色譜法的創始人是俄國的植物學家茨維特。1905nian,tajiangcongzhiwusesutiqudeshiyoumitiquyedaorenyigenzhuangyoutansuangaideboliguandingduan,ranhouyongshiyoumilinxi,jieguoshibutongsesudedaofenli,zaiguanneixianshichubutongdesedai,sepuyiciyeyoucideming。zhejiushizuichudesepufa。houlai,yongsepufafenxidewuzhiyijishaoweiyousewuzhi,dansepuyicirengyanyongzhijin,zai50年代,色譜法有了很大的發展。1952年,詹姆斯和馬丁以氣體作為流動相分析了脂肪酸同係物並提出了塔板理論。1956年範第姆特總結了前人的經驗,提出了反映載氣流速和柱效關係的範笨姆特方程,建立了初步的色譜理論。同年,高萊(Golay)發明了毛細管拄,以後又相繼發明了各種檢測器,使色譜技術更加完善。50年(nian)代(dai)末(mo)期(qi),出(chu)現(xian)了(le)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)和(he)質(zhi)譜(pu)聯(lian)用(yong)的(de)儀(yi)器(qi),克(ke)服(fu)了(le)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)不(bu)適(shi)於(yu)定(ding)性(xing)的(de)缺(que)點(dian)。則(ze)年(nian)代(dai),由(you)於(yu)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)提(ti)高(gao)和(he)高(gao)壓(ya)泵(beng)的(de)出(chu)現(xian),高(gao)效(xiao)液(ye)相(xiang)色(se)譜(pu)迅(xun)遠(yuan)發(fa)展(zhan),使(shi)得(de)色(se)譜(pu)法(fa)的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)大(da)大(da)擴(kuo)展(zhan)。目(mu)前(qian),由(you)於(yu)高(gao)效(xiao)能(neng)的(de)色(se)譜(pu)往(wang)、高靈敏的檢測器及微處理機的使用,使得色譜法已成為一種分析速度快、靈敏度高、應用範圍廣的分析儀器。
zaizhelizhuyaojieshaoqixiangsepufenxifa。tongshiyeshidangjieshaoyexiangsepufa。qixiangsepufadejibenlilunhedingxingdingliangfangfayeshiyongyuyexiangsepufa。qibutongzhichuzaiyexiangsepufazhongjieshao。dianxingdeqixiangsepuyijuyouwendingliuliangdezaiqi,jiangqihuadeyangpinyouqihuashidairusepuzhu,zaisepuzhuzhongbutongzufendedaofenli,bingxianhoucongsepuzhuzhongliuchu,jingguojianceqihejiluqi,zhexiebeifenkaidezufenchengweiyigeyigedesepufeng。sepuyitongchangyouxialiewugebufenzucheng:
載氣係統(包括氣源和流量的調節與測量元件等)
進樣係統(包括進樣裝置和汽化室兩部分)
分離係統(主要是色譜柱)
檢測、記錄係統(包括檢測器和記錄器)
輔助係統(包括溫控係統、數據處理係統等)
載氣通常為氮、氫和氫氣,由高壓氣瓶供給。由高壓氣瓶出來的載氣需經過裝有活性炭或分子篩的淨化器,以除去載氣中的水、氧等有害雜質。由於載氣流速的變化會引起保留值和檢測靈敏度的變化,因此,一般采用穩壓閥、穩流閥或自動流量控製裝置,以確保流量恒定。載氣氣路有單柱單氣路和雙柱雙氣路兩種。前者比較簡單,後者可以補償因固定液流失、溫度被動所造成的影響,因而基線比較穩定。
進樣係統包括進樣裝置和汽化室。氣體樣品可以用注射進樣,也可以用定量閥進樣。液體樣品用微量注射器進樣。 固(gu)體(ti)樣(yang)品(pin)則(ze)要(yao)溶(rong)解(jie)後(hou)用(yong)微(wei)量(liang)注(zhu)射(she)器(qi)進(jin)樣(yang)。樣(yang)品(pin)進(jin)入(ru)汽(qi)化(hua)室(shi)後(hou)在(zai)一(yi)瞬(shun)間(jian)就(jiu)被(bei)汽(qi)化(hua),然(ran)後(hou)隨(sui)載(zai)氣(qi)進(jin)入(ru)色(se)譜(pu)柱(zhu)。根(gen)據(ju)分(fen)析(xi)樣(yang)品(pin)的(de)不(bu)同(tong),汽(qi)化(hua)室(shi)溫(wen)度(du)可(ke)以(yi)在(zai)50—400℃範圍內任意設定。 通常,汽化室的溫度要比使用的最高柱溫高10—50℃以yi保bao證zheng樣yang品pin全quan部bu汽qi化hua。進jin洋yang量liang和he進jin樣yang速su度du會hui影ying響xiang色se譜pu柱zhu效xiao率lv。進jin樣yang量liang過guo大da造zao成cheng色se譜pu柱zhu超chao負fu荷he,進jin樣yang速su度du慢man會hui使shi色se譜pu峰feng加jia寬kuan,影ying響xiang分fen離li效xiao果guo。
