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一、原创氣相色譜

1、气相氣相色譜法的色谱概述

氣相色譜法是二十世紀五十年代出現的一項重大科學技術成就。這是和液一種新的分離、分析技術，相色它在工業、谱简農業、原创國防、气相建設、色谱科學研究中都得到了廣泛應用。和液氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。相色氣固色譜的谱简“氣”指的是流動相是氣體，“固”指的原创是固定相是固體物質。例如活性炭、气相矽膠等。色谱氣液色譜“氣”指的是流動相是氣體，“液”指的是固定相是液體物質。例如在惰性材料矽藻土上塗上一層角鯊烷，可以分離、測定純乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烷、丙烯等雜質。

2、氣相色譜法的原理

色譜分析是一種多組分混合物的分離、分析工具。它主要利用物質的物理性質對混合物進行分離，測定混合物的各組分。並對混合物中的各組分進行定量、定性分析。

氣相色譜儀是以氣體作為流動相（載氣）。當樣品被送入進樣器後由載氣攜帶進入色譜柱。由於樣品中各組分在色譜柱中的流動相（氣相）和固定相（液相或固相）間分配或吸附係數的差異。在載氣的衝洗下，各組分在兩相間作反複多次分配，使各組分在色譜柱中得到分離，然後由接在柱後的檢測器根據組分的物理化學特性，將各組分按順序檢測出來。

3、氣相色譜法的特點

（1）分離效能高

對物理化學性能很接近的複雜混合物質一般都能很好的分離，進行定性、定量檢測。有時在一次分析時可同時解決幾十甚至上百個組分的分離測定。

（2）靈敏度高

能檢測出PPM級甚至PPB級的雜質含量。

（3）分析速度快

一般在幾分鍾或幾十分鍾內可以完成一個樣品的測定。

（4）應用範圍廣

氣相色譜法可以分析氣體、易揮發性的液體和固體樣品。就有機物而言，應用最為廣泛，可以分析約20%的有機物。此外，某些無機物通過轉化也可以進行分析。

4、氣相色譜儀的組成及一般流程

（1）組成：由氣路係統、進樣係統、分離係統、溫控係統、檢測記錄係統組成。

（2）一般流程：載氣由高壓鋼瓶中流出，經減壓閥降壓到所需壓力後，通過淨化幹燥管使載氣淨化，再經穩壓閥和轉子流量計後，以穩定的壓力、恒定的速度流經氣化室和與氣化的樣品混合，將樣品氣體帶入色譜柱中進行分離。分離後的各組分隨著載氣先後流入檢測器，然後載氣放空。檢測器將物質的濃度或質量的變化轉變為一定的電信號，經放大後在記錄儀上記錄下來，就得到色譜流出曲線。根據色譜流出曲線上得到的每一個峰的保留時間，可以進行定性分析，根據峰麵積或峰高的大小，可以進行定量分析。

5、常用檢測器

熱導檢測器TCD、氫火焰離子化檢測器FID、火焰光度檢測器FPD、氮磷檢測器NPD、電子捕獲檢測器ECD。

（1）熱導檢測器TCD

原理：氣流中樣品濃度發生變化，則從熱敏元件上所帶走的熱量也就不同，從而改變熱敏元件的電阻值，由於熱敏元件為組成惠斯頓電橋之臂，隻要橋路中任何一臂電阻發生變化，則整個線路就立即有信號輸出。

特點：此檢測器幾乎對所有可揮發性的有機和無機物質均能響應。但靈敏度低，被測樣品的濃度不得低於萬分之一。屬非破壞性檢測器。

（2）氫火焰離子化檢測器FID

原理：在氫氧焰的高溫作用下，許多分子均將分裂為碎片，並有自由基和激態分子產生，從而在氫焰中形成這些高能粒子所組成的高能區，當有機分子進入此高能區時，就會被電離，從而在外電路中輸出離子電流信號。

特點：體積小，靈敏度高，死體積小，應答時間快，但對部分物質無響應，如H2，O2，N2，CO，CO2，NO，NO2，CS2，H2O等，屬破壞性檢測器。

（3）火焰光度檢測器FPD

原理：燃燒著的氫焰中當有樣品進入時，則氫焰的譜線和發光強度均發生變化，然後由光電倍增管將光度變化轉變為電信號。

特點：對磷、硫化合物有很高的選擇性，適當選擇光電倍增管前的濾光片將有助於提高選擇性，排除幹擾。

（4）氮磷檢測器NPD

原理：在FID中加入一個用堿金屬鹽製成的玻璃珠，當樣品分子含有在燃燒時能與堿鹽起反應的元素時，則將堿鹽的揮發度增大，這些堿鹽蒸汽在火焰中將被激發電離，而產生新的離子流，從而輸出信號。

