，烘干，过筛
(3)硅烷化。消除表面的硅醇基，减弱生成氢键的能力，使表面惰化。盐酸浸泡载体，用硅烷试剂与之反应生成Si-O-Si-C键。该类载体适合分析水、醇、胺等易形成氢键而拖尾的物质；只能涂渍非极性或极性弱的固定液，只能在270以下使用，柱效也差。
(4)釉化。堵塞载体表面的微孔和改变表面性质。置于2%硼砂水溶液中浸泡，抽滤后，用和其体积相当的0.5%的硼砂水溶液淋洗，干燥后于870 ℃灼烧3.5h，再升温到980 ℃灼烧40min，冷却，用蒸馏水煮4次，洗涤并干燥。该类载体吸附性能低，机械强度增加，适于分析醇、酸类极性较强的物质。分析甲醇、甲酸时有不可逆吸附。
(5)脱活剂。用一些表面活性剂饱和载体表面的吸附中心。非离子型的聚乙二醇类；阳离子型的胺类---碱性样品；阴离子型的二羧酸、酸酐----酸性样品。
选用载体的几个原则:A非极性组分---红色硅藻土载体；极性组分---白色硅藻土载体b要求进样量大和负荷固定液多---红色硅藻土载体c分析腐蚀性气体时用氟载体d分析非极性高沸点组分，可选玻璃微球载体
固定液应具备的条件：
1.对组分良好的选择性:对欲分离的两组分有较大的相对保留值
2.蒸气压低:从色谱柱流失的固定液少，柱子的效能不变，不妨碍适用高灵敏度监测器
3.润湿性好:能很均匀的涂布在载体表面或空心柱的内壁
4.热稳定性好:在高温下发生分解或聚合反应
5.化学惰性好:不与组分、载体、载气发生不可逆的化学反应
6.凝固点低，黏度适当:a凝固点低—低温使用b黏度适当—减少因柱温下将黏度变大而
造成的柱效降低的弊端
7.成分稳定:防止各批次间固定液成分差别大，影响色谱峰定性的重复性
顶空气相色谱法:定义：用气相色谱法分析封闭系统中与液体或固体达成热力学平衡的气相，从而间接测定液相或固相阳品中的组分
A色谱分析-气相辅助技术
B气相色谱分析-检测器
高效液相色谱法
与气相色谱法相比：气相色谱只适合分析较易挥发、且化学性质稳定的有机化合物，而HPLC 则适合于分析那些用气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。所以，HPLC的应用范围已经远远超过气相色谱。
1.不受试样的挥发性和热稳定性的限制，应用范围广；2。可选用各种溶剂作为流动相，对分离的选择性有很大作用，选择性高；3。一般在室温条件下进行分离，不需要高柱温。
特点（四高一广）
高压：液体流动相受到的阻力大，施加高压以便迅速通过分离柱
高效：GC 柱效约2000块/m, HPLC 柱效约30000块/m以上,
高灵敏度：采用高灵敏度检测器以提高分析灵敏度，UV 10-9g，荧光检测器10-11g。
高速：分析时间短
应用范围广：能适应于高沸点和热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。
二、影响分离的因素：1、流速，流速大于0.5 cm/s时, H～u曲线是一段斜率不大的直线。降低流速，柱效提高不是很大。
2、涡流扩散项及其影响：降低固定相粒度粒径小的、分布均匀的球形固定相可提高柱效。
3、传质阻力项及其影响
超临界流体色谱法
超临界流体色谱(supercrical fluid chromatography,SFC)是以超临界流体作为流动相的色谱方法，是20世纪80年代以来发展迅速的一个色谱分支，所谓超临界流体，是指在高于临界压力和临界温度时的一种物质状态。它既不是气体，也不是液体，但它兼有气体的低粘度、液体的高密度以及介于气、液之间较高的扩散系数等特性
·与GC 法和HPLC 法比较,因超临界流体的粘度接近于气相色谱的流动相,对溶质的传质阻力小，可以使用更高的流速洗脱，因此SFC 的分离速度快于HPLC 而与GC 相当；超临界流体的扩散率介于GC 和LC 之间，因而峰展宽小于在气体中。
·SFC 中的流动相不是惰性的传输介质，这不同于GC 而与LC 一样，溶质与流动相间有相互作用，利用此点可调控选择因子α
·在一定压力下，超临界流体溶解的分子的分压比在气体中高几个数量级，这就可以实现对大分子、热不稳定性化合物、 高聚物等的有效分离。
平面色谱法
二、平面色谱法的基本流程：确定样品的预处理方法——选择吸附剂和展开剂——制备层析用薄板——点样——层析分离——显色——定性或定量分析——分析结果，给出结论 三、平面色谱法参数
（一）定性参数
1. 比移值Rf (retardation factor; Rf) 溶质移动的距离与流动相移动距离之比
Rf 范围： 0< Rf <1 Rf = 0.2~0.8（常用） Rf = 0.3~0.5（最佳
2. 相对比移值Ris
参考物与被测组分在完全相同条件下展开，可以消除系统误差，大大提高重现性和可靠性； 参考物可以是后加入纯物质，也可是样品中已知组分
相对比移值Ris 与组分、参考物性质及色谱条件有关，范围可以大于或小于1
（二）面效参数
1、理论塔板数 N=16(ds/W)2 ds:原点到斑点中心的距离 W ：组分斑点的纵向宽度
2、塔板高度 H=ds/N=(Rf L)/N ds ：原点到展开剂前沿的距离 N 越大，H 越小。
（三）容量因子k’与比移值Rf 的关系
容量因子： k’=ts/tm ts 、 tm 分别为组分在固定相和展开剂中的保留时间
保留值的定义： 四）分离参数
1、分离度(resolution; R) 两相邻斑点中心的距离与两斑点平均宽度的比值 R=2(ds2-ds1)/(W1+W2) =2d/(W1+W2)
ds1 、ds2 :分别为原点至两半斑点中心的距离， W1、W2斑点的宽度。
2.分离数(separation number; SN) 相邻斑点分离度为1.177时，在Rf=0(原点)到Rf=1(溶剂前沿)之间能容纳的色谱斑点数。
L
d R s f ==原点到溶剂前沿的距离心的距离原点到组分斑点质量中s i
s f i f is d d R R R ===中心的距离原点到参考物斑点质量心的距离原点到组分斑点质量中）（）（'
11k R t t t R f m
s m f +=+=11)2
1()21(-+=W W L SN o
W(1/2)0, W(1/2)1为实验测得的某组分色谱峰的半峰宽对ds作图外推至在原点处和溶剂前沿处的半峰宽。
一般薄层板的分离数为7~10，高效薄层板可达10~20。SN是衡量分离容量的重要参数。1．TLC定义：将固定相均匀涂布在表面光滑的平板上，形成薄层而进行色谱分离和分析的方法
2．操作过程：铺板→活化→点样→展开→定位(定性)/洗脱(定量)
3．分离机制：吸附* 、分配*、离子交换、空间排阻
4．特点；分离能力强、灵敏度高、展开时间较短、显色
方便。
5．应用：药物杂质检查、纯度测定、定性及定量等。
（一）吸附薄层色谱
固定相为吸附剂的薄层色谱。利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离.经过吸附、解吸、再吸附、再解吸……最后混合物得到分离.K大，Rf值小，移动慢；K小，Rf大，移动快。
（二）分配薄层色谱
固定相为液体，吸附或化学键合在载体上。利用被分离组分在固定相与流动相中的分配系数不同而被分离。常用的是反相薄层色谱法，固定相是烷基化学键合相，展开剂是水及与水相溶的有机溶剂。
吸附剂的选择：根据被测物极性和吸附剂的吸附能力
被测物极性强——弱极性吸附剂被测物极性弱——强极性吸附剂
定性分析利用保留值A测定Rf值b测定相对Rf值，即Ris值。c利用二维色谱（改变色谱条件，比较Rf值是否一致）
定量分析1. 目视比较半定量2. 测量斑点面积3. 洗脱法4. 薄层扫描法
毛细管电泳(capillary electrophresis, CE)，又称高效毛细管电泳(high performance capillary electrophresis, HPCE)以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，以样品的多种特性(电荷、大小、等电点、极性、亲和行为、相分配特性等)为根据的液相微分离分析技术。
基本概念
电泳(electrophoresis)是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向所带电荷相反的方向发生迁移的电动现象。
