色谱重点解析

第三章气相色谱法
1.了解气相色谱法的特点及分类；
特点：1、效能高2、灵敏度高3、选择性高4、分析速度快5、应用范围广，测定高温下可气化的物质6、样品用量少
分类：1、按固定相分：气-固、气-液
2、按柱子分：填充柱、毛细管柱
3、按分离机制分：吸附、分配
2.气相色谱的固定液
（1）对固定液的要求
1、热稳定性好，在柱温下不热解，
2、化学惰性，不应与样品组分、担体、柱材料及载气发生不可逆反应。

3、蒸气压低，在操作温度下一般应低于0.1mmHg，否则固定液易流失，影响柱使用寿命、保留时间及检测器响应。

4、对样品组分有一定的溶解度，否则样品组分不被保留而得不到分离。

5、对样品组分具有选择性，不同的组分有不同的分配系数，以利分离。

6、对担体有湿润性，以利于在担体表面形成均匀液膜，以增加柱效。

（2）样品组分与固定液之间的分子作用力的种类
1、定向力：由极性分子的永久偶极间的静电作用形成的。

如极性组分与强极性固定液PEG-20M等的作用力。

2、诱导力：在极性分子的永久偶极的电场作用下，邻近的可极化的非极性分子可产生诱导偶极，因而两分子间产生相互作用力，这种作用力通常较小。

3、色散力：非极性分子由于原子核和电子的运动，产生瞬间偶极，因而产生相互作用，这种力普遍存在，但非极性分子间的作用力仅此一种。

此作用力更弱。

4、特殊作用力：主要来源于组分与固定液形成络合物。

例如含有Ag+的固定液与烯烃可形成络合物。

（3）固定液的极性与分离特性评价，主要掌握Rohrschneider常数，了解McReynolds常数
组分的结构、性质与固定液相似时，在固定相中的溶解度大，因而保留时间长；反之，溶解度小，保留时间短。

Rohrschneider（罗胥耐得）提出了一种固定相极性的分类法：规定非极性固定液角鲨烷的相对极性为0，强极性固定液β,β’-氧二丙腈的极性为100，其它固定液的极性按下式计算：q1?q2
q为丁二烯和正丁烷在固定液上的相对保留值之比的对数，即：P?100?100?q1?qx
q?lgtR（丁二烯）
tR（正丁烷）''q1、q2、q x分别为待测物在氧二丙腈、角鲨烷及欲测固定液上的
q
按这一方法测出的相对极性，从0至100分为五级，每20为一级，用“＋”表示。

按上述方法不能反映出样品组分与固定液之间的全部相互作用力，只是反映了色散力和诱导力。

Mc Reynolds改进了罗氏的方法，采用下列十种化合物作为检测物：
麦氏常数△I的计算公式如下：?I?Ip?Ia
Ip为某组分在待测固定液上的保留指数，Ia为同一组分在角鲨烷上的保留指数，
一种固定液在规定的十种组分上测得的各个△I值，体现了组分与固定液间的色散力、诱导力、定向力与氢键力。

因而比较全面地反映了该固定液的分离特性。

结论：
1、当固定液品种不同，但△I值均几乎相同时，它们的分离特性也几乎相同，如SE-30，OV-1，
OV-101，DC-410，SE-96。

2、当固定液之间的△I值接近时，它们的分离特性也接近，如DC710与OV-17。

3、当固定液间的△I值差别大时，它们的分离特性也有很大差别。

（4）固定液的分类，掌握几种常见常见固定液如聚二甲基硅氧烷类、聚苯基甲基硅氧烷类、氰烷基聚硅氧烷类和聚乙二醇的特点及使用分析对象，特别是一些商品代码所表示的对应的固定液名称。

