項(xiàng)目三子項(xiàng)目一色譜分析檢測(cè)技術(shù)

1、 色譜分析檢測(cè)技術(shù)色譜分析檢測(cè)技術(shù)食品分院食品分院劉深勇劉深勇 1 概述概述一、一、 “色譜法色譜法” 名稱(chēng)的由來(lái)名稱(chēng)的由來(lái)石油醚石油醚(流動(dòng)相流動(dòng)相)碳酸鈣碳酸鈣( (固定相固定相) )色色譜譜帶帶 現(xiàn)在的色譜法早已不局限于色素的分離，其方法也早已得到了極大的發(fā)展，但其分離的原理仍然是一樣的。我們?nèi)匀唤兴V分析。 色譜法的分離原理就是利用待分離的各種物質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)、吸附能力等親和能力的不同來(lái)進(jìn)行分離的。 使用外力使含有樣品的流動(dòng)相（氣體、液體）通過(guò)一固定于柱中或平板上、與流動(dòng)相互不相溶的固定相表面。當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，混合物中的各組分與固定相發(fā)生相互作用。 是利用混

2、合物不同組分在是利用混合物不同組分在和和中分配系數(shù)中分配系數(shù)(或吸附系數(shù)、滲透或吸附系數(shù)、滲透性等性等)的差異，使不同組分在作相對(duì)的差異，使不同組分在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩相中進(jìn)行反復(fù)分配，實(shí)現(xiàn)分運(yùn)動(dòng)的兩相中進(jìn)行反復(fù)分配，實(shí)現(xiàn)分離的分析方法。離的分析方法。色譜法色譜法 2 色譜法的分類(lèi)色譜法的分類(lèi)根據(jù)流動(dòng)相的根據(jù)流動(dòng)相的物態(tài)可分為物態(tài)可分為氣相色譜氣相色譜(GC)液相色譜液相色譜(LC)氣氣-固色譜固色譜(GSC)氣氣-液色譜液色譜(GLC)液液-固色譜固色譜(LSC)液液-液色譜液色譜(LLC)3、氣相色譜分離過(guò)程、氣相色譜分離過(guò)程 分離過(guò)程（以分離分離過(guò)程（以分離A、B兩組分為例）兩組分為例）為：

3、為：混合組混合組分的分分的分離過(guò)程離過(guò)程及檢測(cè)及檢測(cè)器對(duì)各器對(duì)各組分在組分在不同階不同階段的響段的響應(yīng)應(yīng)0246810120246810024681012024681002468101202468101.1.分離效能高分離效能高2.2.靈敏度高靈敏度高 可檢測(cè)可檢測(cè)10-1110-13g, ,適于痕量分析適于痕量分析. .色譜分析需試樣量極少色譜分析需試樣量極少( ( g g或或ng)ng). .3.3.分析速度快分析速度快 4.4.應(yīng)用范圍廣應(yīng)用范圍廣缺點(diǎn)：對(duì)未知物的定性分析比較困難。缺點(diǎn)：對(duì)未知物的定性分析比較困難。 方向：高選擇性檢測(cè)器；聯(lián)用技術(shù)方向：高選擇性檢測(cè)器；聯(lián)用技術(shù)（ GC-M

4、S、GC-FTIR、LC-MS、LC-NMR等）。等）。 從載氣帶著組分進(jìn)入色譜柱起就用檢測(cè)器檢測(cè)流出柱后的氣體，并用記錄器記錄信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線，當(dāng)待測(cè)組分流出色譜柱時(shí)，檢測(cè)器就可檢測(cè)到其組分的濃度，在流出曲線上表現(xiàn)為峰狀，叫色譜峰。 如果進(jìn)樣量很小，濃度很低，在吸附等溫線（氣固吸附色譜）如果進(jìn)樣量很小，濃度很低，在吸附等溫線（氣固吸附色譜）或分配等溫線（氣液分配色譜）的線性范圍內(nèi)，則色譜峰是對(duì)稱(chēng)或分配等溫線（氣液分配色譜）的線性范圍內(nèi)，則色譜峰是對(duì)稱(chēng)的。的。5 5 色譜圖及常用術(shù)語(yǔ)色譜圖及常用術(shù)語(yǔ)一、一、 基線基線當(dāng)沒(méi)有待測(cè)組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)當(dāng)沒(méi)有待測(cè)組分進(jìn)入檢測(cè)器

