色譜分析法：

它利用樣品中各組分與流動(dòng)相和固定相的作用力不同（吸附、分配、交換等性能上的差異），先將它們分離，后按一定順序檢測(cè)各組分及其含量的方法。

色譜法的特點(diǎn)：

（1）分離效率高，復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體。（2）靈敏度高，可以檢測(cè)出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-9)級(jí)的物質(zhì)量。（3）分析速度快，一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析。（4）應(yīng)用范圍廣，氣相色譜：沸點(diǎn)低于400℃的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)試樣的分析。液相色譜：高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離分析。(5)高選擇性:對(duì)性質(zhì)極為相似的組分有很強(qiáng)的分離能力.。不足之處：被分離組分的定性較為困難。

色譜分析法的分類：按兩相狀態(tài)分類，按操作形式分類，按分離原理分類。

 按兩相狀態(tài)分類：氣相色、液相色譜，超臨界流體色譜。

氣相色譜：流動(dòng)相為氣體（稱為載氣）。常用的氣相色譜流動(dòng)相有N2、H2、He等氣體，按分離柱不同可分為：填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜；按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜。

液相色譜：流動(dòng)相為液體（也稱為淋洗液）。按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。超臨界流體色譜：流動(dòng)相為超臨界流體。超臨界流體是一種介于氣體和液體之間的狀態(tài)。

超臨界流體色譜法：是集氣相色譜法和液相色譜法的優(yōu)勢(shì)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的色譜分離分析技術(shù)，不僅能夠分析氣相色譜不宜分析的高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性的試樣組分，而且具有比高效液相色譜更快的分析速率和更高的柱效率。

按操作形式分類：

柱色譜:固定相裝在柱管內(nèi)；包括填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜。紙色譜固定相為濾紙；采用適當(dāng)溶劑使樣品在濾紙上展開(kāi)而進(jìn)行分離。薄層色譜固定相壓成或涂成薄層；操作方法同紙色譜。

按分離原理分類：吸附色譜；分配色譜；離子交換色譜；凝膠色譜。

色譜圖：組分在檢測(cè)器上產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)時(shí)間(t)所作的圖，由于它記錄了各組分流出色譜柱的情況，所以又叫色譜流出曲線。流出曲線的突起部分稱為色譜峰。

色譜保留值：是色譜定性分析的依據(jù)，它體現(xiàn)了各待測(cè)組分在色譜柱上的滯留情況。在固定相中溶解性能越好，或與固定相的吸附性能越強(qiáng)的組分，在柱中的滯留時(shí)間越長(zhǎng)，或者說(shuō)將組分帶出色譜柱所需的流動(dòng)相體積越大。所以保留值可以用保留時(shí)間和保留體積兩套參數(shù)來(lái)描述。

色譜圖上的色譜流出曲線可以說(shuō)明什么問(wèn)題：

根據(jù)色譜峰的數(shù)目，可判斷樣品中所含組分的最少個(gè)數(shù)；根據(jù)色譜峰的保留值進(jìn)行定性分析；根據(jù)色譜峰的面積或峰高進(jìn)行定量分析；根據(jù)色譜峰的保留值和區(qū)域?qū)挾仍u(píng)價(jià)色譜柱的分離效能；根據(jù)兩峰間的距離，可評(píng)價(jià)固定相及流動(dòng)相選擇是否合適。

分配比：在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量比。

在色譜流出曲線上，兩峰之間的距離主要由兩組分在兩相間的分配系數(shù)還是擴(kuò)散速度決定？為什么？

答：分配系數(shù)。兩峰間的距離由熱力學(xué)因素決定，兩組分在兩相中分配系數(shù)差異越大，兩峰間的距離則相差越大，越容易被分離。而擴(kuò)散速度是動(dòng)力學(xué)因素，反映在色譜流出曲線上即為色譜峰的區(qū)域?qū)挾龋ㄐ螤睿?o:p>

色譜理論需要解決的問(wèn)題：

色譜分離過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。影響分離及柱效的因素與提高柱效的途徑，柱效與分離度的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其關(guān)系。

