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色譜法與色譜儀,你想知道的都在這兒了
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色譜法是生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域的重要分析手段,在藥物分析中有著為重要的地位。 色譜法是生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域的重要分析手段,在藥物分析中有著為重要的地位。
色譜法是先將混合物中各組分分離,而后逐個(gè)分析,因此,是分離分析復(fù)雜混合物有利手段,具有高靈敏度、高選擇性、能、速度快、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
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色譜柱中固定不變的物質(zhì)是固定相,攜帶樣品向前流動(dòng)的是流動(dòng)相,色譜類型較多,從不同角度可以有不同的分類方法。
色譜法分類
1、按流動(dòng)相和固定相所處狀態(tài)分類:
流動(dòng)相為氣體的稱為氣相色譜,流動(dòng)相為液體的稱為液相色譜。固定相為固體的可分為氣固色譜(GSC)或液固色譜(LSC),固定相為液體的有氣液色譜(GLC)或液液色譜(LLC)。
2、按固定相的形態(tài)分類:
可分為柱色譜法、平面色譜法,如,紙色譜法、薄層色譜法等。
3、按分離過程的機(jī)制分類:
可分為分配色譜法、吸附色譜法、離子交換色譜法和空間排阻色譜法等類型,后兩者只存在于 液相色譜中。
另外,還有其他分離機(jī)制的色譜方法,如,毛細(xì)管電泳法,根據(jù)組分的電泳速度差異而實(shí)現(xiàn)分離。
色譜流出曲線與有關(guān)概念
(一)色譜流出曲線和色譜峰:
1、色譜流出曲線:在色譜分析中,樣品流經(jīng)色譜柱和檢測(cè)器,所得到的信號(hào)-時(shí)間曲線,稱為色譜流出曲線(elution profile),又稱色譜圖。
2、基線:在操作條件下,沒有組分流出、僅有流動(dòng)相通過檢測(cè)器系統(tǒng)時(shí)所形成的流出曲線。穩(wěn)定的基線應(yīng)是一條平行于橫軸的直線。基線反映儀器(主要是檢測(cè)器)的噪聲隨時(shí)間的變化。
3、色譜峰:流出曲線上的突起部分,正常的色譜峰為正態(tài)分布曲線,曲線有zui高點(diǎn),以此點(diǎn)的橫坐標(biāo)為中心,曲線對(duì)稱的向兩側(cè)快速、單調(diào)下降。
一種組分的色譜峰可用峰高或峰面積(用于定量)、峰位(用保留值表示,用于定性)及峰寬(用于衡量柱效)說明。
色譜流出曲線(色譜圖)和區(qū)域?qū)挾?/span>
(二)保留值:
1、保留時(shí)間(retention time):色譜圖橫軸上從進(jìn)樣開始到某個(gè)組分的色譜峰頂點(diǎn)的時(shí)間間隔為該組分的保留時(shí)間。
2、死時(shí)間:不被固定相保留的組分,從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰大值時(shí)的時(shí)間間隔。
3、調(diào)整保留時(shí)間:組分被固定相滯留的時(shí)間。
4、保留體積:從進(jìn)樣開始到某個(gè)組分在柱后出現(xiàn)濃度大時(shí),所需通過色譜柱的流動(dòng)相體積,單位為mL。
5、死體積:不被固定相保留的組分通過色譜柱所消耗的流動(dòng)相的體積。
6、調(diào)整保留體積:保留體積減去死體積。
7、相對(duì)保留值:兩組分的調(diào)整保留值之比,也是色譜系統(tǒng)的選擇性指標(biāo)。
(三)色譜峰高和峰面積:
1、峰高(peak height, h):色譜峰頂點(diǎn)至基線的距離。
2、峰面積(peak area, A):色譜曲線與基線間包圍的面積。
(四)色譜峰區(qū)域?qū)挾龋?/span>
1、標(biāo)準(zhǔn)差:正態(tài)色譜流出曲線上兩拐點(diǎn)間距離之半。
2、半峰寬:峰高一半處的峰寬。