电渗(eletroosmosis) 是指在电场作用下，毛细管或固相多孔物质内液体沿固体表面移动的现象。
淌度(μem)单位电场(E)下的电泳速度(υ)称为为淌度。μem= υ/E
μem = υem﹒(L /V) = ( l / tm )﹒(L /V)
电渗
?与固液界面的双电层有着密切的关系
?CE所用的石英毛细管，pH值大于3时，内表面带负电，和溶液接触形成一双电层?在毛细管壁双电层的扩散层中的阳离子，相对于毛细管壁的负电荷表面，形成一个圆筒形的阳离子鞘
EOF：在电场作用下，溶剂化了的阳离子，沿滑动面与紧密层作相对运动，携带着溶剂一起向阴极迁移，便形成了电渗流（electroosmotic flow ,EOF）。
电渗流的意义
1.电泳过程中，伴随着电渗现象
2.电渗流的速度比电泳速度快5－7倍
3.利用电渗流可将正、负离子或中性分子一起向同一方向，产生差速迁移，在一次电
泳操作中同时完成正、负离子的分离分析
4.电渗流是毛细管电泳分离的重要参数，控制电渗流的大小和方向，可提高毛细管电
泳分离的效率、重现性、分离度。
浓度型检测器：测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分浓度成正比
质量型检测器：测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的质量成正比
中南大学仪器分析各章节经典习题 第2章气相色谱分析 一．选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是 (保留值保留值) 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是 ( D ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？ ( A ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种 (浓度型检测器) 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？ ( D ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（ D ）的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 7、选择固定液时，一般根据（ C ）原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（调整保留值之比）。 9、气相色谱定量分析时（ B ）要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了（柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（ B ） A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器； C．热导池和电子捕获检测器； D．火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（ D ） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）、（B）和（C） 13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（变宽）。 14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（ D ） A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关（ D ） A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有关。 二、填空题 1.在一定温度下, 采用非极性固定液，用气-液色谱分离同系物有机化合物, 低碳数的有机化合物先流出色谱柱, _____高碳数的有机化合物____后流出色谱柱。 2.气相色谱定量分析中对归一化法要求的最主要的条件是试样中所有组分都要在一定时间内分离流出色谱柱，且在检测器中产生信号。 3.气相色谱分析中, 分离非极性物质, 一般选用非极性固定液, 试样中各组分按沸点的高低分离, 沸点低的组分先流出色谱柱,沸点高的组分后流出色谱柱。 4.在一定的测量温度下,采用非极性固定液的气相色谱法分离有机化合物, 低沸点的有机化合物先流出色谱柱, 高沸点的有机化合物后流出色谱柱。 5.气相色谱分析中, 分离极性物质, 一般选用极性固定液, 试样中各组分按极性的大小分离, 极性小的组分先流出色谱柱, 极性大的组分后流出色谱柱。 6、在气相色谱中，常以理论塔板数（n）和理论塔板高度(H)来评价色谱柱效能，有时也用单位柱长(m) 、有效塔板理论数(n有效)表示柱效能。
气相色谱仪操作步骤 1 打开氮气、氢气、空气发生器的电源开关(或氮气钢瓶总阀)，调整输出压力稳定在0.4Mpa 左右（气体发生器一般在出厂时已调整好，不用再调整）。 2. 打开色谱仪气体净化器的氮气开关转到“开”的位置。注意观察色谱仪载气B的柱前压上升并稳定大约5分钟后，打开色谱仪的电源开关。 3. 设置各工作部温度。TVOC分析的条件设置：(a)柱箱：柱箱初始温度50℃、初始时间10min、升温速率5℃/min、终止温度250℃、终止时间10min; (b)进样器和检测器：都是250℃。苯分析时的色谱条件：(a)柱箱：柱箱初始温度100℃、初始时间0min、升温速率0℃/min、终止温度0℃、终止时间0min; (b)进样器和检测器：都是150℃。 4. 点火：待检测器（按“显示、换档、检测器”可查看检测器温度）温度升到100℃以上后，打开净化器上的氢气、空气开关阀到“开”的位置。观察色谱仪上的氢气和空气压力表分别稳定在0.1Mpa和0.15Mpa左右。按住点火开关（每次点火时间不能超过6~8秒钟）点火。同时用明亮的金属片靠近检测器出口，当火点着时在金属片上会看到有明显的水汽。如果在6~8秒时间内氢气没有被点燃，要松开点火开关，再重新点火。在点火操作的过程中，如果发现检测器出口内白色的聚四氟帽中有水凝结，可旋下检测器收集极帽，把水清理掉。在色谱工作站上判断氢火焰是否点燃的方法：观察基线在氢火焰点着后的电压值应高于点火之前。 5. 打开电脑及工作站A，打开一个方法文件：TVOC分析方法或苯分析方法。显示屏左下方应有蓝字显示当前的电压值和时间。接着可以转动色谱仪放大器面板上点火按钮上边的“粗调”旋钮，检查信号是否为通路(转动“粗调”旋钮时，基线应随着变化)。待基线稳定后进样品并同时点击“启动”按钮或按一下色谱仪旁边的快捷按钮，进行色谱数据分析。分析结束时，点击“停止”按钮，数据即自动保存。 8.关机程序：首先关闭氢气和空气气源，使氢火焰检测器灭火。在氢火焰熄灭后再将柱箱的初始温度、检测器温度及进样器温度设置为室温（20-30℃），待温度降至设置温度后，关闭色谱仪电源。最后再关闭氮气。
气相色谱法（附答案） 一、填空题1. 气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温_____℃，并低于固定液的最高使用温度，老化时，色谱柱要与_____断开。答案：5～10 检测器 2. 气相色谱法分离过程中，一般情况下，沸点差别越小、极性越相近的组分其保留值的差别就_____，而保留值差别最小的一对组分就是_____物质对。答案：越小难分离3．气相色谱法分析非极性组分时应首先选用_____固定液，组分基本按沸点顺序出峰，如烃和非烃混合物，同沸点的组分中_____大的组分先流出色谱柱。答案：非极性极性4．气相色谱法所测组分和固定液分子间的氢键力实际上也是一种_____力，氢键力在气液色谱中占有_____地位。答案：定向重要 5．气相色谱法分离中等极性组分首先选用_____固定液，组分基本按沸点顺序流出色谱柱。答案：中极性 6．气相色谱分析用归一化法定量的条件是______都要流出色谱柱，且在所用检测器上都能_____。 答案：样品中所有组分产生信号 7．气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的__，并要求它与其他组分能__。答案：内标