試樣中各組分的分離在色譜柱中進行,因此,色譜柱是色譜儀的核心部分。色譜往主要有兩類:填充柱和毛細管柱,現分別敘述如下:
1、填充柱 :填充柱由柱管和固定相組成,柱管材料為不鏽鋼或玻璃,內徑為2—4毫米,長為1—3米。往內裝有固定相,固定相又包括固體固定相和液體固定相兩種。
2、毛細管往 :毛細管柱又叫空心柱,空心柱分塗壁空心柱,多孔層空心柱和塗載體空心柱。塗壁空心柱是將固定液均勻地塗在內徑0.1—0.5毫米的毛鋼管內壁而成。毛細管的材料可以是不鏽鋼、玻璃或石英。這種色譜柱具有滲透性好、傳質阻力小等特點,因此柱子可以做得很長(一般幾十米,最長可到三百米)。和填充柱相比,其分離效率高,分析速度快,樣品用量小。其缺點是樣品負荷量小,因此經常需要采用分流技術。柱的製備方法也比較複雜;多孔層空心柱是在毛細管內壁適當沉積上一層多孔性物質,然後塗上固定液。這種柱容量比較大,滲透性好,故有穩定、高效、決速等優點。
1、熱導檢測器熱導檢測器(Thermal coductivity detector,簡稱TCD ):是shi應ying用yong比bi較jiao多duo的de檢jian測ce器qi,不bu論lun對dui有you機ji物wu還hai是shi無wu機ji氣qi體ti都dou有you響xiang應ying。熱re導dao檢jian測ce器qi由you熱re導dao池chi池chi體ti和he熱re敏min元yuan件jian組zu成cheng。熱re敏min元yuan件jian是shi兩liang根gen電dian阻zu值zhi完wan全quan相xiang同tong的de金jin屬shu絲si(鎢絲或白金絲),作zuo為wei兩liang個ge臂bi接jie入ru惠hui斯si頓dun電dian橋qiao中zhong,由you恒heng定ding的de電dian流liu加jia熱re。如ru果guo熱re導dao池chi隻zhi有you載zai氣qi通tong過guo,載zai氣qi從cong兩liang個ge熱re敏min元yuan件jian帶dai走zou的de熱re量liang相xiang同tong,兩liang個ge熱re敏min元yuan件jian的de溫wen度du變bian化hua是shi相xiang同tong的de,其qi電dian阻zu值zhi變bian化hua也ye相xiang同tong,電dian橋qiao處chu於yu平ping衡heng狀zhuang態tai。如ru果guo樣yang品pin混hun在zai載zai氣qi中zhong通tong過guo測ce量liang池chi,由you於yu樣yang號hao氣qi和he載zai氣qi協xie熱re導dao係xi數shu不bu同tong,兩liang邊bian帶dai走zou的de熱re量liang不bu相xiang等deng,熱re敏min元yuan件jian的de溫wen度du和he阻zu值zhi也ye就jiu不bu同tong,從cong而er使shi得de電dian橋qiao失shi去qu平ping衡heng,記ji錄lu器qi上shang就jiu有you信xin號hao產chan生sheng。這zhe種zhong檢jian測ce器qi是shi一yi種zhong通tong用yong型xing檢jian測ce器qi。被bei測ce物wu質zhi與yu載zai氣qi的de熱re導dao係xi數shu相xiang差cha愈yu大da,靈ling敏min度du也ye就jiu愈yu高gao。此ci外wai,載zai氣qi流liu量liang和he熱re絲si溫wen度du對dui靈ling敏min度du也ye有you較jiao大da的de影ying響xiang。熱re絲si工gong作zuo電dian流liu增zeng加jia—倍可使靈敏度提高3—7倍,但是熱絲電流過高會造成基線不穩和縮短熱絲的壽命。熱導檢測器結構簡單、穩定性好,對有機物和無機氣體都能進行分析,其缺點是靈敏度低。
2、氫火焰離子化檢測器:氫火焰離子化檢測器(Flame Ionization Detector,FID)簡稱氫焰檢測器。它的主要部件是一個用不鏽鋼製成的離子室。離子室由收集極、極化極(發射極)、氣(qi)體(ti)入(ru)口(kou)及(ji)火(huo)焰(yan)噴(pen)嘴(zui)組(zu)成(cheng)。在(zai)離(li)子(zi)室(shi)下(xia)部(bu),氫(qing)氣(qi)與(yu)載(zai)氣(qi)混(hun)合(he)後(hou)通(tong)過(guo)噴(pen)嘴(zui),再(zai)與(yu)空(kong)氣(qi)混(hun)合(he)點(dian)火(huo)燃(ran)燒(shao),形(xing)成(cheng)氫(qing)火(huo)焰(yan)。無(wu)樣(yang)品(pin)時(shi)兩(liang)極(ji)間(jian)離(li)子(zi)很(hen)少(shao),當(dang)有(you)機(ji)物(wu)進(jin)入(ru)火(huo)焰(yan)時(shi),發(fa)生(sheng)離(li)子(zi)化(hua)反(fan)應(ying),生(sheng)成(cheng)許(xu)多(duo)離(li)子(zi)。在(zai)火(huo)焰(yan)上(shang)方(fang)收(shou)集(ji)極(ji)和(he)極(ji)化(hua)極(ji)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)靜(jing)電(dian)場(chang)作(zuo)用(yong)下(xia),離(li)子(zi)流(liu)向(xiang)收(shou)集(ji)極(ji)形(xing)成(cheng)離(li)子(zi)流(liu)。離(li)子(zi)流(liu)經(jing)放(fang)大(da)、記錄即得色譜峰。