常用：
1、甲基硅酮（又称甲基聚硅氧烷）
甲基硅酮SE-30，OV-1是最常用的固定液，极性很弱，与组分的相互作用力主要是色
散力，对含氧化合物有一定的选择性。

对于烃类等非极性化合物基本上按沸点顺序分离。

2、苯基甲基硅酮
按苯基含量的不同，有低苯基（含苯基25%），中苯基（含苯基50%）及高苯基硅酮之分。

OV-17属中苯基硅酮。

此类固定液适合于分离甾体化合物、生物碱、醇类、糖类等化合物。

3、氰烷基硅酮
XE-60、OV-225
这类固定液含有电负性的氰基，对极性组分有较强的定向力，对易极化组分可使之产生诱导偶极。

适用于分离糖类、醇类、酚类、甾体化合物、脂肪酸等。

4、氟烷基硅酮
QF-1含三氟丙基，对硝基化合物和酮类有显著的选择性保留。

而对芳烃和醇类则否。

对于酮-芳烃，酮-醇能很好地分离。

5、聚乙二醇
PEG20M、PEG6000、PEG400
这类固定液含有醚基及羟基，是氢键型固定液。

在氢键的形成中，既是氢键的质子接受体又
是质子给予体。

它们能与羟基化合物、碱性含氮化合物、酮类等形成氢键。

组分在这类固定液上的保留主要取决于氢键力的大小。

适合于分离醇类、醛类、脂肪酸类、酚类、生物碱、酯类等化合物。

6、聚酯
DEGA、DEGS等为线性脂肪族聚酯，酯基中的氧原子有未用电子对，有亲核性，能与带部分正电荷的氢形成氢键。

另外，由于诱导效应（酯基的），存在着α活泼氢原子，所以有亲电性，对烯烃、芳烃、杂环化合物有较大的作用力。

适用于分离醇类、酚类、脂肪酸类、酯类、胺类等化合物。

（5）气相色谱中如何选择固定液
1、相似相溶：分离极性大的组分，则选用极性大的固定液。

分离非极性的组分，则可选用非极性或弱极性固定液。

无论采用非极性或极性固定液，一般沸点小的先出峰（对同系物而言）
2、若样品中的待测成分一个是极性组分，另一个是非极性组分，则采用极性固定液比非极性固定液有利。

3、若样品中的待测组分容易形成氢键，则采用氢键型固定液（如PEG-20M）较为有利。

4、混合固定液：混合固定液的保留值具有加和性。

因此，在同一条件下分别测出被分离组分在单一固定液柱上的调整保留时间（tR＇）后，可用图解法求出混合固定液的最佳配比。

（6）担体
一、担体的作用是支持固定液，使成均匀薄膜，以利气液平衡。

有以下要求
1、颗粒均匀
2、比表面积大
3、化学惰性
4、热稳定性好
5、机械强度好
药物分析中常用担体为硅藻土担体。

红色担体：天然硅藻土烧结而成，含氧化铁而成红色，结构紧密，机械强度好，表面有氢键及酸碱活性作用点。

主要用于非极性固定液（样品）。

白色担体：硅藻土+助熔剂（Na2SO4）煅烧而成，其中氧化铁变成无色的铁硅酸钠配合物。

结构疏松，机械强度较前者差，易碎而产生结粉，极性中心较红色担体少。

二、担体的表面处理：酸洗、碱洗、釉化、硅烷化
酸洗法：酸洗—水洗—烘干—硅烷化
目的：除去担体表面的铁等金属氧化物杂质。

酸洗担体主要用于分离酸和酯类化合物。

三、釉化目的：釉化可以堵塞担体表面的微孔、改善表面性质、屏蔽或惰化担体表面的活性中心，增加机械强度，用于分离醇、和酸类极性强的物质，甲酸和甲醇会不可逆吸附，非极性物质柱效低。