物完全分离 8．气相色谱法常用的浓度型检测器有_____和_____。答案：热导检测器(TCD) 电子捕获检测器(ECD) 9. 气相色谱法常用的质量型检测器有_____和_____。答案：氢火焰检测器(FID) 火焰光度检测器(FPD) 10. 电子捕获检测器常用的放射源是_____和_____。答案：63Ni 3H 11. 气相色谱分析中，纯载气通过检测器时，输出信号的不稳定程度称为_____。答案：噪音 12. 顶空气体分析法是依据___原理，通过分析气体样来测定__中组分的方法。答案：相平衡平衡液相 13. 毛细管色谱进样技术主要有_____和______。答案：分流进样不分流进样 14. 液—液萃取易溶于水的有机物时，可用______法。即用添加_____来减小水的活度，从而降低有机化合物的溶解度。答案：盐析盐 15．气相色谱载体大致可分为______和______。答案：无机载体有机聚合物载体
气相色谱法实验报告记录
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实验五—气相色谱法实验 姓名：张瑞芳 学号：2013E8003561147 班级：化院413班 培养单位：上海高等研究院 指导教师：李向军 组别：2013年12月30日第二组
气相色谱法实验 一、实验目的 1.了解气相色谱仪的各部件的功能。 2.加深理解气相色谱的原理和应用。 3.掌握气相色谱分析的一般实验方法。 4.学会使用FID气相色谱对未知物进行分析。 二、实验原理 1.气相色谱法基本原理 气相色谱的流动向为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。气相色谱仪器框图如图1所示： 图1.气相色谱仪器框图 仪器均由以下五个系统组成：气路、进样、分离、温度控制、检测和记录系统。 2.气相色谱法定性和定量分析原理 在这种吸附色谱中常用流出曲线来描述样品中各组分的浓度。也就是说，让
分离后的各组分谱带的浓度变化输入换能装置中，转变成电信号的变化。然后将电信号的变化输入记录器记录下来，便得到如图2的曲线。它表示组分进入检测器后，检测器所给出的信号随时间变化的规律。它是柱内组分分离结果的反映，是研究色谱分离过程机理的依据，也是定性和定量的依据。 图2.典型的色谱流动曲线 3.FID的原理 本次试验所用的为氢火焰离子化检测器(FID)，它是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。 三．实验试剂和仪器 (1)试剂：甲醇、异丙醇、异丁醇 (2)仪器：气相色谱仪带氢火焰离子化检测器(GC-2014气相色谱仪)； 氢-空发生器(SPH-300氢气发生器)、氮气钢瓶； 色谱柱； 微量注射器。 四．实验步骤 1.打开稳定电源。 2.打开N2钢瓶（减压阀），以N2为载气，开始通气，检漏；调整柱前压约为 0.12MPa。
高效液相色谱法简介 “色谱”一词是由俄国科学家斯威特提出的。色谱法是基于补充物质在相对运动物的两相之间分布时，物理或物理化学性质的微小的差异而使混合物相互分离的一类分离或分析方法。发展与上世纪初，飞速发展于五十年代，有超过30位科学家家因为它而获得诺贝尔奖，其有自己的理论和研究方法，同时也有众多的应用领域。 色谱法常见的方法有：柱色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。 柱色谱：柱色谱法是最原始的色谱方法，这种方法将固定相注入下端塞有棉花或滤纸的玻璃管中，将被样品饱和的固定相粉末摊铺在玻璃管顶端，以流动相洗脱。常见的洗脱方式有两种，一种是自上而下依靠溶剂本身的重力洗脱，一种是自下而上依靠毛细作用洗脱。收集分离后的纯净组分也有两种不同的方法，一种方法是在柱尾直接接受流出的溶液，另一种方法是烘干固定相后用机械方法分开各个色带，以合适的溶剂浸泡固定相提取组分分子。柱色谱法被广泛应用于混合物的分离，包括对有机合成产物、天然提取物以及生物大分子的分离。 薄层色谱：薄层色谱法是应用非常广泛的色谱方法，这种色谱方法将固定相图布在金属或玻璃薄板上形成薄层，用毛细管、钢笔或者其他工具将样品点染于薄板一端，之后将点样端浸入流动相中，依靠毛细作用令流动相溶剂沿薄板上行展开样品。薄层色谱法成本低廉操作简单，被用于对样品的粗测、对有机合成反应进程的检测等用途。
气相色谱：GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，也叫流动相）带入色谱柱，柱内含有液体或固体流动相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来。也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解吸附，结果是在载气中浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检测器能够将样品组分的与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。当将这些信号放大并记录下来时，就是气相色谱图了。气相色谱被广泛应用于小分子量复杂组分物质的定量分析。 高效液相色谱：高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送（最高输送压力可达4.9-107Pa）;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱（每米塔板数可达几万或几十万）；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。高效液相色谱（HPLC）是目前应用最多的色谱分析方法，高效液相色谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成，其整体组成类似于气相色谱，但是针对其流动相为液体的特点作出很多调整。HPLC的输液泵要求输液量恒定平稳；进样系统要求进样便利切换严密；由于液体流动相粘度远远高于气体，为了减低柱压高效
第一章 气象色谱法 1. 死时间tM 2. 保留时间tR 3. 调整保留时间t ’R 4. 死体积VM 5. 保留体积VR 6. 调整保留体积 7.相对保留值γ21 8.标准偏差σ 9.半峰宽度Y1/2 10.峰底宽度Y 1、若一个溶质的分配比为，计算它在色谱柱流动相中的质量分数（%） 2、在一根色谱柱上分离苯和甲苯，保留时间分别为和，死时间为1min ，问：甲苯停留在固定相中的时间是苯的几倍？ 甲苯的分配系数是苯的几倍？ (3,3) 3、某色谱条件下，组分A 的分配比为4，死时间为30s ，求组分A 的保留时间（150s ） 4、下列哪些参数改变会引起相对保留值变化？ A 、柱长 B 、相比 C 、柱温 D 、流动相流速 5、在气液色谱中，下列变化对溶质的保留体 积几乎没有影响的是 A 、改变载气流速 B 、改变固定液化学性质 C 、增加柱温 D 、增加柱长 E 、增加固定液的量 例1 已知某组分峰Y ＝40s ，tR=400s 。计算理论塔板数n 。 例2 已知一根1米长的色谱柱，neff ＝1600块，组份A 在柱上的调整保留时间为100s ，试求A 峰的半峰宽和Heff 。 例3 在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R= 。计算需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为 cm ，柱长是多少？ 解： γ2,1= 100 / 85 = n 有效 = 16R2 [γ 2,1 / (γ 2,1 -1) ]2 = 16× × / ) 2 = 1547（块） L 有效 = n 有效·H 有效 = 1547× = 155 cm 1600)40 400(16)(1622===Y t n R 理'21/25.54() R t L n H Y n ==有效有效有效
什么叫内标法?怎样选择内标物?