5、時(shí), ,在實(shí)驗(yàn)操作條件下，在實(shí)驗(yàn)操作條件下，反映檢測(cè)器噪聲隨時(shí)間變化的曲線稱(chēng)為基線，穩(wěn)定的基反映檢測(cè)器噪聲隨時(shí)間變化的曲線稱(chēng)為基線，穩(wěn)定的基線應(yīng)該是一條水平直線。線應(yīng)該是一條水平直線。二、二、峰高（峰高（h h）和峰面積）和峰面積 色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫峰高。色譜峰與峰底基線色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫峰高。色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰面積。所圍成區(qū)域的面積叫峰面積。三、保留值三、保留值 1.1.保留值的定義保留值的定義(1)(1)死時(shí)間死時(shí)間tM 不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時(shí)，從進(jìn)樣到出現(xiàn)不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時(shí)，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時(shí)間稱(chēng)為死時(shí)間峰極大值

6、所需的時(shí)間稱(chēng)為死時(shí)間. .MLtuL為柱長(zhǎng)為柱長(zhǎng)(cm)為流動(dòng)相平均線速度為流動(dòng)相平均線速度(cm/s)(2) 保留時(shí)間保留時(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(guò)的時(shí)間，稱(chēng)為保留試樣從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)峰極大點(diǎn)時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，稱(chēng)為保留時(shí)間時(shí)間.(3)調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間t tR R tR = tR tM 由于組分在色譜柱中的保留時(shí)間由于組分在色譜柱中的保留時(shí)間t tR R包含了組分隨流動(dòng)相通過(guò)包含了組分隨流動(dòng)相通過(guò)柱子所需的時(shí)間和組分在固定相中滯留所須的時(shí)間，柱子所需的時(shí)間和組分在固定相中滯留所須的時(shí)間，所以所以t tR R 實(shí)實(shí)際上是組分在固定相中保留的總時(shí)間。際上是組分在固定相中保

7、留的總時(shí)間。保留時(shí)間是色譜法定性的基本依據(jù)保留時(shí)間是色譜法定性的基本依據(jù). 但同一組分的保留時(shí)間常受到流動(dòng)相流速的影響，因此色譜但同一組分的保留時(shí)間常受到流動(dòng)相流速的影響，因此色譜工作者有時(shí)用保留體積來(lái)表示保留值。工作者有時(shí)用保留體積來(lái)表示保留值。(4)(4)死體積死體積V VM不被保留的組分通過(guò)色譜柱所消耗的流動(dòng)相的體積不被保留的組分通過(guò)色譜柱所消耗的流動(dòng)相的體積. . VM = FctM(5) (5) 保留體積保留體積VR 指從進(jìn)樣開(kāi)始到被測(cè)組分在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所通過(guò)指從進(jìn)樣開(kāi)始到被測(cè)組分在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所通過(guò)的流動(dòng)相的體積。保留時(shí)間與保留體積關(guān)系：的流動(dòng)相的體積。保留時(shí)間與保