有機物在氫火焰中離子化反應的過程如下:當(dang)氫(qing)和(he)空(kong)氣(qi)燃(ran)燒(shao)時(shi),進(jin)入(ru)火(huo)焰(yan)的(de)有(you)機(ji)物(wu)發(fa)生(sheng)高(gao)溫(wen)裂(lie)解(jie)和(he)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)自(zi)由(you)基(ji),自(zi)由(you)基(ji)又(you)與(yu)氧(yang)作(zuo)用(yong)產(chan)生(sheng)離(li)子(zi)。在(zai)外(wai)加(jia)電(dian)壓(ya)作(zuo)用(yong)下(xia),這(zhe)些(xie)離(li)子(zi)形(xing)成(cheng)離(li)子(zi)流(liu),經(jing)放(fang)大(da)後(hou)被(bei)記(ji)錄(lu)下(xia)來(lai)。所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)離(li)子(zi)數(shu)與(yu)單(dan)位(wei)時(shi)間(jian)內(nei)進(jin)入(ru)火(huo)焰(yan)的(de)碳(tan)原(yuan)子(zi)質(zhi)量(liang)有(you)關(guan),因(yin)此(ci),氫(qing)焰(yan)檢(jian)測(ce)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)質(zhi)量(liang)型(xing)檢(jian)測(ce)器(qi)。這(zhe)種(zhong)檢(jian)測(ce)器(qi)對(dui)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)有(you)機(ji)物(wu)都(dou)有(you)響(xiang)應(ying),其(qi)靈(ling)敏(min)度(du)比(bi)熱(re)導(dao)檢(jian)測(ce)器(qi)要(yao)高(gao)幾(ji)個(ge)數(shu)量(liang)級(ji),易(yi)進(jin)行(xing)痕(hen)量(liang)有(you)機(ji)物(wu)分(fen)析(xi)。其(qi)缺(que)點(dian)是(shi)不(bu)能(neng)檢(jian)測(ce)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)、空氣、水、C0,CO2,NO、S02等。
3、電子捕獲檢測器:電子捕獲檢測器是一種選擇性很強的檢測器,它隻對合有電負性元素的組分產生響應,因此,這種檢測器適於分析合有鹵素、硫、磷、氮、氧等元素的物質。在電子捕獲檢測器內一端有一個多放射源作為負極,另一端有一正極。兩極間加適當電壓。當載氣(N2)進入檢測器時,受多射線的輻照發生電離,生成的正離子和電子分別向負極和正極移動,形成恒定的基流。合有電負性元素的樣品AB進(jin)入(ru)檢(jian)測(ce)器(qi)後(hou),就(jiu)會(hui)捕(bu)獲(huo)電(dian)子(zi)而(er)生(sheng)成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)負(fu)離(li)子(zi),生(sheng)成(cheng)的(de)負(fu)離(li)子(zi)又(you)與(yu)載(zai)氣(qi)正(zheng)離(li)子(zi)複(fu)合(he)。結(jie)果(guo)導(dao)致(zhi)基(ji)流(liu)下(xia)降(jiang)。因(yin)此(ci),樣(yang)品(pin)經(jing)過(guo)檢(jian)測(ce)器(qi),會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)倒(dao)峰(feng)。電(dian)子(zi)捕(bu)獲(huo)檢(jian)測(ce)器(qi)是(shi)常(chang)用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)器(qi)之(zhi)一(yi),其(qi)靈(ling)敏(min)度(du)高(gao),選(xuan)擇(ze)性(xing)好(hao)。主(zhu)要(yao)缺(que)點(dian)是(shi)線(xian)性(xing)範(fan)圍(wei)較(jiao)窄(zhai)。
氣相色譜法是一種很好的分離、分析方法,它具有分析速度快、分(fen)離(li)效(xiao)能(neng)好(hao)和(he)靈(ling)敏(min)度(du)高(gao)等(deng)優(you)點(dian)。但(dan)是(shi)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)僅(jin)能(neng)分(fen)析(xi)在(zai)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)下(xia)能(neng)汽(qi)化(hua)而(er)不(bu)分(fen)解(jie)的(de)物(wu)質(zhi)。據(ju)估(gu)計(ji),在(zai)已(yi)知(zhi)化(hua)合(he)物(wu)中(zhong)能(neng)直(zhi)接(jie)進(jin)行(xing)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)分(fen)析(xi)的(de)化(hua)合(he)物(wu)約(yue)占(zhan)15%,加上製成衍生物的化合物,也不過20%左右。對於高沸點化合物;難揮發及熱不穩定的化合物、離子型化合物及高聚物等,很難用氣相色譜法分析。為解決這個問題,70年代初發展了高效液相色譜。高效液相色譜的原理與經典液相色譜相同,但是它采用了高效色譜拄、高壓泵和高靈敏度檢測器。因此,高效液相色譜的分離效率、分析速度和靈敏度大大提高。就其分離機理的不同,高效液相色譜可以分為液—固吸附色譜、液—液分配色譜、離子交換色譜和凝膠滲透色譜四類。