内标法是一种间接或相对的校准方法。在分析测定样品中某组分含量时，加入一种内标物质以校谁和消除出于操作条件的波动而对分析结果产生的影响，以提高分析结果的准确度。
内标法在气相色谱定量分析中是一种重要的技术。使用内标法时，在样品中加入一定量的标准物质，它可被色谱拄所分离，又不受试样中其它组分峰的干扰，只要测定内标物和待测组分的峰面积与相对响应值，即可求出待测组分在样品中的百分含量。采用内标法定量时，内标物的选择是一项十分重要的工作。理想地说，内标物应当是一个能得到纯样的己知化合物，这样它能以准确、已知的量加到样品中去，它应当和被分析的样品组分有基本相同或尽可能一致的物理化学性质(如化学结构、极性、挥发度及在溶剂中的溶解度等)、色谱行为和响应特征，最好是被分析物质的一个同系物。当然，在色谱分析条什下，内标物必须能与样品中各组分充分分离。需要指出的是，在少数情况下，分析人员可能比较关心化台物在一个复杂过程中所得到的回收率，此时，他可以使用一种在这种过程中很容易被完全回收的化台物作内标，来测定感兴趣化合物的百分回收率，而不必遵循以上所说的选择原则。
在使用内标法定量时，有哪些因素会影响内标和被测组分的峰高或峰面积的比值?
影响内标和被测组分峰高或峰面积比值的因素主要有化学方面的、色谱方面的和仪器方面的三类。
由化学方面的原因产生的面积比的变化常常在分析重复样品时出现。
化学方面的因素包括：
1、内标物在样品里混合不好；
2、内标物和样品组分之间发生反应，
3、内标物纯度可变等。
对于一个比较成熟的方法来说，色谱方面的问题发生的可能性更大一些，色谱上常见的一些问题(如渗漏)对绝对面积的影响比较大，对面积比的影响则要小一些，但如果绝对面积的变化已大到足以使面积比发生显著变化的程度，那么一定有某个重要的色谱问题存在，比如进样量改变太大，样品组分浓度和内标浓度之间有很大的差别，检测器非线性等。进样量应足够小并保持不变，这样才不致于造成检测器和积分装置饱和。如果认为方法比较可靠，而色谱固看来也是正常的话，应着重检查积分装置和设置、斜率和峰宽定位。对积分装置发生怀疑的最有力的证据是：面积比可变，而峰高比保持相对恒定，
在制作内标标准曲线时应注意什么?
在用内标法做色话定量分析时，先配制一定重量比的被测组分和内标样品的混合物做色谱分析，测量峰面积，做重量比和面积比的关系曲线，此曲线即为标准曲线。在实际样品分析时所采用的色谱条件应尽可能与制作标准曲线时所用的条件一致，因此，在制作标准曲线时，不仅要注明色谱条件(如固定相、柱温、载气流速等)，还应注明进样体积和内标物浓度。在制作内标标准曲线时，各点并不完全落在直线上，此时应求出面积比和重量比的比值与其平均位的标准偏差，在使用过程中应定期进行单点校正，若所得值与平均值的偏差小于2，
液相色谱和气相色谱相比较，在以下几个方面具有优越性： （1）气相色谱不适用于不挥发物质和对热不稳定物质，而液相色谱却不受样品的挥发性和热稳定性的限制。有些样品因为难以汽化而不能通过柱子，热不稳定的物质受热会发生分解，也不适用于气相色谱法。这使气相色谱法的使用范围受到了限制。据统计，目前气相色谱法所能分析的有机物，只占全部有机物的15%～20%。另一方面，液相色谱却不受样品的挥发性和热稳定性的限制。所以液相色谱非常适合于分离生物、医药有关的大分子和离子型化合物，不稳定的天然产物，种类繁多的其它高分子及不稳定的化合物。 （2）对于很难分离的样品，用液相色谱常比用气相色谱容易完成分离，主要有以下三个方面的原因： ①液相色谱中，由于流动相也影响分离过程，这就对分离的控制和改善提供了额外的因素。而气相色谱中的载气一般不影响分配，也就是说，在液相色谱中，有两个相与样品分子发生选择性的相互作用。 ②液相色谱中具有独特效能的柱填料（固定相）的种类较多，这样就使固定相的选择余地更大，从而增加了分离的可能性。 ③液相色谱使用较低的分离温度，分子间的相互作用在低温时更为有效，因此降低温度一般会提高色谱分离效率。 （3）和气相色谱相比，液相色谱对样品的回收比较容易，而且是定
量的，样品的各个组分很容易被分离出来。因此，在很多场合，液相色谱不仅作为一种分析方法，而且可以作为一种分离手段，用以提纯和制备具有中等纯度的单一物质。在气相色谱中所分离出的各样品组分虽也可以回收，但一般都不太方便，而且定量性差。液相色谱法由于具有这些气相色谱法不具备的优点，因此在许多领域得到广泛的应用。 气相色谱和液相色谱相比各有什么特点呢？让我们从以下几个方面进行考察： 一、流动相 GC用气体作流动相，又叫载气。常用的载气有氦气、氮气和氢气。与HPLC相比，GC流动相的种类少，可选择范围小，载气的主要作用是将样品带入GC系统进行分离，其本身对分离结果的影响很有限。而在HPLC中，流动相种类多，且对分离结果的贡献很大。换一个角度看，GC的操作参数优化相对HPLC要简单一些。此外，GC载气的成本要低于HPLC流动相的成本。 二、固定相 因为GC的载气种类相对少，故其分离选择性主要通过不同的固定相来改变，尤其在填充柱GC中，固定相常由载体和涂敷在其表面的固定液组成，这对分离有决定性的影响，所以，导致了种类繁多的GC 固定相的开发研究。迄今已有数百种GC固定相可供我们选择使用，