組分保留時(shí)間為何不同？色譜峰為何變寬？

組分保留時(shí)間：色譜過(guò)程的熱力學(xué)因素控制；（組分和固定液的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)）。色譜峰變寬：色譜過(guò)程的動(dòng)力學(xué)因素控制；（兩相中的運(yùn)動(dòng)阻力，擴(kuò)散作用）。塔板理論和速率理論分別從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的角度闡述了色譜分離效能及其影響因素。

半經(jīng)驗(yàn)理論：

將色譜分離過(guò)程比擬作蒸餾過(guò)程，將連續(xù)的色譜分離過(guò)程分割成多次的平衡過(guò)程的重復(fù)（類似于蒸餾塔塔板上的平衡過(guò)程）。

塔板理論的特點(diǎn)：

塔板理論引入了塔板數(shù)和塔板高度作為柱效的衡量指標(biāo)；不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)；柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無(wú)法分離。

塔板理論的不足：

塔板理論的基本假設(shè)不符合色譜柱的實(shí)際分離過(guò)程。塔板理論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的流動(dòng)相流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能說(shuō)明色譜峰為什么會(huì)展寬，同時(shí)未能指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑和方法。

H - u曲線與最佳流速：

由于流速對(duì)這兩項(xiàng)完全相反的作用，流速對(duì)柱效的總影響使得存在著一個(gè)最佳流速值，即速率方程式中塔板高度對(duì)流速的一階導(dǎo)數(shù)有一極小值。以塔板高度H對(duì)應(yīng)流速u作圖，曲線最低點(diǎn)的流速即為最佳流速。

色譜定性方法：

1、與標(biāo)樣對(duì)照的方法：利用保留值定性：通過(guò)對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰，來(lái)確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。利用加入法定性：將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。2、利用文獻(xiàn)保留值定性：利用相對(duì)保留值r21定性。相對(duì)保留值r21僅與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊(cè)中都列有各種物質(zhì)在不同固定相上的保留數(shù)據(jù)，可以用來(lái)進(jìn)行定性鑒定。

色譜定量分析：

1、定量校正因子：試樣中各組分質(zhì)量與其色譜峰面積成正比，即：m i = fi’ ·Ai     ；絕對(duì)校正因子：比例系數(shù)f i ，單位面積對(duì)應(yīng)的物質(zhì)量： f i ’ =m i / Ai  ；相對(duì)校正因子f i ：即組分的絕對(duì)校正因子與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對(duì)校正因子之比。

2、常用的幾種定量方法：

（1）歸一化法：特點(diǎn)及要求：歸一化法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確；進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性和操作條件的變動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大；僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況。

（2）外標(biāo)法——標(biāo)準(zhǔn)曲線法：特點(diǎn)及要求：外標(biāo)法不使用校正因子，準(zhǔn)確性較高，操作條件變化對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大。對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高，適用于大批量試樣的快速分析。

（3）內(nèi)標(biāo)法：內(nèi)標(biāo)物要滿足以下要求：（a）試樣中不含有該物質(zhì)；（b）與被測(cè)組分性質(zhì)比較接近；（c）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（d）出峰位置應(yīng)位于被測(cè)組分附近，且能分離開(kāi)；（e）加入量適中并與待測(cè)組分接近。內(nèi)標(biāo)法特點(diǎn)：內(nèi)標(biāo)法的準(zhǔn)確性較高，操作條件和進(jìn)樣量的稍許變動(dòng)對(duì)定量結(jié)果的影響不大；每個(gè)試樣的分析，都要進(jìn)行兩次稱量，不適合大批量試樣的快速分析；若將內(nèi)標(biāo)法中的試樣取樣量和內(nèi)標(biāo)物加入量固定，則：wi=Ai/As *常數(shù)。

1 氣相色譜法（GC）：是以氣體為流動(dòng)相的色譜分析法。

2 氣相色譜要求樣品氣化，不適用于大部分沸點(diǎn)高和熱不穩(wěn)定的化合物，對(duì)于腐蝕性能和反應(yīng)性能較強(qiáng)的物質(zhì)更難于分析。