液—固色譜的色譜柱內填充固體吸附劑,由於不同組分具有不同的吸附能力,因此,流動相帶著被測組分經過色譜柱時,各組分被分開。液—液色譜的流動相和固定相都是液體。作為固定相的液體塗在惰性擔體上,流動 相(xiang)與(yu)固(gu)定(ding)液(ye)不(bu)互(hu)溶(rong)。當(dang)帶(dai)有(you)被(bei)測(ce)組(zu)分(fen)的(de)流(liu)動(dong)相(xiang)進(jin)入(ru)色(se)譜(pu)柱(zhu)時(shi),組(zu)分(fen)在(zai)兩(liang)相(xiang)間(jian)很(hen)快(kuai)達(da)分(fen)配(pei)平(ping)衡(heng),由(you)於(yu)各(ge)組(zu)分(fen)在(zai)兩(liang)相(xiang)間(jian)分(fen)配(pei)係(xi)數(shu)不(bu)同(tong)而(er)彼(bi)此(ci)分(fen)離(li)。以(yi)非(fei)極(ji)性(xing)溶(rong)液(ye)作(zuo)流(liu)動(dong)相(xiang),極(ji)性(xing)物(wu)質(zhi)作(zuo)固(gu)定(ding)相(xiang)的(de)液(ye)—液色譜叫正相色譜;極性溶液作流動相,非極性物質作固定相的液—液ye色se譜pu叫jiao反fan相xiang色se譜pu。離li子zi交jiao換huan色se譜pu的de色se譜pu柱zhu內nei填tian充chong離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi,依yi靠kao樣yang品pin離li子zi交jiao換huan能neng力li的de差cha別bie實shi現xian分fen離li。而er凝ning膠jiao色se譜pu是shi按an試shi樣yang中zhong分fen子zi大da小xiao的de不bu同tong來lai進jin行xing分fen離li的de。在zai上shang述shu四si類lei色se譜pu中zhong,應ying用yong最zui廣guang泛fan的de是shi液ye—液色譜,因此,在本節的討論中以液—液色譜為主。高效液相色譜的基本理論和定性定量分析方法與氣相色譜基本相同。高效液相色譜儀由輸液係統、進樣係統、分離係統、檢測係統和數據處理係統組成。
高效液相色譜的輸液係統包括流動相貯存器、高gao壓ya泵beng和he梯ti度du淋lin洗xi裝zhuang置zhi。流liu動dong相xiang貯zhu存cun器qi為wei不bu鏽xiu鋼gang或huo玻bo璃li製zhi成cheng的de容rong器qi,可ke以yi貯zhu存cun不bu同tong的de流liu動dong相xiang。高gao壓ya泵beng是shi高gao效xiao液ye相xiang色se譜pu儀yi最zui重zhong要yao的de部bu件jian之zhi一yi。由you於yu高gao效xiao液ye相xiang色se譜pu儀yi所suo用yong色se譜pu柱zhu直zhi徑jing細xi,固gu定ding相xiang粒li度du小xiao,流liu動dong相xiang阻zu力li大da,因yin此ci,必bi須xu借jie助zhu於yu高gao壓ya泵beng使shi流liu動dong相xiang以yi較jiao快kuai的de速su度du流liu過guo色se譜pu這zhe。高gao壓ya泵beng需xu要yao滿man足zu以yi下xia條tiao件jian:能提供150—450kg/cm2的壓強;流速穩定,流量可以調節;naifushi。muqiansuoyongdegaoyabengyoujixiebengheqidongfangdabengliangzhong。tidulinxizhuangzhikeyijiangliangzhonghuoliangzhongyishangdebutongjixingrongji,anyidingchengxulianxugaibianzucheng,yidadaotigaofenlixiaoguo,suoduanfenlishijiandemude。tadezuoyongyuqixiangsepuzhongdechengxushengwenzhuangzhileisi。
梯度淋洗裝置分為兩類:一類叫外梯度裝置;一類內梯度裝置。外梯度裝置是流動相在常壓下混合,靠一台高壓泵壓至色譜柱;內梯度裝置是先將溶劑分別增壓後,再由泵按程序壓入混合室,再注入色譜柱。
yibangaoxiaoyexiangsepuduocaiyongliutongfajinyang。xianyouzhusheqijiangyangpinchangyaxiazhuruyangpinhuan。ranhouqiehuanfamendaojinyangweizhi,yougaoyabengshusongdeliudongxiangjiangyangpinsongrensepuzhu。yangpinhuanderongjishigudingde,yincijinyangzhongfuxinghao。