. 薄层色谱分析步骤详解 薄层色谱法(thin layer chromatography简写TLC)是一种物理化学的分离技术，常用于药物的分离与分析。现对此方法的分析步骤及留意事项提点建议。 完成TLC分析通常需经制板、点样、展开、检出4步操纵。 ⑴制板 在一平面支持物(通常为玻璃)上，均匀地涂制硅胶、氧化铝或其他吸附剂薄层、样品的分离、检测就在此薄层色谱板上进行。 一般选用适当规格的表面光滑平整的玻璃板。常用的薄层板规格有：10cm×20cm、5cm×20cm、20cm×20cm等。称取适量硅胶，加进0.2％～0.5%羧甲基纤维素钠溶液（CMC-Na），充分搅拌均匀，进行制板。一般来说10cm×20cm的玻璃板，3～5g硅胶/块；硅胶与羧甲基纤维素钠的比例一般为1：2～1：4。制好的玻璃板放于水平台上，留意防尘。在空气中自然干燥后，置1l0℃烘箱中烘0.5～lh，取出，放凉，并将其放于紫外光灯(254nm)下检视，薄层板应无花斑、水印，方可备用。 ⑵点样 用微量进样器进行点样。点样前，先用铅笔在层析上距末端lcm 处轻轻画一横线，然后用毛细管吸取样液在横线上轻轻点样，假如要重新点样，一定要等前一次点样残余的溶剂挥发后再点样，以免点样斑点过大。一般斑点直径大于2mm，不宜超过5mm.底线距基线1～2．5cm，点间间隔为lcm左右，样点与玻璃边沿间隔至少lcm，为防止边沿效应，可将薄层板两边刮往1～2cm，再进行点样。 ⑶展开 将点了样的薄层板放在盛在有展开剂的展开槽中，由于毛细管作用，展开溶剂在薄层板上缓慢前进，前进至一定间隔后，取出薄层板，样品组分固移动速度不同而彼此分离。 ①展开室应预饱和。为达到饱和效果，可在室中加进足够量的展开剂；或者在壁上贴两条与室一样高、 宽的滤纸条，一端浸进展开剂中，密封室顶的盖。 ②展开剂一般为两种以上互溶的有机溶剂，并且临用时新配为宜。 ③薄层板点样后，应待溶剂挥发完，再放人展开室中展开。 ④展开应密闭，展距一般为8～15cm。薄层板放进展开室时，展开剂不能没过样点。一般情况下，展开剂浸进薄层下真个高度不宜超过0.5cm。 ⑤展开剂每次展开后，都需要更换，不能重复使用。 ⑥展开后的薄层板用适当的方法，使溶剂挥发完全，然后进行检视。 ⑦Rf值一般控制在0.3～0.8，当Rf值很大或很小时，应适当改变活动相的比例。 ⑷斑点的检出 展开后的薄层板经过干燥后，常用紫外光灯照射或用显色剂显色检出斑点。对于无色组分，在用显色剂时，显色剂喷洒要均匀，量要适度。紫外光灯的功率越大，暗室越暗，检出效果就越好。 展开分离后，化合物在薄层板上的位置用比移值(Rf值)来表示。化合物斑点中心至原点的间隔与溶剂前沿至原点的间隔的比值就是该化合物的Rf值。 ;.
实验报告 一、实验目的 掌握薄层色谱的基本原理及其在有机物分离中的应用。 二、实验原理 有机混合物中各组分对吸附剂的吸附能力不同，当展开剂流经吸附剂时，有机物各组分会发生无数次吸附和解吸过程，吸附力弱的组分随流动相迅速向前，而吸附力弱的组分则滞后，由于各组分不同的移动速度而使得她们得以分离。物质被分离后在图谱上的位置，常用比移值R f表示。 R f 原点至层析斑点中心的距离原点至溶剂前沿的距离 三、实验仪器与药品 5.0cm×15.0cm硅胶层析板两块，卧式层析槽一个，点样用毛细管。 四、物理常数 五、仪器装置图
“浸有层析板的层析槽”图 1-层析缸，2-薄层板，3-展开剂饱和蒸汽，4-层析液 六、实验步骤 （1）薄层板的制备： 称取2～5g层析用硅胶，加适量水调成糊状，等石膏开始固化时，再加少许水，调成匀浆，平均摊在两块5.0×15cm的层析玻璃板上，再轻敲使其涂布均匀。（老师代做！）固化后，经105℃烘烤活化0.5h，贮于干燥器内备用。 （2）点样。 在层析板下端2.0cm处，（用铅笔轻化一起始线，并在点样出用铅笔作一记号为原点。）取毛细管，分别蘸取偶氮苯、偶氮苯与苏丹红混合液，点于原点上（注意点样用的毛细管不能混用，毛细管不能将薄层板表面弄破，样品斑点直径在1~2mm为宜！斑点间距为1cm） （3）定位及定性分析 用铅笔将各斑点框出，并找出斑点中心，用小尺量出各斑点到原点的距离和溶剂前沿到起始线的距离，然后计算各样品的比移值并定性确定混合物中各物质名称。
实验注意事项 1、铺板时一定要铺匀，特别是边、角部分，晾干时要放在平整的地方。 2、点样时点要细，直径不要大于2mm,间隔0.5cm以上，浓度不可过大，以免出现拖尾、混杂现象。 3、展开用的烧杯要洗净烘干，放入板之前，要先加展开剂，盖上表面皿，让烧杯内形成一定的蒸气压。点样的一端要浸入展开剂0.5cm 以上,但展开剂不可没过样品原点。当展开剂上升到距上端0.5－1cm 时要及时将板取出，用铅笔标示出展开剂前沿的位置。 讨论： 七、思考题
气相色谱法在环境分析中的应用 摘要：气相色谱法是一种很常见的环境分析检测方法，我们也经常将它应用在水、大气、固废等环境检测中。我们以检测非甲烷烃为例来进行探究和学习，（非甲烷烃是一种对人体健康有害的气体）因此我们利用带有双柱双氢火焰离子化检测器的气相色谱仪（岛津GC2014型）和自己所学的知识来对此进行气相色谱检测。并且通过这次检测来了解和复习流动相、检测器、色谱柱以及温度等色谱条件是如何选择以及定性、定量分析方法。 关键词：非甲烷总烃；气相色谱法；定性、定量分析； 1．非甲烷总烃 非甲烷烃(NMHC通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物(其中主要是C2～C8，又称非甲烷总烃。主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度，除直接对人体健康有害外，在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害[1]。 监测环境空气和工业废气中的NMHC有许多方法，但目前多数国家采用气相色谱法。由于直接测定NMHC所用仪器价格昂贵，因此我们采用双柱双氢火焰离子化检测器气相色谱法分别测出总烃和甲烷的含量，两者之差为NMHC的含量。在规定的条件下所测得的NMHC是于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计[2]。 目前我国基本采用气相色谱法测定非甲烷总烃, 按进样的不同有活性炭吸附一热解吸法及针筒采样一手动进样法，采用活性炭吸附一热解吸法[3]易受到活性炭吸附效率的影响，而针筒采样——手动进样法[4]则重复性较差、易熄火。而我们采用气袋采样—气体自动进样器进样分析气体中非甲烷总烃，而这样也最令人满意。此方法操作简单、重复性好、效率高、干扰少，且可用于其他挥发性有机物，如苯系物等的测定。 2．利用气相色谱法检测非甲烷总烃