（7）色谱柱的制备
过程：固定液的涂布—柱管预处理—柱子填装及老化
老化的目的：除去填料中残余溶剂及固定液中带来的低分子聚合物。

（8）填充柱操作条件的选择
载气：
GC中的载气有氮气、氦气、氩气、氢气。

FID检测器时：普氮。

ECD检测器时：高纯氮、氦气。

TCD检测器时：氢气及氦气均可达到较高灵敏度。

MSD检测器时：氦气。

温度:
1、检测器温度至少比柱温高30℃。

以防柱中流出物在检测器上凝结，污染检测器。

2、柱温至少比固定液的最高使用温度低30℃。

以防固定液流失。

3、柱温降低，保留时间延长，容量因子增加，分离可得到改善。

4、气化室温度一般与检测器温度相同，若待测物不稳定，则气化室温度应设低一点。

5、柱温一般比样品中各组分平均沸点稍微低一些。

3、气-液色谱柱气相色谱法
（1）气-液色谱柱气相色谱法中对担体的要求；
（2）使用前担体的表面处理的原因及方法，其中担体表面处理时釉化的目的是什么？
（3）了解填充柱的制备过程，掌握填充柱的老化的目的、方法及注意事项。

（4）掌握填充柱气相色谱条件的选择，重点是载气和温度的选择。

4.气-固色谱与气-液色谱的特点比较
5.毛毛细细管管柱柱气气相相色色谱谱法法
（1）掌握毛细管气相色谱仪的流程示意图（P47图3-6，，会画出主要流程和标出主要部件）
（1）毛细管柱的柱管使用聚酰亚胺涂层的原因及作用。

（2）交联毛细管柱的特点及常用交联方法，毛细管气相色谱柱交联引发剂主要有哪些？
（3）毛细管柱进样方式，掌握分流及吹尾气目的。

（4）分流比及测定方法；线性分流与非线性分流及影响样品失真的因素。

（5）分流进样法的优缺点。

第四章气相色谱检测器
FID火焰离子化检测器是以氢气在空气(或氧气)中燃烧生成的火焰为能源,因而得名。

为通用型检测器。

原理：通常在发射极上加+150V~300V的电压,则在喷口附近形成一个电场。

来自色谱柱的载气与氢气与氧气混合后，自喷口流出，与空气相遇，为点火极(枪)所引燃。

当样品组分出现在载气中时，为氢火焰之高温所离子化，形成正离子和负离子(或电子)。

在电场作用下，正
离子移向收集极，从而产生微电流信号，经微电流放大器放大，由记录仪记录下来。

也可在极化极加负电压，则收集极收集为负离子流。

性能特点：对含碳有机物有很高灵敏度。

线型范围宽，达107。

检测器耐用，噪声小，基线稳定性好。

死体积小，响应快。

对温度变化不敏感。

ECD电子捕获检测器
为选择型高灵敏度检测器，它对具有高电负性的组分具有高灵敏度。

主要用于检测含卤素的有机物及含硝基的有机物。

对于含氧、硫、氮、磷、金属的有机物也有信号。

原理：3H放射源的使用温度在220℃以下，63Ni放射源的使用温度350℃以下。

放射源产生β射线，使载气解离，由阳极收集电子，形成稳定的基流。

当电负性组分进入检测器，捕获了电子，从而使基流下降，产生信号。

要求：载气纯度要高，不能用普氮。

载气需经脱氧处理，以提高灵敏度。

TCD热导检测器
原理：基于载气和样品的导热系数的差异，并用惠斯登电桥检测。

特点：为浓度型通用检测器。

不破坏样品，可串联其它检测器。

载气的热导系数与被测物的热导系数相差越大，灵敏度越高。

灵敏度H2＞He＞N2,故常用H2及He作载气。

热敏元件的电阻值越大，灵敏度越高。

热丝与池体的温度差值越大，越利于热传导，故采用低的池体温度为好，但要以样品不被冷凝沾污池体为限。

桥电流越大越灵敏，但不同的载气和不同的热敏元件有不同的最高允许桥流，操作时要严格遵照仪器说明书。

一般H2作载气时用120~180mA，N2用80mA。

第五章气相色谱相关技术
1.程序升温色谱法(Programmed temperature gas chromatography)是指在一个分析周期里，色谱柱温按预定的加热速度，随时间线性或非线性的增加，则混合物中所有组分将在其最佳柱温下流出色谱柱。