3、峰寬:通過色譜峰兩拐點(diǎn)作切線在基線上所截得的距離。
(五)分離度:
又稱分辨率或分辨度,它是色譜圖中相鄰兩峰分離程度的量度。
現(xiàn)在,說一說氣相色譜
特點(diǎn):
分離效能高
靈敏度高
樣品用量少
分析速度快
應(yīng)用范圍廣
固定相:
對(duì)固定相要求:
① 在操作溫度下應(yīng)呈液態(tài),且蒸氣壓要很低,否則易造成固定液流失,使色譜柱壽命下降,檢測(cè)器本底增高。
② 對(duì)各組分應(yīng)有較高的選擇性,即各組分的分配系數(shù)有較大的差異,從而獲得良好的分離效果。
③ 對(duì)分析樣品中的各組分有良好的溶解能力。
④ 具有良好的穩(wěn)定性,即在高溫下不分解和不與載體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
⑤ 對(duì)載體具有良好的潤(rùn)濕性,能在載體表面形成均勻的薄膜。
固定液的分類:
按固定液化學(xué)類型分類
烴類、聚硅氧烷類、醇類、酯類
氣相色譜儀的維護(hù)保養(yǎng)
(1)嚴(yán)格說明書要求,進(jìn)行規(guī)范操作,這是正確使用和科學(xué)保養(yǎng)儀器的前提。
(2)儀器應(yīng)該有良好的接地,使用穩(wěn)壓電源,避免外部電器的干擾。
(3)使用高純載氣,純凈的氫氣和壓縮空氣,盡量不用氧氣代替空氣。
(4)確保載氣、氫氣、空氣的流量和比例適當(dāng)、匹配,一般指導(dǎo)流速以次為載氣30mL/min,氫氣30mL/min,空氣300mL/min,針對(duì)不同的儀器特點(diǎn),可在此基礎(chǔ)上,上下做適當(dāng)調(diào)整。
(5)經(jīng)常進(jìn)行試漏檢查(包括進(jìn)樣墊),確保整個(gè)流路系統(tǒng)不漏氣。
(6)氣源壓力過低,氣體流量不穩(wěn),應(yīng)及時(shí)更換新鋼瓶,保持氣源壓力充足、穩(wěn)定。
(7)新填充的色譜柱不能馬上使用還需要進(jìn)行老化處理,避免固定液流失,產(chǎn)生噪音。
(8)注射器要經(jīng)常用溶劑(如丙酮)清洗。試驗(yàn)結(jié)束后,立即清洗干凈,以免被樣品中的高沸點(diǎn)物質(zhì)污染。
(9)要盡量用磨口玻璃瓶作試劑容器。避免使用橡皮塞,因其可能造成樣品污染。如果使用橡皮塞,要包一層聚乙烯膜,以保護(hù)橡皮塞不被溶劑溶解。
(10)避免超負(fù)荷進(jìn)樣(否則會(huì)造成多方面的不良后果)。對(duì)不經(jīng)稀釋直接進(jìn)樣的液態(tài)樣品進(jìn)樣體積可先試0.1uL(約100ug),然后再做適當(dāng)調(diào)整。
(11)對(duì)于欠穩(wěn)定的農(nóng)藥、中間體,zui好用溶劑稀釋后再進(jìn)行分析,這樣可以減少樣品的分解。
(12)密封墊分一般密封墊和耐高溫密封墊,汽化室溫度超過300℃時(shí)用耐高溫密封墊,耐高溫密封墊的一面有一層膜,使用時(shí)帶膜的面朝下。
(13)保持檢測(cè)器的清潔、暢通。為此,檢測(cè)器溫度可設(shè)得高一些,并用乙醇、丙酮和專用金屬絲經(jīng)常清洗和疏通。
(14)保持氣化室的惰性和清潔,防止樣品的吸附,分解。每周應(yīng)檢查一次玻璃襯管,如污染,清洗烘干后再使用。
(15)要定期更換空氣泵,氫氣發(fā)生器的硅膠和活性碳。
(16)操作過程中,一定要先通載氣再加熱,以防損壞檢測(cè)器。
(17)在使用微量進(jìn)樣器取樣時(shí)要注意不可將進(jìn)樣器的針芯完全拔出,以防壞進(jìn)樣器。
(18)進(jìn)樣口溫度一般應(yīng)高于柱溫30~50度。檢測(cè)器溫度不能低于進(jìn)樣口溫度,否則會(huì)污染檢測(cè)器進(jìn)樣口溫度應(yīng)高于柱溫的zui高值,同時(shí)化合物在此溫度下不分解
(19)含酸、堿、鹽、水、金屬離子的化合物不能分析,要經(jīng)過處理方可進(jìn)行。
(20)進(jìn)樣器所取樣品要避免帶有氣泡以保證進(jìn)樣重現(xiàn)性。
(21)取樣前用溶劑反復(fù)洗針,再用要分析的樣品至少洗2~5次。
(22)儀器要定期空走程序升溫老化柱子,這樣會(huì)提高柱子的使用壽命和降低儀器污染。
液相色譜的那些知識(shí)