分離係統包括色譜柱、連接管、恒溫器等。色譜柱是高效液相色譜儀的心髒。它是由內部拋光的不鏽鋼管製成,一般長10—50cm,內徑2—5mm,柱內裝有固定相。液相色譜的固定相是將固定該塗在擔體上而成。擔體有兩類:一類是表麵多孔型擔體;另一類是全多孔型擔體。
近年來又出現了全多孔型微粒擔體。這種擔體檢度為5—10um,是由nmjideguijiaoweiliduijiercheng,youjiaoduijiguizhu。youyukelixiao,suoyizhuxiaogao,shimuqianzuiguangfanshiyongdeyizhongdanti。zaigaoxiaoyexiangsepufenxizhong,shidangtigaozhuwenkegaishanchuanzhi,tigaoguixiao,suoduanfenxishijian。yinci,zaifenxishikeyicaiyongdaiyouhengwenjiarexitongdejinshujiataolaibaochisepuzhudewendu。wendukeyizaishiwendao60℃間調節。
高效液相色譜的檢測器很多,最常用的有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器等。
(1)、紫外檢測器:紫外檢測器是液相色譜中應用最廣泛的檢測器,適用有紫外吸收物質的檢測。在進行高效液相色譜分析的樣品中,約有80%的樣品可以使用這種檢測器。紫外檢測器的工作原理如下:由光源產生波長連續可調的紫外光或可見光, 經過透鏡和遮光板變成兩束平行光,無樣品通過時,參比池和樣品池通過的光強度相等,光電管輸出相同,無信號產生;有樣品通過時,由於樣品對光的吸收,參比池和樣品池通過的光強度不相等,有信號產生。根據朗伯—比爾定律,樣品濃度越大,產生的信號越大,這種檢測器靈敏度高,檢測下限約為10-10g/ml,而且線性範圍廣,對溫度和流速不敏感,適於進行梯度洗脫。
(2)、示差折光檢測器:示差折光檢測器是根據不同物質具有不同折射率來進行組分檢測的。凡是具有與流動 相折射率不同的組分,均可以使用這種 jianceqi。ruguoliudongxiangxuanzeshidang,keyijiancesuoyoudeyangpinzufen。shichazheguangjianceqifenweifansheshiheyisheshiliangzhong。fansheshishichazheguangjianceqishigenjuxiashuyuanlizhichengde:光guang在zai兩liang種zhong不bu同tong物wu質zhi界jie麵mian的de反fan射she百bai分fen率lv與yu入ru射she角jiao和he兩liang種zhong物wu質zhi的de折zhe射she率lv成cheng正zheng比bi。如ru果guo入ru射she角jiao固gu定ding,光guang線xian反fan射she百bai分fen率lv僅jin與yu這zhe兩liang種zhong物wu質zhi的de沂yi射she率lv成cheng正zheng比bi。光guang通tong過guo僅jin有you流liu動dong相xiang的de參can比bi池chi時shi,由you於yu流liu動dong相xiang組zu成cheng不bu變bian,故gu其qi折zhe射she率lv是shi固gu定ding的de;光通過工作池時,由於存在待測組分而使折射串改變,從而引起光強度的變化,測量光強度的變化,即可測出該組分濃度的變化。
偏轉式示差折光檢測器是根據下述原理:當(dang)一(yi)束(shu)光(guang)透(tou)過(guo)折(zhe)射(she)率(lv)不(bu)同(tong)的(de)兩(liang)種(zhong)物(wu)質(zhi)時(shi),此(ci)光(guang)束(shu)會(hui)發(fa)生(sheng)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)偏(pian)轉(zhuan),其(qi)偏(pian)轉(zhuan)程(cheng)度(du)正(zheng)比(bi)於(yu)兩(liang)物(wu)質(zhi)折(zhe)射(she)率(lv)之(zhi)差(cha)。示(shi)差(cha)折(zhe)光(guang)檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)優(you)點(dian)是(shi)通(tong)用(yong)性(xing)強(qiang),操(cao)作(zuo)簡(jian)便(bian);缺點是靈敏度低,不能做痕量分析。此外,由於洗脫液組成的變化會使折射率變化很大,因此,這種檢測器也不適用於梯度洗脫。
(3)、熒光檢測器:物質的分子或原子經光照射後,有些電子被激發至較高的能級,這些電子從高能級 躍至低能級時,物質會發出比入射光波長較 長chang的de光guang,這zhe種zhong光guang稱cheng為wei熒ying光guang。在zai其qi他ta條tiao件jian一yi定ding的de情qing況kuang下xia,熒ying光guang強qiang度du與yu物wu質zhi的de濃nong度du成cheng正zheng比bi。許xu多duo有you機ji化hua合he物wu具ju有you天tian然ran熒ying光guang活huo性xing,另ling外wai,有you些xie化hua合he物wu可ke以yi利li用yong柱zhu後hou反fan應ying法fa或huo柱zhu前qian反fan應ying法fa加jia入ru熒ying光guang化hua試shi劑ji,使shi其qi轉zhuan化hua為wei具ju有you熒ying光guang活huo性xing的de衍yan生sheng物wu。在zai紫zi外wai光guang激ji發fa下xia,熒ying光guang活huo性xing物wu質zhi產chan生sheng熒ying光guang,由you光guang電dian倍bei增zeng管guan轉zhuan變bian為wei電dian信xin號hao。熒ying光guang檢jian測ce器qi是shi一yi種zhong選xuan擇ze性xing檢jian測ce器qi,它ta適shi合he於yu稠chou環huan芳fang烴ting、氨基酸、胺類、維生素、蛋白質等熒光物質的測定。這種檢測器靈敏度非常高,比紫外檢測器高2—3個數量級,適合於痕量分析。而且可以用於梯度洗脫。其缺點是適用範圍有一定的局限性。