特點：這是一種有選擇性的檢測器，對含有能增加堿鹽揮發性的化合物特別敏感。對含有氮、磷有機物有很高的靈敏度。屬破壞性檢測器。

（5）電子捕獲檢測器ECD

原理：載氣分子在63Ni輻射源中所產生的β粒子的作用下離子化，在電場中形成穩定的基流，當含電負性基團的組分通過時，俘獲電子使基流減小而產生電信號。

特點：對電負性物質如鹵化物，有機汞，有機氯以及過氧化物，金屬有機物，硝基、甾類化合物等有很高的靈敏度。屬非破壞性檢測器。

6、氣相色譜的應用

（1）在石油化工行業中大部分的原料和產品都可采用氣相色譜法來分析。

（2）在電力部門中可用來檢查變壓器的潛伏性故障。

（3）在環境保護工作中可用來監測城市大氣和水的質量。

（4）在農業上可用來監測農作物中殘留的農藥含量。

（5）在商業部門可用來檢驗和鑒定食品質量的好壞。

（6）在醫學上可用來研究人體新陳代謝、生理機能。

（7）在臨床上用於鑒別藥物中毒或疾病類型。

（8）在宇宙舴中可用來自動監測飛船密封艙內的氣體等等。

（9）有機合成領域內的成分研究和生產控製。

（10）尖端科學上軍事檢測控製和研究。

二、液相色譜

1、液相色譜法

利用混合物在液-固或不互溶的兩種液體之間分配比的差異，對混合物進行先分離，而後分析鑒定。

液相色譜儀根據固定相是液體或者固體，又分為液-液色譜（LLC）及液-固色譜（LSC）。

2、液相色譜法的原理

樣品溶液中的各組分在兩相（流動相、固定相）中具有不同的分配係數，在兩相中作相對運動時，經過反複多次的吸附-解吸的分配過程，各組分在移動速度上產生較大的差別，被分離成單個組分依次從柱內流出，通過檢測器時，樣品濃度被轉換成電信號傳送到記錄儀，數據以圖譜形式打印出來。

3、高效液相色譜法的特點

（1）高壓

壓力可達150-300 kg/cm2。色譜柱每米降壓為75 kg/cm2以上。

（2）高速

流速為0.1-10.0 mL/min。

（3）高效

塔板數可達5000/米。在一根柱中同時分離成分可達100種。

（4）高靈敏度

紫外檢測器靈敏度可達0.01 ng，同時消耗樣品少。

4、高效液相色譜儀的係統組成

高效液相色譜儀的係統由儲液器、泵、進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀等幾部分組成。

儲液器中的流動相被高壓泵打入係統，樣品溶液經進樣器進入流動相，被流動相載入色譜柱（固定相）內。

5、高效液相色譜的應用

高效液相色譜法隻要求樣品能製成溶液，不受樣品揮發性的限製，流動相可選擇的範圍寬，固定相的種類繁多，因而可以分離熱不穩定和非揮發性的、離解的和非離解的以及各種分子量範圍的物質。

由於HPLC具有高分辨率、高靈敏度、速度快、色譜柱可反複利用，流出組分易收集等優點，因而被廣泛應用到生物化學、食品分析、醫藥研究、環境分析、無機分析等各種領域。高效液相色譜儀與結構儀器的聯用是一個重要的發展方向。

液相色譜-質譜聯用技術受到普遍重視，如分析氨基甲酸酯類農藥和多環芳烴等；液相色譜-紅外光譜聯用也發展很快，如在環境汙染分析測定水中的烴類，海水中的不揮發烴類等，使環境汙染分析得到新的發展。

6、操作過程中的注意事項

（1）流動相

a.流動相應選用色譜純試劑、高純水或雙蒸水，酸堿液及緩衝液需經過濾後使用，過濾時注意區分水係膜和油係膜的適用範圍。

b.水相流動相需經常更換（一般不超過兩天），防止長菌變質。

c.使用雙泵時，A、B、C、D四相中，若所用流動相中有含鹽流動相，則A、D（進樣口位於混合器下方）放置含鹽流動相，B、C（進樣口位於混合器上方）放置不含鹽流動相。A、B、C、D四個儲液器中其中一個為棕色瓶，用於存放水相流動相。

（2）樣品

a.采用過濾或離心方法處理樣品，確保樣品中不含固體顆粒。

b.用流動相或比流動相弱（若為反相柱，則極性比流動相大：若為正相柱，則極性比流動相小）的溶劑製備樣品溶液，盡量用流動相製備樣品液。

c.手動進樣時，進樣量盡量小，使用定量管定量時，進樣體積應為定量管的3-5倍。

（3）色譜柱

a.使用前仔細閱讀色譜柱附帶的說明書，注意適用範圍，如pH值範圍、流動相類型等。

b.使用符合要求的流動相。

c.使用保護柱。

d.如所用流動相為含鹽流動相，反向色譜柱使用後，先用水或低濃度甲醇水衝洗，再用純甲醇衝洗。

e.色譜柱在不使用時，應用甲醇衝洗，取下後緊密封閉兩端保存。

f.不要高壓衝洗柱子。

g.不要在高溫下長時間使用矽膠鍵合相色譜柱。