大約有15%-20%的有機(jī)物能用氣相色譜法進(jìn)行分析。

3 氣相色譜儀的組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)。

4 氣路系統(tǒng)：包括氣源、凈化器和載氣流速控制；常用的載氣有：氫氣、氮?dú)?、氦?。

5 進(jìn)樣系統(tǒng)：包括進(jìn)樣裝置和氣化室。氣體進(jìn)樣器（六通閥）：試樣首先充滿定量管，切入后，載氣攜帶定量管中的試樣氣體進(jìn)入分離柱；液體進(jìn)樣器：不同規(guī)格的微量注射器，填充柱色譜常用10μL；毛細(xì)管色譜常用1μL；新型儀器帶有全自動(dòng)液體進(jìn)樣器，清洗、潤(rùn)沖、取樣、進(jìn)樣、換樣等過(guò)程自動(dòng)完成，一次可放置數(shù)十個(gè)試樣。

6 進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣：樣品在汽化室內(nèi)氣化，蒸氣大部分經(jīng)分流管道放空，只有極小一部分被載氣導(dǎo)入色譜柱；不分流進(jìn)樣：樣品直接注入色譜的汽化室，經(jīng)過(guò)揮發(fā)后全部引入色譜柱。

7 分離系統(tǒng)：色譜柱：填充柱（2-6 mm直徑，1-5 m長(zhǎng)），毛細(xì)管柱（0.1-0.5 mm直徑, 幾十米長(zhǎng)）。

8 溫控系統(tǒng)的作用：溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)；:氣化室、色譜柱恒溫箱、檢測(cè)器三部分在色譜儀操作時(shí)均需控制溫度；氣化室：保證液體試樣瞬間氣化；檢測(cè)器：保證被分離后的組分通過(guò)時(shí)不在此冷凝；色譜柱恒溫箱：準(zhǔn)確控制分離需要的溫度。

9 檢測(cè)系統(tǒng)：作用：將色譜分離后的各組分的量轉(zhuǎn)變成可測(cè)量的電信號(hào):。指標(biāo)：靈敏度、線性范圍、響應(yīng)速度、結(jié)構(gòu)、通用性。通用型——對(duì)所有物質(zhì)均有響應(yīng)；

專屬型——對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)。檢測(cè)器類型：濃度型檢測(cè)器：熱導(dǎo)檢測(cè)器、電子捕獲檢測(cè)器；質(zhì)量型檢測(cè)器：氫火焰離子化檢測(cè)器、火焰光度檢測(cè)器。

10 熱導(dǎo)檢測(cè)器的主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好；對(duì)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物都有響應(yīng)，不破壞樣品；靈敏度不高。

11 氫火焰離子化檢測(cè)器的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：(1)典型的質(zhì)量型檢測(cè)器；(2)通用型檢測(cè)器（測(cè)含C有機(jī)物）；(3)氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速、死體積小、線性范圍寬等特點(diǎn)；(4)比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限可達(dá)10-12g·g-1。

缺點(diǎn)：(1)對(duì)載氣要求高(2)檢測(cè)時(shí)要破壞樣品，無(wú)法回收樣品(3)不能檢測(cè)永久性氣體、水及四氯化碳等。

12 電子俘獲檢測(cè)器的特點(diǎn)：對(duì)鹵素、硫、磷、氮、氧有很強(qiáng)的響應(yīng)；靈敏度高，可用于痕量農(nóng)藥殘留物的分析；線性范圍較窄。

13 火焰光度檢測(cè)器（FPD）：是一種對(duì)含硫、磷化合物具有高選擇性的檢測(cè)器。含硫、磷化合物在富氫火焰中燃燒被打成有機(jī)碎片，發(fā)出不同波長(zhǎng)的特征光譜。

14 固定相：固體固定相：固體吸附劑；液體固定相：由載體和固定液組成；聚合物固定相。

15 固體固定相：一般為固體吸附劑，常用的有活性炭，硅膠，氧化鋁和分子篩。

優(yōu)點(diǎn)：吸附容量大、熱穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜；

缺點(diǎn)：柱效低、吸附活性中心易中毒，使用前要進(jìn)行活化。

應(yīng)用：主要用于惰性氣體、H2、O2、N2、CO、CO2和CH4等一般氣體和低沸點(diǎn)物質(zhì)。

16 作為載體使用的物質(zhì)應(yīng)滿足的條件：表面有微孔結(jié)構(gòu)，孔徑均勻，比表面積大；:化學(xué)和物理惰性，即與樣品組分不起化學(xué)反應(yīng)，無(wú)吸附作用或吸附很弱；熱穩(wěn)定性好；有一定的機(jī)械強(qiáng)度和浸潤(rùn)性，不易破碎；具有一定的粒度和規(guī)則的形狀，最好是球形。