8、留體積關(guān)系： VR = FctR(6)(6)調(diào)整保留體積調(diào)整保留體積V VR R 某組分的保留體積扣除死體積后，稱(chēng)為該組分的調(diào)整保留體某組分的保留體積扣除死體積后，稱(chēng)為該組分的調(diào)整保留體積。積。 VR = VR VM = tR Fc (7) (7)相對(duì)保留值相對(duì)保留值 某組分某組分2 2的調(diào)整保留值與組分的調(diào)整保留值與組分1 1的調(diào)整保留值之比，稱(chēng)為相對(duì)的調(diào)整保留值之比，稱(chēng)為相對(duì)保留值。保留值。由于相對(duì)保留值只與柱溫及固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱由于相對(duì)保留值只與柱溫及固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱長(zhǎng)、填充情況及流動(dòng)相流速無(wú)關(guān)，因此，它在色譜法中，特別是長(zhǎng)、填充情況及流動(dòng)相流速無(wú)關(guān)，因此，它在色

9、譜法中，特別是在氣相色譜法中，廣泛在氣相色譜法中，廣泛用作定性的依據(jù)用作定性的依據(jù)。 在定性分析中，通常固定一個(gè)色譜峰作為標(biāo)準(zhǔn)（在定性分析中，通常固定一個(gè)色譜峰作為標(biāo)準(zhǔn)（s），然），然后再求其它峰（后再求其它峰（i）對(duì)這個(gè)峰的相對(duì)保留值）對(duì)這個(gè)峰的相對(duì)保留值 。1 ,21212RRRRVVtt2,1/ i s6 6、區(qū)域?qū)挾?、區(qū)域?qū)挾?色譜峰的區(qū)域?qū)挾仁巧V流出曲線的重色譜峰的區(qū)域?qū)挾仁巧V流出曲線的重要參數(shù)之一，可用于衡量色譜柱的柱效及反要參數(shù)之一，可用于衡量色譜柱的柱效及反映色譜操作條件下的動(dòng)力學(xué)因素。寬度越窄，映色譜操作條件下的動(dòng)力學(xué)因素。寬度越窄，其效率越高，分離的效果也越好。其效率越

10、高，分離的效果也越好。 1. 分配系數(shù)（平衡常數(shù)）分配系數(shù)（平衡常數(shù)）K指在一定和溫度和壓力下，組分在兩相間達(dá)到指在一定和溫度和壓力下，組分在兩相間達(dá)到分配平衡時(shí)，組分在固定相中的濃度分配平衡時(shí)，組分在固定相中的濃度cs與組分在流與組分在流動(dòng)相中的濃度動(dòng)相中的濃度cm之比。之比。smcKcK： 與溫度、壓力有關(guān)外，還與組分性質(zhì)、固定相與溫度、壓力有關(guān)外，還與組分性質(zhì)、固定相 和流動(dòng)相性質(zhì)有關(guān)。和流動(dòng)相性質(zhì)有關(guān)。 不同組分不同組分K值的差異，是實(shí)現(xiàn)色譜分離的先決條件。值的差異，是實(shí)現(xiàn)色譜分離的先決條件。7、分配系數(shù)和容量因子、分配系數(shù)和容量因子 在一定條件下，各種物質(zhì)的在一定條件下，各種物質(zhì)的K

11、是不是不同的。同的。K較小的組分在色譜分析中每次較小的組分在色譜分析中每次分配后在氣相中的濃度較大，因此較分配后在氣相中的濃度較大，因此較早流出色譜柱。早流出色譜柱。K較大的組分每次分配較大的組分每次分配后在氣相中濃度較小，因此較晚流出后在氣相中濃度較小，因此較晚流出色譜柱。某組分的色譜柱。某組分的K=0時(shí)，即不被固時(shí)，即不被固定相保留，最先流出。定相保留，最先流出。從色譜流出曲線中，可得許多重要信息：從色譜流出曲線中，可得許多重要信息： (1) (1) 根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù)根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個(gè)數(shù)；，可以判斷樣品中所含組分的最少個(gè)數(shù)； (2) (2) 根據(jù)色譜峰的保留值