永久性气体色谱分析 .方法原理 以或分子筛为固定相，用气固色谱法分析混合气中地氧、氮、甲烷、一氧化碳，用纯物质对照进行定性，再用峰面积归一化法计算各个组分地含量. .仪器和试剂①仪器气相色谱仪，备有热导池检测器；皂膜流量计；秒表. ②试剂个人收集整理勿做商业用途 或分子筛（目）；使用前预先在高温炉内，于℃活化后备 用.纯氧气、氮气、甲烷、一氧化碳装入球胆或聚乙烯取样袋中.氢气装在高压钢瓶内. .色谱分析条件 固定相：或分子筛（目）；不锈钢填充柱管φ×；柱温：室温. 载气：氢气，流量个人收集整理勿做商业用途 检测器：热导池检测器，桥流；衰减，检测室温度：室温. 气化室：室温，进样量用六通阀进样，定量管. .定性分析个人收集整理勿做商业用途 记录各组分从色谱柱流出地保留时间，用纯物质进行对照. .定量分析 由谱图中测得各个组分地峰高和半峰宽计算各组分地峰面积.已知氧、氮、甲烷、一氧化碳地相对摩尔校正因子分别为、、、.再用峰面积归一法就可计算出各个组分地体积百分数（）.个人收集整理勿做商业用途 白酒中主要成分地色谱分析 .方法原理 白酒地主要成分为醇、酯和羟基化合物，由于所含组分较多，且沸点范围较宽，适合用程序升温气相色谱法进行分离，并用氢火焰离子化检测器进行检测. 个人收集整理勿做商业用途为分离白酒中地主要成分可使用填充柱或毛细管柱，常用地填充柱固定相为；邻苯二甲酸二壬酯吐温硅烷化白色载体（目）；聚乙二醇有机载体（目）；吐温司班红色载体（目）等.也可使用以聚乙二醇或交联制备地石英弹性毛细管柱. .仪器和试剂个人收集整理勿做商业用途 ①仪器带有分流进样器和氢火焰离子化检测器地气相色谱仪、皂膜流量计、微处理机. ②试剂氮气、氢气、压缩空气，与白酒中主要成分对应地醛、醇、酯地色谱纯标样. .色谱分析条件个人收集整理勿做商业用途 色谱柱：冠醚交联石英弹性毛细管柱φ×，固定液液膜厚度.程序升温：℃（）以℃升温至℃（）. 载气：氮气，流量.燃气：氢气，流量.助燃气：压缩空气，流量. 个人收集整理勿做商业用途 检测器：氢火焰离子化检测器，高阻 Ω，衰减，检测室温度℃. 气化室：℃，分流进样分流比：，进样量. .定性分析个人收集整理勿做商业用途 记录各组分地保留时间和保留温度，用标准样品对照. .定量分析 以乙酸正丁酯作内标，用内标法定量. 有机溶剂中微量水地分析 .方法原理 以为固定相，利用高分子多孔小球地弱极性、强憎水性，可分析有机溶剂甲醇中地微量水含量.用纯水对照定性，用外标法测水地含量. .仪器和试剂①仪器气相色谱仪，热导池检测器；皂膜流量计；秒表. ②试剂个人收集整理勿做商业用途 氢气，苯水饱和溶液；（目）. .色谱分析条件 色谱柱：（目）；不锈钢填充柱管φ×；柱温：℃. 载气：氢气，流量. 个人收集整理勿做商业用途
博士□兽医硕士专业学位□ 硕士√农业推广硕士专业学位□ 同等学力在职申请学位□中职教师攻读硕士学位□ 工程硕士专业学位□高校教师攻读硕士学位□ 风景园林硕士专业学位□ （课程名称：气相色谱分析） 学位课□选修课√补修课□ 学院专业：生命学院微生物专业 任课教师：蒲鹏 年级姓名：08级刘小云 学号：S081100
1.气相色谱仪测定原理 色谱系统—采用固定相和流动相分离混合物的系统。 气相色谱能分析的物质分为3类：一是气体，比如氯气，二氧化碳，乙烯等；二是易挥发性的液体或者易升华的固体，例如实验室里常用的大部分溶剂；三是可以转化的物质，此类指的是在常温下虽然呈液态或者固态，不容易汽化，但是，经过一定的化学反应以后，可以形成在高温下比较稳定的气态物质。我们称此化学反应为衍生化。例如绝大多数的有机物质，在其碳原子数比较多的时候，一般都沸点比较高，不易挥发，就需要衍生化；甚至有些金属元素，例如部分碱金属，当它们与一定的螯合剂反应以后，产物可以形成高温下比较稳定的气态物质。 不能分析的物质：多肽(蛋白质)；多糖（纤维素，淀粉）；天然和人造大分子物质：橡胶，塑料；不能转化的高沸点物质或者元素。 2.操作步骤 （本实验采用FID检测器，所以操作过程以FID操作规程为例，FID检测器只能测定至少含有C、H两种元素的物质的测定，如甲烷，烃类等。） 1)选择色谱柱—>6～8％DEGS（聚二乙二醇丁二酸酯）2m×3mm。 选择色谱柱分为三种情况：一是查资料——借鉴别人已经发表的文章，前人发表的文章中不但提供了分离目标物质所采用的色谱柱的类型及相关参数，也提供了流动相及温度等参数，可以参考。二是查阅专业书籍，对于有的物质，文章可能查阅不到，在《分析化学手册》第五分册中提供了大量的参考数据和图谱，包括各种常用物质的GC分析参数及温度。三是按照极性对应原则选择色谱柱，即就是强极性物质选择强极性色谱柱，中等极性物质选择中等极性色谱柱，弱极性和非极性物质选择弱极性或者非极性色谱柱。 2)选择检测器—>FID（氢火焰电离检测器，破坏型选择性） 3)把选好的色谱柱接入正确通道—>用色谱柱（方向）把注射室和检测器连接起来，并检查进养口橡胶垫，及时更换。 4)检查气路气密性—>打开所有气体通道（从后往前开），查漏检堵，不漏不堵。 5)通气10～15min—>调节载气流速至适当，排除色谱柱中的空气等杂质气体。 6)检查检测器保护电路和信号输出连接是否正确—> 7)检查并开启电源，运行设置好的参数—>至仪器稳定，色谱柱柱箱门（毛细管柱，填充柱），对于FID还要开启氢气发生器和空气压缩机——点火，——随后进入稳定期（与灵敏度有关，灵敏度越高，稳定期所用时间就越长），具体时间是一个经验值。
目录 1理论概述 (1) 1.1液相色谱法定义： (1) 1.2历史起源： (1) 1.3基本原理： (1) 1.4装置的基本组成及作用: (2) 1.4.1进样装置 (2) 1.4.2色谱柱 (2) 1.4.3检测器 (2) 1.5发展状况： (3) 2文献总结 (3) 3参考文献 (6)