離li子zi色se譜pu法fa是shi利li用yong離li子zi交jiao換huan原yuan理li和he液ye相xiang色se譜pu技ji術shu測ce定ding溶rong液ye中zhong陰yin離li子zi和he陽yang離li子zi的de一yi種zhong分fen析xi方fang法fa。離li子zi色se譜pu是shi液ye相xiang色se譜pu的de一yi種zhong。離li子zi色se譜pu是shi利li用yong不bu同tong離li子zi對dui固gu定ding相xiang親qin合he力li的de差cha別bie來lai實shi現xian分fen離li的de。離li子zi色se譜pu的de固gu定ding相xiang是shi離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi,離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi是shi苯ben乙yi烯xi—二(er)乙(yi)烯(xi)基(ji)苯(ben)的(de)共(gong)聚(ju)物(wu)。樹(shu)脂(zhi)核(he)外(wai)是(shi)一(yi)層(ceng)可(ke)離(li)解(jie)的(de)無(wu)機(ji)基(ji)團(tuan),由(you)於(yu)可(ke)離(li)解(jie)基(ji)團(tuan)的(de)不(bu)同(tong),離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)又(you)分(fen)為(wei)陽(yang)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)。當(dang)流(liu)動(dong)相(xiang)將(jiang)樣(yang)品(pin)帶(dai)到(dao)分(fen)離(li)柱(zhu)時(shi),由(you)於(yu)樣(yang)品(pin)離(li)子(zi)對(dui)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)的(de)相(xiang)對(dui)親(qin)合(he)能(neng)力(li)不(bu)同(tong)而(er)得(de)到(dao)分(fen)離(li),由(you)分(fen)離(li)柱(zhu)流(liu)出(chu)的(de)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)離(li)子(zi),經(jing)檢(jian)測(ce)器(qi)檢(jian)測(ce),即(ji)可(ke)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)個(ge)色(se)譜(pu)峰(feng)。然(ran)後(hou)用(yong)通(tong)常(chang)的(de)色(se)譜(pu)定(ding)性(xing)定(ding)量(liang)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)定(ding)性(xing)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi).
離子色譜法是進行離子測定的快速、靈敏、xuanzexinghaodefangfa,takeyitongshijianceduozhonglizi,tebieshiduiyinlizidecedinggengshiqitafangfasuobunengxiangbide。ruguoshuogaopinganyingdengliziguangpushitongshicedingduozhongyuansudekuaisu、準確的分析方法,那麼,同時測定多種陰離子的快速、靈敏的方法便是離子色譜法了。
離子色譜自1975年問世以來,已經得到了飛快的發展,並且引起了分析工作者的廣泛注意。目前,離子色譜法已經在能源、環境、冶金、電鍍、半導體、水文地質等方麵廣泛應用,並且開始進入了與生命科學有關的分析領域。我國從80年nian代dai初chu期qi引yin進jin離li子zi色se譜pu儀yi,開kai始shi了le離li子zi色se譜pu的de應ying用yong研yan究jiu工gong作zuo,同tong時shi也ye開kai始shi了le儀yi器qi的de研yan製zhi,目mu前qian已yi能neng生sheng產chan離li子zi色se譜pu儀yi。隨sui著zhe離li子zi色se譜pu技ji術shu的de發fa展zhan,離li於yu色se譜pu儀yi在zai我wo國guo的de應ying用yong將jiang日ri益yi普pu及ji。