12、根據(jù)色譜峰的保留值，可以進(jìn)行定性分析；，可以進(jìn)行定性分析； (3) (3) 根據(jù)色譜峰的面積或峰高根據(jù)色譜峰的面積或峰高，可以進(jìn)行定量分析；，可以進(jìn)行定量分析； (4) (4) 色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾壬V峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?，是評(píng)價(jià)色譜柱分離效能的依，是評(píng)價(jià)色譜柱分離效能的依據(jù)；據(jù)； (5) (5) 色譜峰兩峰間的距離色譜峰兩峰間的距離，是評(píng)價(jià)固定相（或流動(dòng)相）選擇是否，是評(píng)價(jià)固定相（或流動(dòng)相）選擇是否合適的依據(jù)。合適的依據(jù)。 下圖是下圖是 A、B兩組分沿色譜柱移動(dòng)時(shí)，不同位置處兩組分沿色譜柱移動(dòng)時(shí)，不同位置處的濃度輪廓。的濃度輪廓。 濃度濃度沿柱移動(dòng)距離沿柱移動(dòng)距離 LABABKA K

13、B若要使若要使A A、B B組分完全分離，必須滿(mǎn)足以下三點(diǎn)：組分完全分離，必須滿(mǎn)足以下三點(diǎn)：第一第一，兩組分的分配系數(shù)必須有差異；，兩組分的分配系數(shù)必須有差異；第二第二，區(qū)域擴(kuò)寬的速率應(yīng)小于區(qū)域分離的速度；，區(qū)域擴(kuò)寬的速率應(yīng)小于區(qū)域分離的速度；第三第三，在保證快速分離的前提下，提供足夠長(zhǎng)的色譜柱。，在保證快速分離的前提下，提供足夠長(zhǎng)的色譜柱。8 色譜法基本理論色譜法基本理論 第一、二點(diǎn)是完全分離的必要條件第一、二點(diǎn)是完全分離的必要條件。作為一個(gè)色譜理論，它不僅應(yīng)說(shuō)明組分在作為一個(gè)色譜理論，它不僅應(yīng)說(shuō)明組分在色譜柱中移動(dòng)的速率，而且應(yīng)說(shuō)明組分在色譜柱中移動(dòng)的速率，而且應(yīng)說(shuō)明組分在移動(dòng)過(guò)程中引起區(qū)

14、域擴(kuò)寬的各種因素。移動(dòng)過(guò)程中引起區(qū)域擴(kuò)寬的各種因素。塔塔板理論和速率理論均以色譜過(guò)程中分配系板理論和速率理論均以色譜過(guò)程中分配系數(shù)恒定為前提數(shù)恒定為前提，故稱(chēng)為線性色譜理論。，故稱(chēng)為線性色譜理論。 1 1 塔板理論塔板理論 把色譜柱比作一個(gè)精餾塔，即色譜柱是由一系列連續(xù)把色譜柱比作一個(gè)精餾塔，即色譜柱是由一系列連續(xù)的、相等的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用的、相等的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用 H 表示，表示，稱(chēng)為塔板高度，簡(jiǎn)稱(chēng)板高。稱(chēng)為塔板高度，簡(jiǎn)稱(chēng)板高。塔板理論假設(shè)：在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很快塔板理論假設(shè)：在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很快達(dá)到分配平衡，然后隨著流動(dòng)相按一個(gè)一個(gè)塔板

15、的方式向達(dá)到分配平衡，然后隨著流動(dòng)相按一個(gè)一個(gè)塔板的方式向前轉(zhuǎn)移。對(duì)一根長(zhǎng)為前轉(zhuǎn)移。對(duì)一根長(zhǎng)為 L 的色譜柱，溶質(zhì)平衡的次數(shù)應(yīng)為：的色譜柱，溶質(zhì)平衡的次數(shù)應(yīng)為： n 稱(chēng)為理論塔板數(shù)稱(chēng)為理論塔板數(shù)n 越大或越大或 H 越小越小, ,柱效率越高柱效率越高, ,分離能力越強(qiáng)分離能力越強(qiáng). .LnH 塔板理論指出塔板理論指出：第一第一，當(dāng)溶質(zhì)在柱中的平衡次數(shù)，即理論塔板數(shù)，當(dāng)溶質(zhì)在柱中的平衡次數(shù)，即理論塔板數(shù) n 大于大于50時(shí)時(shí)，可得到基本對(duì)稱(chēng)的峰形曲線。在色譜柱中，可得到基本對(duì)稱(chēng)的峰形曲線。在色譜柱中，n 值一般很大，值一般很大，如氣相色譜柱的如氣相色譜柱的 n 約為約為103 -106 ，因而這