液相色谱分析技术应用 1理论概述 1.1液相色谱法定义： 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，将它用于分析化学并配合适当的检测手段，就成为色谱分析法 1.2历史起源： 1903年俄国植物化学家茨维特（Tswett）首次提出“色谱法”（Chromotography）和“色谱图”（Chromatogram）的概念。他在论文中写到： “（原文）一植物色素的石油醚溶液从一根主要装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端加入，沿管滤下，后用纯石油醚淋洗，结果按照不同色素的吸附顺序在管内观察到它们相应的色带，就象光谱一样，称之为色谱图。” 1930年以后，相继出现了纸色谱、离子交换色谱和薄层色谱等液相色谱技术。 1952年，英国学者Martin和Synge 基于他们在分配色谱方面的研究工作，提出了关于气－液分配色谱的比较完整的理论和方法，把色谱技术向前推进了一大步，这是气相色谱在此后的十多年间发展十分迅速的原因。 1958年，基于Moore和Stein的工作，离子交换色谱的仪器化导致了氨基酸分析仪的出现，这是近代液相色谱的一个重要尝试，但分离效率尚不理想。 1960年中后期，气相色谱理论和实践发展，以及机械、光学、电子等技术上的进步，液相色谱又开始活跃。到60年代末期把高压泵和化学键合固定相用于液相色谱就出现了HPLC。 1970年中期以后，微处理机技术用于液相色谱，进一步提高了仪器的自动化水平和分析精度。 1990年以后，生物工程和生命科学在国际和国内的迅速发展，为高效液相色谱技术提出了更多、更新的分离、纯化、制备的课题，如人类基因组计划，蛋白质组学有HPLC作预分离等。 1.3基本原理： 在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，我们把它叫做固定相；另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。
薄层色谱分析步骤及注意事项 薄层色谱法(thin layer chromatography简写TLC)是物理化学的分离技术，常用于药物的分离与分析现对此方法的分析步骤及注意事项提点建议。 薄层色谱分析步骤 完成TLC分析通常需经制板、点样、展开、检出4步操作。 ⑴制板 在一平面支持物(通常玻璃)上，均匀地涂制硅胶、氧化铝或其他吸附剂薄层、样品的分离、检测就在此薄层色谱板上进行。 一般选用适当规格的表面光滑平整的玻璃板。常用的薄层板规格有：10cm×20cm、5 cm×20cm、20cm×20cm等。称取适量硅胶，加入0.2％～0.5%羧甲基纤维素钠溶液（CMC-N a），充分搅拌均匀，进行制板。一般来说10cm×20cm的玻璃板，3～5g硅胶/块；硅胶与羧甲基纤维素钠的比例一般为1：2～1：4。制好的玻璃板放于水平台上，注意防尘。在空气中自然干燥后，置1l0℃烘箱中烘0.5～lh，取出，放凉，并将其放于紫外光灯(254nm)下检视，薄层板应无花斑、水印，方可备用。 ⑵点样 用微量进样器进行点样。点样，先用铅笔在层析上距末端lcm 处轻轻画一横线，然后用毛细管吸取样液在横线上轻轻点样，如果要重新点样，一定要等前一次点样残余的溶剂挥发后再点样，以免点样斑点过。一般斑点直径大于2mm，不宜超过5mm.底线距基线1～2．5cm，点间距离为lcm左右，样点与玻璃边缘距离至少lcm，为防止边缘效应，可将薄层板两边刮去1～2cm，再进行点样。 ⑶展开 将点了样的薄层板放在盛在有展开剂的展开槽中，由于毛细管作用，展开溶剂在薄层板上缓慢前进，前进至一定距离后，取出薄层板，样品组分固移动速度不同而彼此分离。 ①展开室应预饱和。为达到饱和效果，可在室中加入足够量的展开剂；或者在壁上贴两条与室一样高、 宽的滤纸条，一端浸入展开剂中，密封室顶的盖。 ②展开剂一般为两种以上互溶的有机溶剂，并且临用时新配为宜。
高效液相色谱仪简介 系统组成、工作原理 高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入色谱柱(固定相) 内, 由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数, 在两相中作相对运动时, 经过反复多次的吸附- 解吸的分配过程, 各组分在移动速度上产生较大的差别, 被分离成单个组分依次从柱内流出, 通过检测器时, 样品浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式打印出来。 高效液相色谱 （high performance liquid chromatography, HPLC）也叫高压液相色谱（high pressure liquid chromatography）、高速液相色谱（high speed liquid chromatography）、高分离度液相色谱（high resolution liquid chromatography）等。是在经典液相色谱法的基础上，于60年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。它与经典液相色谱法的区别是填料颗粒小而均匀，小颗粒具有高柱效，但会引起高阻力，需用高压输送流动相，故又称高压液相色谱。又因分析速度快而称为高速液相色谱。 高效液相色谱是目前应用最多的色谱分析方法，高效液相色谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成，其整体组成类似于气相色谱，但是针对其流动相为液体的特点作出很多调整。HPLC的输液泵要求输液量恒定平稳；进样系统要求进样便利切换严密；由于液体流动相粘度远远高于气体，为了减低柱压高效液相色谱的色谱柱一般比较粗，长度也远小于气相色谱柱。HPLC应用非常广泛，几乎遍及定量定性分析的各个领域。 使用高效液相色谱时，液体待检测物被注入色谱柱，通过压力在固定相中移动，由于被测物种不同物质与固定相的相互作用不同，不同的物质顺序离开色谱柱，通过检测器得到不同的峰信号，最后通过分析比对这些信号来判断待侧物所含有的物质。高效液相色谱作为一种重要的分析方法，广泛的应用于化学和生化分析中。高效液相色谱从原理上与经典的液相色谱没有本质的差别，它的特点是采用了高压输液泵、高灵敏度检测器和高效微粒固定相，适于分析高沸点不易挥发、分子量大、不同极性的有机化合物。 发展历史