17 載氣種類的選擇：檢測(cè)器的適應(yīng)性；載氣流速的大小。

18 柱溫的選擇：

（1）首先應(yīng)使柱溫控制在固定液的最高使用溫度（超過(guò)該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內(nèi)。

（2）提高柱溫，可以改善傳質(zhì)阻力，有利于提高柱效，縮短分析時(shí)間，但降低了容量因子和選擇性，不利于分離。一般的原則是：在使最難分離的組分盡可能分離的前提下，盡量采用較低的柱溫，但以保留時(shí)間適宜，峰形不拖尾為度。

（3）柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點(diǎn)時(shí)的溫度。

（4）組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。

19 載體和固定液含量的選擇：配比：固定液在載體上的涂漬量，一般指的是固定液與擔(dān)體的百分比，填充柱的配比通常在5%～25%之間。配比越低，擔(dān)體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。配比較低時(shí)，固定相的負(fù)載量低，允許的進(jìn)樣量較小。分析工作中通常傾向于使用較低的配比。

20 進(jìn)樣條件的選擇：進(jìn)樣量應(yīng)控制在柱容量允許范圍及檢測(cè)器線性檢測(cè)范圍之內(nèi)。進(jìn)樣要求動(dòng)作快、時(shí)間短；氣化室一般較柱溫高30~70°C。

21 提高色譜分離能力的途徑：(1)塔板理論：增加柱長(zhǎng)，減小柱徑，即增加柱子塔板數(shù)；(2)速率理論：減小組分在柱中的渦流擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力，可降低塔板高度。

22 毛細(xì)管色譜柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）  不裝填料阻力小，長(zhǎng)度可達(dá)百米的毛細(xì)管柱，管徑0.2mm。:

（2）氣流單途徑通過(guò)柱子，消除了組分在柱中的渦流擴(kuò)散。

（3）固定液直接涂在管壁上，總柱內(nèi)壁面積較大,涂層很薄，則氣相和液相傳質(zhì)阻力大大降低。

（4）毛細(xì)管色譜柱柱效高達(dá)每米3000～4000塊理論塔板，一支長(zhǎng)度100米的毛細(xì)管柱，總的理論塔板數(shù)可達(dá)104～106。

23 毛細(xì)管色譜具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）分離效率高：比填充柱高10～100倍；:

（2）分析速度快：用毛細(xì)管色譜分析比用填充柱色譜速度

（3）色譜峰窄、峰形對(duì)稱。較多采用程序升溫方式；

（4）靈敏度高，一般采用氫焰檢測(cè)器。

（5）渦流擴(kuò)散為零。

 質(zhì)譜的作用：準(zhǔn)確測(cè)定物質(zhì)的分子量；質(zhì)譜法是唯一可以確定分子式的方法；根據(jù)碎片特征進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)分析。

 質(zhì)譜分析的過(guò)程：

1、進(jìn)樣，化合物通過(guò)汽化引入電離室；

2、離子化，在電離室，組分分子被一束加速電子碰撞，撞擊使分子電離形成正離子；

3、離子也可因撞擊強(qiáng)烈而形成碎片離子；

4、荷正電離子被加速電壓V加速，產(chǎn)生一定的速度v，與質(zhì)量、電荷及加速電壓有關(guān)；

5、加速正離子進(jìn)入一個(gè)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)（質(zhì)量分析器），發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

 質(zhì)譜儀的組成：真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源或電離室、質(zhì)量分析器、離子檢測(cè)器。

 真空系統(tǒng)作用：是減少離子碰撞損失。若真空度低：大量氧會(huì)燒壞離子源的燈絲；會(huì)使本底增高，干擾質(zhì)譜圖；引起額外的離子-分子反應(yīng)，改變裂解模型，使質(zhì)譜解釋復(fù)雜化；干擾離子源中電子束的正常調(diào)節(jié)；用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電等。