16、時(shí)的流出曲線可，因而這時(shí)的流出曲線可趨近于正態(tài)分布曲線。趨近于正態(tài)分布曲線。第二第二，當(dāng)樣品進(jìn)入色譜柱后，只要各組分在兩相間的分配系，當(dāng)樣品進(jìn)入色譜柱后，只要各組分在兩相間的分配系數(shù)有微小差異，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的分配平衡后，仍可獲得良數(shù)有微小差異，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的分配平衡后，仍可獲得良好的分離。好的分離。第三第三，n 與半峰寬及峰底寬的關(guān)系式為：與半峰寬及峰底寬的關(guān)系式為： 式中式中tR 與與W1/2 ( Wb )應(yīng)采用同一單位（時(shí)間或距離）。應(yīng)采用同一單位（時(shí)間或距離）。tR 一定時(shí)，色譜峰越窄，一定時(shí)，色譜峰越窄，n 越大，越大，H 越小，柱效能越高。越小，柱效能越高。222/11654. 5b

17、RRWtWtn在實(shí)際工作中，計(jì)算出來(lái)的在實(shí)際工作中，計(jì)算出來(lái)的 n 和和 H 值有時(shí)并不能值有時(shí)并不能充分地反映色譜柱的分離效能，因?yàn)椴捎贸浞值胤从成V柱的分離效能，因?yàn)椴捎胻R計(jì)算時(shí)，沒(méi)計(jì)算時(shí)，沒(méi)有扣除死時(shí)間有扣除死時(shí)間tM， 所以常用有效塔板數(shù)所以常用有效塔板數(shù) n有效有效 表示柱效：表示柱效：有效板高有效板高 ：222/11654. 5bRRWtWtn有效有效有效nLH1.用熱力學(xué)的觀點(diǎn)闡明了溶質(zhì)在色譜柱中的分配平衡用熱力學(xué)的觀點(diǎn)闡明了溶質(zhì)在色譜柱中的分配平衡和分離過(guò)程和分離過(guò)程2.解釋了流出曲線的形狀及濃度極大值的位置解釋了流出曲線的形狀及濃度極大值的位置3.提出了計(jì)算和評(píng)價(jià)柱效的參數(shù)

18、提出了計(jì)算和評(píng)價(jià)柱效的參數(shù)一種半經(jīng)驗(yàn)性的平衡理論一種半經(jīng)驗(yàn)性的平衡理論塔板理論塔板理論貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)1. 不能解釋造成譜帶擴(kuò)張的原因和影響板高的各種因素不能解釋造成譜帶擴(kuò)張的原因和影響板高的各種因素2. 不能說(shuō)明同一溶質(zhì)為什么在不同的流速下，可以測(cè)得不不能說(shuō)明同一溶質(zhì)為什么在不同的流速下，可以測(cè)得不同的理論塔板數(shù)同的理論塔板數(shù)2 2 速率理論速率理論 19561956年荷蘭學(xué)者年荷蘭學(xué)者van Deemter（范第姆特）等在研究（范第姆特）等在研究氣液色譜氣液色譜時(shí)，提出了色譜過(guò)程動(dòng)力學(xué)理論時(shí)，提出了色譜過(guò)程動(dòng)力學(xué)理論速率理論速率理論。他們吸收了塔板理論中他們吸收了塔板理論中板高板高的概念，