(1)、離子交換平衡 離li子zi色se譜pu中zhong使shi用yong的de固gu定ding相xiang是shi離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi。離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi上shang分fen布bu有you固gu定ding的de帶dai電dian荷he的de基ji團tuan和he能neng遊you動dong的de配pei位wei離li子zi。當dang樣yang品pin加jia入ru離li子zi交jiao換huan色se譜pu往wang後hou,如ru果guo用yong適shi當dang的de溶rong液ye洗xi脫tuo,樣yang品pin離li子zi即ji與yu樹shu脂zhi上shang能neng遊you動dong的de離li子zi進jin行xing交jiao換huan,並bing且qie連lian續xu進jin行xing可ke逆ni交jiao換huan吸xi附fu和he解jie吸xi,最zui後hou達da到dao吸xi附fu平ping衡heng。
(2)、化學抑製型離子色譜工作原理 daiceyangpinyouliudongxiangdairufenlizhu,youfenlizhujiangbutonglizifenkai,youjianceqidesepufeng。danshi,yongyulizisepudexituoye,yibandoushiqiangdianjiezhirongye,qidiandaozhiyibanjiaodaicelizigao2—3個(ge)數(shu)量(liang)級(ji),如(ru)果(guo)用(yong)電(dian)導(dao)檢(jian)測(ce)器(qi)檢(jian)測(ce)待(dai)測(ce)離(li)子(zi),待(dai)測(ce)離(li)子(zi)信(xin)號(hao)將(jiang)完(wan)全(quan)被(bei)洗(xi)脫(tuo)液(ye)所(suo)淹(yan)沒(mei)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti),采(cai)取(qu)色(se)譜(pu)法(fa)是(shi)有(you)機(ji)物(wu)的(de)有(you)效(xiao)分(fen)離(li)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa),特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)進(jin)行(xing)有(you)機(ji)物(wu)的(de)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi),但(dan)定(ding)性(xing)分(fen)析(xi)比(bi) 較jiao困kun難nan。質zhi譜pu法fa擅shan長chang定ding性xing分fen析xi,但dan對dui複fu雜za的de有you機ji混hun合he物wu分fen析xi則ze無wu能neng為wei力li。如ru果guo把ba二er者zhe結jie合he起qi來lai,則ze能neng發fa揮hui兩liang種zhong儀yi器qi各ge自zi的de優you點dian。因yin此ci,目mu前qian所suo有you的de質zhi譜pu儀yi都dou與yu氣qi相xiang色se譜pu相xiang連lian。組zu成cheng氣qi相xiang色se譜pu—質譜聯用(GC—MS)係統。
該技術是在50年代後期開始研究的。到60年(nian)代(dai)後(hou)期(qi)已(yi)經(jing)成(cheng)熟(shu)並(bing)出(chu)現(xian)了(le)商(shang)品(pin)儀(yi)器(qi)。色(se)譜(pu)儀(yi)是(shi)在(zai)常(chang)壓(ya)下(xia)工(gong)作(zuo),而(er)質(zhi)譜(pu)儀(yi)是(shi)在(zai)高(gao)真(zhen)空(kong)下(xia)工(gong)作(zuo),因(yin)此(ci),必(bi)須(xu)有(you)一(yi)個(ge)連(lian)接(jie)裝(zhuang)置(zhi),將(jiang)色(se)譜(pu)流(liu)出(chu)的(de)載(zai)氣(qi)去(qu)掉(diao),使(shi)壓(ya)強(qiang)降(jiang)低(di),樣(yang)品(pin)氣(qi)進(jin)入(ru) 離子源。這個連接裝置叫分子分離器。目前一般使用噴射式分子分離器,樣品氣和載氣(He)一起由色譜柱流出進入分子分離器。由於載氣分子量小,擴散快;經過噴咀後,很快擴散開並被抽走。樣品氣分子量大,擴散慢 ,依yi靠kao慣guan性xing進jin入ru質zhi譜pu儀yi。這zhe樣yang,經jing過guo分fen子zi分fen離li器qi後hou,載zai氣qi被bei抽chou除chu,實shi現xian了le載zai氣qi和he樣yang品pin氣qi的de分fen離li。如ru果guo色se譜pu儀yi使shi用yong毛mao細xi管guan柱zhu,由you於yu毛mao細xi管guan柱zhu流liu量liang很hen小xiao,可ke以yi不bu必bi經jing過guo分fen子zi分fen離li器qi而er直zhi接jie進jin入ru離li子zi源yuan 。zheyang,hunhewuyangpinyousepuyiyigeyigefenkai,youzhipuyiyigeyigejianding,bingqiegenjuxuyaoyoushujuxitongjinxingshujuchuli,kuaisudidedaogezhongxinxi。yinci,GC—MS係統已成為有機物分析的重要工具。第十三課 液質聯用液相色譜—質譜聯用 對於熱穩定性差或不易汽化的樣品,使用GC—MS有一定的困難。因此,近年來又發展了液 相色譜—質譜(LC—MS)聯用技術。LC和MS連接的主要問題是如何去除溶劑。目前應用較多的接口裝置有傳送帶式和熱噴霧式兩種。