永久性气体色谱分析 1.方法原理 以13X或5A分子筛为固定相，用气固色谱法分析混合气中的氧、氮、甲烷、一氧化碳，用纯物质对照进行定性，再用峰面积归一化法计算各个组分的含量。 2.仪器和试剂 ①仪器气相色谱仪，备有热导池检测器；皂膜流量计；秒表。 ②试剂13X或5A分子筛（60~80目）；使用前预先在高温炉内，于350℃活化4h后备用。纯氧气、氮气、甲烷、一氧化碳装入球胆或聚乙烯取样袋中。氢气装在高压钢瓶内。3.色谱分析条件 固定相：13X或5A分子筛（60~80目）；不锈钢填充柱管φ4mm×2m；柱温：室温。 载气：氢气，流量30mL/min 检测器：热导池检测器，桥流200mA；衰减1/2~1/8，检测室温度：室温。 气化室：室温，进样量用六通阀进样，定量管0.5mL。 4.定性分析 记录各组分从色谱柱流出的保留时间，用纯物质进行对照。 5.定量分析 由谱图中测得各个组分的峰高和半峰宽计算各组分的峰面积。已知氧、氮、甲烷、一氧化碳的相对摩尔校正因子分别为2.50、2.38、2.80、2.38。再用峰面积归一法就可计算出各个组分的体积百分数（%）。
白酒中主要成分的色谱分析 1.方法原理 白酒的主要成分为醇、酯和羟基化合物，由于所含组分较多，且沸点范围较宽，适合用程序升温气相色谱法进行分离，并用氢火焰离子化检测器进行检测。 为分离白酒中的主要成分可使用填充柱或毛细管柱，常用的填充柱固定相为GDX-102；16%邻苯二甲酸二壬酯+7%吐温-60/硅烷化101白色载体（60~80目）；10%聚乙二醇20M/有机载体402（80~100目）；15%吐温-60+15%司班-60/6201红色载体（60~80目）等。也可使用以聚乙二醇20M或FFAP交联制备的石英弹性毛细管柱。 2.仪器和试剂 ①仪器带有分流进样器和氢火焰离子化检测器的气相色谱仪、皂膜流量计、微处理机。 ②试剂氮气、氢气、压缩空气，与白酒中主要成分对应的醛、醇、酯的色谱纯标样。 3.色谱分析条件 色谱柱：冠醚+FFAP交联石英弹性毛细管柱φ0.25mm×30m，固定液液膜厚度df=0.5um。程序升温：50℃（6min）以40℃/min升温至220℃（1min）。 载气：氮气，流量1mL/min。燃气：氢气，流量50mL/min。助燃气：压缩空气，流量500mL/min。 检测器：氢火焰离子化检测器，高阻1010Ω，衰减1/4~1/16，检测室温度200℃。 气化室：250℃，分流进样分流比1：100，进样量0.2uL。 4.定性分析 记录各组分的保留时间和保留温度，用标准样品对照。 5.定量分析 以乙酸正丁酯作内标，用内标法定量。
一、 色谱概论 色谱区别于其他分析方法的特点：一次进样完成分离与测定，同时进行多组分的定性定量测量。 1、 提高分离度R 的方法： Ⅰ. 容量因子k(流动相流速，柱温) 在k=0-5时，利用保留作用提高R 是最有效的，一般要求不超过10，否则会大大延长分析时间。 1） LC 中最重要的是改变流动相的组成。 2） 调节柱温。有可能改变流出顺序。GC 中降低柱温可以提高k 。 3） GC 中可通过降低载气流速提高k Ⅱ. 选择性α（流动相和固定相组成，柱温） 1） 改变流动相组成、种类和pH 2） 调节柱温 3） 改变固定相 4） 采用化学改性剂 Ⅲ. 柱效N （柱质量，柱长，温度，流动相）H=A+B/u+Cu 1） 涡流扩散项： 用粒度分布较窄的填料 用小的粒度（要适中） 小孔径柱子 减少排列的不紧密及死体积 2） 分子扩散项：（在LC 中作用小） 使用重载气 减小柱温 增大流速 3） 传质阻力项： 减小粒径 流动相粘度小、流速小 固定相膜涂薄、均匀、低粘度 升高柱温 ''= 12 R R t t α t t t t t k R R -== 1 1 4 k k n R +-= αα
轻载气 4）适当增加柱长 5）柱外体积小 Ⅳ. 柱外体积的影响（尤其是小内径柱子和HPLC上） 柱外效应：从进样系统到检测器之间色谱柱以外的流路部分，由于进样方式、柱后扩散等因素对柱效能产生的影响。 Ⅴ. 程序升温和梯度洗脱 程序升温：在分离过程中柱温随时间改变 （组成简单的样品最好用恒温分析，这样分析周期会短一些，特别是用填充柱时，恒温分析时色谱图的基线要比程序升温时稳定得多。对于组成复杂的样品，常需用程序升温分离，因为在恒温条件下，如果柱温较低，则低沸点组分分离得好，而高沸点组分流出时间会太长，造成峰展宽，甚至滞留在色谱柱中造成污染；反之，当柱温太高时，低沸点组分难以分离。） 梯度洗脱：在分离过程中流动相组成随时间改变 2、色谱理论新进展：Poppe Plot 理论阐明了粒度与分离时间、N和柱压降的关系 Ⅰ. 柱长↑，N↑，但是峰容量不一定大 Ⅱ. 填料粒度越小越好 1）柱压降&填料粒度、柱长、分析时间的关系： 粒度小→N高→R高→峰容量大 粒度小→柱压降大→柱长短→分析时间短 2）根据对N的要求选择粒径，同等N下粒径小会使分析时间大大增加 3、流动相：运载样品通过色谱柱的相 4、固相微萃取（SPE）:属液固分离，待测物质从液相被萃取到固相，再用很少的溶剂洗脱 下来，固相萃取柱的原理与色谱分离相同。不仅快速，且节约了溶剂，避免了浓缩步骤。 5、色谱定量需要用标准品的原因：绝大部分色谱检测器上，相同浓度的不同化合物在同一 分析条件下、同一检测器上得到的峰面积或峰高往往是不相等的，故必须用标准样品进行校准，方可得到准确的定量分析结果。 6、判断出峰顺序 PEG-20M（强极性）:环己烷，正辛烷，苯；丙酮、乙醇、异丙醇（氢键） OV-1（非极性）：丙酮（56.5）、异丙醇（82）、异辛烷（99.2） CZE pH3:苯胺、甲苯、苯甲酸；苯胺、苯甲酸乙酯、萘甲酸 C18：硫脲、对硝基氯苯、甲苯；硝基甲苯、氯苯、二甲苯 7、色谱的活的灵魂：寻找物质间的差异，必要时创造差异，并利用差异达到使物质分离的 目的。 二、GC 缺点：对未知物的定性比较困难。 解决办法：与其它分析方法联用（质谱、红外和电化学等） 1、GC的两种类型：填充柱和毛细管柱（按色谱柱分类）；气固色谱和气液色谱（按固定相