19、并充分考慮了組分在的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過(guò)程，從而在動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過(guò)程，從而在動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解釋了影響板高的各種因素。該理論模型對(duì)氣相、液相色譜釋了影響板高的各種因素。該理論模型對(duì)氣相、液相色譜都適用。都適用。 van Deemter方程方程的數(shù)學(xué)簡(jiǎn)化式為的數(shù)學(xué)簡(jiǎn)化式為 為流動(dòng)相的平均線速度，單位：為流動(dòng)相的平均線速度，單位：cm/s； A、B、C、為常數(shù)，分別代表渦流擴(kuò)散系數(shù)、分子、為常數(shù)，分別代表渦流擴(kuò)散系數(shù)、分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。uCuBAH （1 1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)）渦流擴(kuò)散項(xiàng) A 在填充柱中，由于受到

20、固定相顆在填充柱中，由于受到固定相顆粒的阻礙，組份在遷移過(guò)程中隨流動(dòng)粒的阻礙，組份在遷移過(guò)程中隨流動(dòng)相不斷改變方向，形成紊亂的相不斷改變方向，形成紊亂的“渦渦流流”。從圖中可見(jiàn)，因填充物顆粒大。從圖中可見(jiàn)，因填充物顆粒大小及填充的不均勻性小及填充的不均勻性同一組分運(yùn)同一組分運(yùn)行路線長(zhǎng)短不同行路線長(zhǎng)短不同流出時(shí)間不同流出時(shí)間不同峰形展寬。展寬程度以峰形展寬。展寬程度以A表示：表示：A=2 dp其中其中dp填充物平均直徑；填充物平均直徑； 填填充不規(guī)則因子。充不規(guī)則因子。 可見(jiàn)，使用細(xì)粒的固定相并填充可見(jiàn)，使用細(xì)粒的固定相并填充均勻可減小均勻可減小A，提高柱效。對(duì)于空心，提高柱效。對(duì)于空心毛細(xì)管柱

21、，無(wú)渦流擴(kuò)散，即毛細(xì)管柱，無(wú)渦流擴(kuò)散，即A=0。 ：彎曲因子，填充柱色譜，彎曲因子，填充柱色譜， 1。Dg：試樣組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)：試樣組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2s-1）。）。與組分性質(zhì)、載氣性質(zhì)、與組分性質(zhì)、載氣性質(zhì)、柱溫、柱壓等因素有關(guān)。柱溫、柱壓等因素有關(guān)。 宜采用宜采用相對(duì)分子質(zhì)量較大的相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣（如載氣（如N2），較高載氣線速度，），較高載氣線速度，較低柱溫。較低柱溫。2gBD(3) (3) 傳質(zhì)阻力項(xiàng)傳質(zhì)阻力項(xiàng) C C 物質(zhì)系統(tǒng)由于濃度不均勻而發(fā)生的物質(zhì)遷移過(guò)程，稱(chēng)為物質(zhì)系統(tǒng)由于濃度不均勻而發(fā)生的物質(zhì)遷移過(guò)程，稱(chēng)為傳質(zhì)傳質(zhì)。影響該過(guò)程的阻力，稱(chēng)為。影響該

22、過(guò)程的阻力，稱(chēng)為傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力。傳質(zhì)阻力系數(shù)傳質(zhì)阻力系數(shù)C C包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)C Cg g和液相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)系數(shù)C C1 1兩項(xiàng)，即兩項(xiàng)，即 C = Cg+ C1 氣相傳質(zhì)過(guò)程是指試樣組分從氣相移動(dòng)到固定相表面的過(guò)氣相傳質(zhì)過(guò)程是指試樣組分從氣相移動(dòng)到固定相表面的過(guò)程。程。采用粒度小的填充物和相對(duì)分子質(zhì)量小的氣體（如氫采用粒度小的填充物和相對(duì)分子質(zhì)量小的氣體（如氫氣）做載氣，可使氣）做載氣，可使Cg減小，提高柱效。減小，提高柱效。 液相傳質(zhì)過(guò)程是指試樣組分從固定相的氣液相傳質(zhì)過(guò)程是指試樣組分從固定相的氣/ /液界面液界面移動(dòng)到液相內(nèi)部，并發(fā)生質(zhì)量交換，達(dá)到