傳送帶接口是依靠不鏽鋼或高聚物的傳送帶將樣品送入離子源。在傳送過程中,溶劑被加熱汽化並用泵抽走,樣品在離子源汽化並電離,這種接口適用於非極性溶劑。對於極性溶劑,由於汽化慢,需要分流,因而樣品利 用率低,影響了整個係統的靈敏度。 熱噴霧接口是80年代發展起來的新的接口裝置。這種裝置包括汽化器、電窩室和抽氣係統三部分。汽化器是一根金屬毛細管,內徑約0.15mm,毛細管采用直接電加熱法加熱。電 離室有發射電子的燈絲和放電電離裝置。抽氣係統主要是一個機械泵,有的加冷阱,目的為了捕集溶劑。 熱噴霧接口的電離方式有三種:直接熱噴霧電離、放電電離和電子束電離。熱噴霧電離是 在流動相中加入電解質(如醋酸銨),當流動相通過加熱的汽化器後,以接近汽化(或部分汽化)的de狀zhuang態tai從cong毛mao細xi管guan噴pen出chu,形xing成cheng合he有you細xi微wei霧wu滴di的de氣qi流liu,因yin為wei溶rong液ye中zhong合he有you電dian解jie質zhi,溶rong液ye中zhong就jiu含han有you一yi定ding量liang的de離li子zi,微wei小xiao霧wu滴di因yin而er帶dai電dian。隨sui著zhe霧wu滴di的de不bu斷duan蒸zheng發fa變bian小xiao,形xing成cheng局ju部bu強qiang電dian場chang,發fa生sheng場chang解jie吸xi電dian離li。場chang解jie吸xi電dian離li生sheng成cheng的de溶rong劑ji離li子zi和he樣yang品pin離li子zi還hai可ke以yi通tong過guo離li子zi分fen子zi反fan應ying生sheng成cheng新xin的de離li子zi。此ci外wai,還hai可ke以yi利li用yong放fang電dian電dian離li和he電dian子zi束shu使shi熱re噴pen霧wu氣qi流liu產chan生sheng化hua學xue電dian離li。先xian使shi溶rong劑ji分fen子zi電dian離li,然ran後hou與yu樣yang品pin分fen子zi反fan應ying生sheng成cheng樣yang品pin離li子zi。電dian離li生sheng成cheng的de離li子zi進jin入ru分fen析xi器qi,溶rong劑ji氣qi體ti由you抽chou氣qi係xi統tong抽chou出chu。 熱噴霧方式的特點:
(1)、直(zhi)接(jie)熱(re)噴(pen)霧(wu)電(dian)離(li)產(chan)生(sheng)的(de)樣(yang)品(pin)離(li)子(zi)一(yi)般(ban)為(wei)質(zhi)子(zi)化(hua)的(de)離(li)子(zi)或(huo)所(suo)加(jia)陽(yang)離(li)子(zi)與(yu)樣(yang)品(pin)分(fen)子(zi)的(de)合(he)成(cheng)離(li)子(zi)。這(zhe)種(zhong)電(dian)離(li)方(fang)式(shi)比(bi)化(hua)學(xue)電(dian)離(li)溫(wen)和(he),譜(pu)圖(tu)往(wang)往(wang)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)準(zhun)分(fen)子(zi)離(li)子(zi)。因(yin)而(er)更(geng)適(shi)用(yong)於(yu)難(nan)汽(qi)化(hua)和(he)熱(re)不(bu)穩(wen)定(ding)樣(yang)品(pin)的(de)分(fen)子(zi);
(2)、能滿足一船液相色譜流量要求,100%的水也能分析;
(3)、有良好的色譜分辨率,靈敏度等於或優於傳送帶方式;
(4)、需加入電解質,操作麻煩,結構信息少,適合於四極質譜而不適合於磁質譜。
以上兩種聯接裝置,雖然使液相色譜和質譜的聯用成為可能,但都有不足之處。目前正在發展中的超臨界流體色譜(SFC)和質譜(MS)聯用,可能是對難揮發、易分解物質進行聯用分析最有前途的方法。
質-質聯用質譜—質譜聯用 80年代初,在傳統的質譜儀基礎上,發展了質譜—質語(MS—MS)聯用技術。它和GC—MS不同,GC—MS是依靠GC將混合物分離,然後由MS定性。而MS—MS則是依靠第一級MS分離出特定的離子,經過碰撞活化後,再依靠第二級MS進行定性分析。質譜—質譜聯用方式很多,既有磁式質譜—質譜聯用,如BEB型、EBE型、BEBE型(B:磁分析器,E:靜電分析器),又有四極質譜—質譜聯用,如QQQ型(Q:四極場),也有混合質譜項譜聯用,如EBQQ型。無論哪種類型的聯用,都采用了碰撞誘導分解(CID)技術。 質譜—質譜聯用技術對於有機物結構研究是非常有用的。利用它可以進行於離子掃描、母離子掃描以及中性丟失掃描。子離子掃描可以用來研究某個 化合物的結構;母離子掃描則用以研究一組相關的化合物;而中性丟失掃描。可以在複雜的混合物中,尋找現有相同官能團的係列化合物。同時,采用MS—MS技術還可以直接進行混合有機物的分析。由第一級MS選擇複雜 混合物中的特定離子,碰撞活化後由第二級MS定性測定。另外,對於分子量大的熱不穩定的化合物,可以利用場解吸—質譜—質譜(FD—MS—MS)或快原於轟擊—質譜—質譜(FAB—MS—MS)聯用方法,充分發揮MS—MS聯用的優勢
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