液相色譜法的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
分離效率高,選擇性好,檢測(cè)靈敏度高,操作自動(dòng)化,應(yīng)用范圍廣;
與氣相色譜法相比具有的優(yōu)點(diǎn):不受試樣的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性限制,應(yīng)用范圍廣;流動(dòng)相種類多,可通過流動(dòng)相的優(yōu)化達(dá)到高的分離效率;一般在啊室溫下分析即可,不需高柱溫。
缺點(diǎn):
分析成本高,液相色譜儀價(jià)格及日常維護(hù)費(fèi)用貴,分析時(shí)間一般比氣相長(zhǎng)。
操作注意事項(xiàng)
1、色譜柱的柱效和保護(hù)柱
拿到一根新柱時(shí),一定要先看其使用說明,然后測(cè)柱效,定期檢測(cè)柱效,保留在新色譜柱上得到的色譜圖,并記錄條件,定期檢測(cè)儀器的譜帶展寬,若應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè),應(yīng)對(duì)色譜柱提供在線的物理保護(hù)和化學(xué)保護(hù),例如采取安裝在線過濾器,自裝填料保護(hù)柱和預(yù)裝保護(hù)柱等。在線過濾器的作用是防止顆粒在柱頭累計(jì),優(yōu)點(diǎn)是基本不影響柱效,在需要高柱效的時(shí)候常用,常更換的消耗品是濾芯和墊圈。
保護(hù)柱的作用是防止柱子被化學(xué)污染,缺點(diǎn)是多數(shù)保護(hù)柱影響色譜柱的柱效,特別是在用微柱時(shí),常用的是普通自裝填料的保護(hù)柱。zui近新出的一些保護(hù)柱例如Sentry-guard保護(hù)柱,它的特點(diǎn)是高質(zhì)量、填料、增加分析柱效、對(duì)臟樣品載荷能力大,能延長(zhǎng)保護(hù)柱的壽命,手可擰緊接頭,安裝時(shí)不需要工具,省時(shí)省,可換芯式設(shè)計(jì),能采用各種不同的填料,主要適用于非常臟非常復(fù)雜的樣品本底,例如,生化樣品,環(huán)境樣品和食品等,或者不想做太多的固相萃取,不想降低柱效果等情況。
2、色譜柱的清洗
對(duì)所做的樣品要有充分的了解,用對(duì)該樣品洗脫能力zui強(qiáng)的流動(dòng)相清洗,對(duì)于硅膠柱,先用甲醇洗去性雜質(zhì),然后用干燥的二氯甲烷和正庚烷100-200mL 依次活化,對(duì)于鍵和相柱,一般用甲醇-氯仿-甲醇-水依次沖洗, 每種色譜柱有特定的清洗方法, 一定要看其使用說明。
3、色譜柱的存放
存放前除去雜質(zhì)和鹽,采用合適的存放溶劑,避免色譜柱床的干枯,避免機(jī)械振動(dòng),防止細(xì)菌生長(zhǎng),注意存放的溫度。
色譜柱的常見故障及排除
1、柱壓過高
可能是微粒堵塞,柱床膨脹,不可逆吸附,細(xì)菌生長(zhǎng)等造成的。也有可能是系統(tǒng)反壓?jiǎn)栴},例如阻尼器堵塞,進(jìn)樣器堵塞,管路或連接口堵塞,在線過濾器不干凈,壓力傳感器不準(zhǔn)確等。
2、柱效低
可能是色譜柱被污染、過濾片部分堵塞、色譜柱內(nèi)的死體積造成,例如,流動(dòng)相pH值或者組成不合適造成固定相損失,流動(dòng)相急劇變化造成固定相物理?yè)p壞,機(jī)械振動(dòng)造成固定相產(chǎn)生裂縫,柱床收縮或干枯。也有可能是儀器連接的問題,認(rèn)真檢查進(jìn)樣器、檢測(cè)器、管路、保護(hù)柱和在線過濾器等是否連接好,也可能是色譜柱沒有平衡好,進(jìn)樣量過大等問題。
3、重復(fù)性差、不出峰、回收率低
可能是色譜柱被污染,流動(dòng)相pH 值或者組成不合適造成固定相損失,樣品溶劑不同或樣品本身不穩(wěn)定,固定相性過強(qiáng)或者流動(dòng)相性過弱,或者發(fā)生非特異性吸附。也可能梯度實(shí)驗(yàn)時(shí)平衡時(shí)間不足,溫度波動(dòng),流動(dòng)相組成改變,樣品溶劑不同,樣品穩(wěn)定性不好,方法的開發(fā)不好,緩沖液的酸堿度不合適或者緩沖能力不足。
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