23、分配平衡移動(dòng)到液相內(nèi)部，并發(fā)生質(zhì)量交換，達(dá)到分配平衡，然，然后又返回氣后又返回氣/ /液界面的傳質(zhì)過(guò)程。液界面的傳質(zhì)過(guò)程。降低固定液的含量，可以降低液膜厚度，但降低固定液的含量，可以降低液膜厚度，但k值隨之變值隨之變小，又會(huì)使小，又會(huì)使C1增大。增大。當(dāng)固定液含量一定時(shí)，液膜厚度隨載體的比表面積增當(dāng)固定液含量一定時(shí)，液膜厚度隨載體的比表面積增加而降低，因此，一般采用比表面積較大的載體來(lái)降低液膜加而降低，因此，一般采用比表面積較大的載體來(lái)降低液膜厚度。雖然提高柱溫可增大厚度。雖然提高柱溫可增大D1，但會(huì)使，但會(huì)使 k 值減小，為了保持值減小，為了保持適當(dāng)?shù)倪m當(dāng)?shù)腃1值，應(yīng)控制適宜的柱溫。值，應(yīng)控

24、制適宜的柱溫。 當(dāng)固定液含量較高，液膜較厚，載氣以在中當(dāng)固定液含量較高，液膜較厚，載氣以在中等的線速下時(shí)，板高主要受液相傳質(zhì)系數(shù)等的線速下時(shí)，板高主要受液相傳質(zhì)系數(shù)C Cl l的控的控制。此時(shí)，氣相傳質(zhì)系數(shù)值很小，可以忽略。制。此時(shí)，氣相傳質(zhì)系數(shù)值很小，可以忽略。 然而，隨著快速色譜的發(fā)展，當(dāng)采用低固定然而，隨著快速色譜的發(fā)展，當(dāng)采用低固定液含量柱和高載氣線速進(jìn)行分析時(shí)，氣相傳質(zhì)阻液含量柱和高載氣線速進(jìn)行分析時(shí)，氣相傳質(zhì)阻力就會(huì)成為影響塔板高度的重要因素。力就會(huì)成為影響塔板高度的重要因素。將上面式總結(jié)，即可得將上面式總結(jié)，即可得氣液色譜板高方程氣液色譜板高方程 這一方程對(duì)選擇色譜分離條件具有實(shí)

25、際指導(dǎo)意義，它指這一方程對(duì)選擇色譜分離條件具有實(shí)際指導(dǎo)意義，它指出了色譜柱填充的均勻程度，填料顆粒的大小，流動(dòng)相的種出了色譜柱填充的均勻程度，填料顆粒的大小，流動(dòng)相的種類(lèi)及流速，固定相的液膜厚度等對(duì)柱效的影響。類(lèi)及流速，固定相的液膜厚度等對(duì)柱效的影響。 由上式可知，在由上式可知，在液液色譜中提高柱效液液色譜中提高柱效可采用以下方法：可采用以下方法：1、減小填料顆粒粒度、減小填料顆粒粒度dp；2、用黏度較低的溶劑作流動(dòng)相；、用黏度較低的溶劑作流動(dòng)相；3、采用低流速流動(dòng)相；、采用低流速流動(dòng)相；4、減小填料空穴深度；、減小填料空穴深度；5、適當(dāng)提高柱溫。、適當(dāng)提高柱溫。13-51 1、柱效和選擇性、