 進(jìn)樣系統(tǒng)目的：高效重復(fù)地將樣品引入到離子源中并且不能造成真空度的降低。間歇式進(jìn)樣系統(tǒng)——?dú)怏w及低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的液體；直接探針進(jìn)樣——高沸點(diǎn)的液體、固體；色譜進(jìn)樣系統(tǒng)——有機(jī)化合物。

 質(zhì)量分析器作用：將離子源產(chǎn)生的離子按質(zhì)荷比m/z的大小分開(kāi)。

 單聚焦分析器：離子的m/z與R,B, V有關(guān)。通過(guò)改變磁場(chǎng)可以把不同離子分開(kāi)。-在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度B下，改變加速電壓V可以使不同離子先后通過(guò)檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量掃描，得到質(zhì)譜。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；只有方向聚焦，無(wú)能量聚焦，分辨率低。

 雙聚焦分析器：實(shí)現(xiàn)方向聚焦和能量（速度）聚焦；對(duì)于動(dòng)能不同的離子，通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)能，達(dá)到聚焦的目的。特點(diǎn)：分辨率高。

 四級(jí)桿質(zhì)量分析器：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、重量輕，掃描速率快，適合與色譜聯(lián)機(jī)。

飛行時(shí)間質(zhì)量分析器：特點(diǎn)：質(zhì)量范圍寬，掃描速率快，既不需磁場(chǎng)也不需電場(chǎng)，只需要直線漂移空間。

 離子阱質(zhì)量分析器：特定m/z離子在阱內(nèi)一定軌道上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，改變端電極電壓，不同m/z離子飛出阱到達(dá)檢測(cè)器。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、靈敏度高。

 質(zhì)譜儀的分辨率：分辨率（R）指質(zhì)譜儀能區(qū)別鄰近兩個(gè)質(zhì)譜峰的能力。對(duì)兩個(gè)相等強(qiáng)度的相鄰峰，當(dāng)兩峰間的峰谷不大于其峰高10％時(shí)，則認(rèn)為兩峰已經(jīng)分開(kāi)。

 質(zhì)譜圖中主要離子峰的類型：分子離子峰、同位素離子峰、碎片離子峰、亞穩(wěn)離子峰、重排離子峰。

 相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定：分子離子峰的m/z相當(dāng)于該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量。一般除同位素離子峰外，分子離子峰是質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比的峰，位于質(zhì)譜圖的最右端。

 確認(rèn)分子離子峰的方法：

（1）分子離子峰必須符合氮數(shù)規(guī)則。有機(jī)化合物含有偶數(shù)個(gè)氮原子或不含氮原子，分子離子峰的m/z一定是偶數(shù)；含奇數(shù)個(gè)氮原子，分子離子峰的m/z一定是奇數(shù)。

（2）分子離子峰與相鄰離子峰的質(zhì)量差應(yīng)合理，如不可能出現(xiàn)比分子離子峰質(zhì)量小4～13個(gè)質(zhì)量單位的峰。

（3）當(dāng)化合物中含S,Br, Cl時(shí)，可利用M+?, (M+2) +?等同位素離子峰的比例來(lái)確認(rèn)分子離子峰。

（4）改變質(zhì)譜儀的操作條件，提高分子離子峰的相對(duì)強(qiáng)度。采用化學(xué)電離源或降低電子轟擊源電壓可獲得較強(qiáng)的M+?峰。

 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：

質(zhì)譜：純物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。

色譜：化合物分離，定性能力差。

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用：共同優(yōu)點(diǎn)。GC-MS；LC-MS；CE-MS，色譜是質(zhì)譜的進(jìn)樣及分離系統(tǒng)；質(zhì)譜是色譜的檢測(cè)器。

主要問(wèn)題：接口技術(shù)；除去色譜中大量的流動(dòng)相分子。

適用范圍：適用于揮發(fā)度低、難氣化、極性強(qiáng)、相對(duì)分子質(zhì)量大及熱穩(wěn)定性差的樣品。