26、柱效和選擇性理論塔板數(shù)理論塔板數(shù) n 是衡量柱效的指標(biāo)是衡量柱效的指標(biāo)， 反映了色譜分離過(guò)程反映了色譜分離過(guò)程動(dòng)力學(xué)性質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。選擇性因子選擇性因子 是衡量色譜柱選擇性的指標(biāo)，是衡量色譜柱選擇性的指標(biāo)， 取決于組分在固定相上的取決于組分在固定相上的熱力學(xué)性質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)。2 2、分離度的定義、分離度的定義分離度又叫分辨率或分辨度，既能反映分離度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率柱效率又能反映又能反映選擇選擇性性的指標(biāo)，是的指標(biāo)，是衡量分離效能的總指標(biāo)。衡量分離效能的總指標(biāo)。 定義：定義：)()()()(21AbBbARBRsWWttR一般說(shuō)，當(dāng)一般說(shuō)，當(dāng)Rs1時(shí)，兩峰有部分時(shí)，兩峰有部分重疊

27、；當(dāng)重疊；當(dāng)Rs=1時(shí)，時(shí)，分離程度可達(dá)分離程度可達(dá)98%；當(dāng)；當(dāng)Rs=1.5時(shí)，時(shí)，分離程度可達(dá)分離程度可達(dá)99.7%。 通常用通常用Rs=1.5作為相鄰兩作為相鄰兩組分已完全分離組分已完全分離的標(biāo)志。的標(biāo)志。sRn增加柱長(zhǎng)，可提高分離度，但延長(zhǎng)了分析時(shí)增加柱長(zhǎng)，可提高分離度，但延長(zhǎng)了分析時(shí)間，因此降低板高，提高柱效，才是提高分離度間，因此降低板高，提高柱效，才是提高分離度的好方法。的好方法。LnH 9 色譜定性和定量分析色譜定性和定量分析一一 定性分析定性分析1 用已知純物質(zhì)用已知純物質(zhì) 對(duì)照定性對(duì)照定性單柱比較法單柱比較法雙柱比較法雙柱比較法峰高增加法定峰高增加法定性性 二二 定量分析定

28、量分析定量基礎(chǔ)定量基礎(chǔ)AiiimfAhiiimfh或或Ahiiff和是絕對(duì)校正因子。 1 1、響應(yīng)信號(hào)的測(cè)量、響應(yīng)信號(hào)的測(cè)量（1 1）對(duì)稱(chēng)形峰面積的測(cè)量）對(duì)稱(chēng)形峰面積的測(cè)量 峰高乘以半峰寬法峰高乘以半峰寬法 A = 1.065 h W1/2（2）不）不對(duì)稱(chēng)形峰面積的測(cè)量對(duì)稱(chēng)形峰面積的測(cè)量 峰高乘以平均峰寬法峰高乘以平均峰寬法 A = 1/2 h（W0.15 + W0.85）（3）自動(dòng)電學(xué)積分儀）自動(dòng)電學(xué)積分儀（4 4）用峰高表示峰面積）用峰高表示峰面積在痕量分析中，峰高法的準(zhǔn)確度較高。峰面積法適用于各在痕量分析中，峰高法的準(zhǔn)確度較高。峰面積法適用于各種形狀的峰，精度較好。種形狀的峰，精度較好。

29、峰面積的大小不易受操作條件如柱溫、流動(dòng)相的流速、進(jìn)峰面積的大小不易受操作條件如柱溫、流動(dòng)相的流速、進(jìn)樣速度等的影響，故適于作定量分析的參數(shù)。樣速度等的影響，故適于作定量分析的參數(shù)。 2 2、校正因子、校正因子 （1 1）絕對(duì)校正因子）絕對(duì)校正因子 受儀器及操作條件影響很大，使用受到限制。受儀器及操作條件影響很大，使用受到限制。（2 2）相對(duì)校正因子）相對(duì)校正因子定義：定義：AhiiiiiimmffAh和AAisissisAiisisfA mAmfAmfA mi：組分組分S：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 相對(duì)校正因子可以把各個(gè)組分的峰面積分別換算成與其質(zhì)相對(duì)校正因子可以把各個(gè)組分的峰面積分別換算成與其質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)物的峰面積，則比較標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來(lái)。量相等的標(biāo)準(zhǔn)物的峰面