（1）特点：可使低沸点组分与高沸点组分同时得到检测；峰形尖锐，提高检测灵敏度；省时；较快的赶走柱中杂质峰，便于下一次分析。

（2）主要方式及适用对象
方式：线性升温、非线性升温。

线型－恒温加热、恒温－线性加热、恒温－线性－恒温加热、多阶程序升温加热。

适用：在分离多个性质相差较大的待测组分时，用程序升温GC法来分析样品。

当柱温较低时，低沸点组分最早流出并能得到良好分离，随着柱温的逐步升高，高沸点组分逐个流出，并能和低沸点组分一样也能得到良好的尖峰
保留温度：在程序升温中，某一样品组分的浓度极大值流出色谱柱时的柱温，称为该组分的保留温度，以TR表示。

2.顶空气相色谱法是对液体或固体中的挥发性成分进行气相色谱分析的一种间接测定法。

特点：样品处理简单，取气相部分进行分析，大大减少了样品基质对于分析的干扰。

顶空进样技术与气相色谱定量分析相结合，能准确进行定量分析。

通过优化操作参数，提高灵敏度，可达到分析测试的要求。

应用范围广泛，适用于绝大多数挥发性气体的分析。

分类：静态顶空气相色谱：平衡顶空气相色谱；动态顶空气相色谱：吹扫－捕集法
（2）静态顶空分析的原理及影响静态顶空气相色谱分析的因素
将液体或固体样品置于一个恒温密闭的样品容器中，使其中的挥发性成分逸出，在达到气－液或气－固平衡后，采集蒸气相进行气相色谱分析。

其基本理论依据是在一定条件下气相和凝聚相（液相或固相）之间存在着分配平衡，因此气相的组成能反映凝聚相的组成。

通过测定样品基质上方的气体成分来测定这些组分在原样品中的含量。

影响因素：样品的性质、分配常数和平衡温度、平衡时间、样品瓶、
（3）动态顶空分析的原理及动态顶空法操作条件选择
把液体或者固体样品置于样品管中，向样品管中通入惰性气体(N2)，将待测组分吹扫出来，并使其通过装有吸附剂的捕集管，被吸附剂吸附，然后将吸附剂加热，使被测组分脱附，再用载气将脱附的样品气体带入气相色谱仪中进行分析。

条件选择：样品吹扫温度、捕集器温度、连接管路的温度、吹扫流速、吹扫气的类型。

比较：
静态顶空：①仪器较简单，无需吸附装置②样品基质干扰小③挥发性样品组分不会丢失④可连续取样分析①灵敏度稍低②对于较高沸点的组分较难分析
动态顶空：①可将挥发性组分全部萃取出来，并在捕集装置浓缩后进行分析②灵敏度较高③应用更广泛，可分析沸点较高的组分①样品基质可能干扰分析②吸附和解吸可能造成样品组分的丢失
第六章GC在药物分析中的应用
1.如何判断待测物是否可以直接进行GC分析
A、对于分子量小于500的药物，分子结构中不含具有活泼氢的－OH，－NH2，－NH－，－COOH，－SO3H，－SH，－NHR－，－CONH2，－CONH－，－SO2NH2，－SO2NH－等极性官能团,并且对热稳定，一般均可采用GC法进行分析。

B、对于分子量小于200的小分子化合物，若分子结构中含有以下五种极性官能团：－OH，－NH2，－SH，－NHR，－CONH2，但分子结构中总的极性官能团数目不超过两个，并且
对热稳定，则一般均可采用GC法进行分析。

C、分子量小于500的中等极性化合物往往可以直接进行GC分析。

如硝苯地平、尼莫地平、尼群地平、尼索地平等地平类降压药、地西泮、硝西泮等西泮类安眠药。

2.哪些化合物经过衍生化后可以进行GC分析
含有羟基、羧基、氨基或酰胺基等极性基团，糖类和氨基酸类化合物一般经衍生化后可以进行气相色谱分析。

目的：使难气化的待测物变成一种新的具有一定挥发性的化合物，以适应GC分离的要求。

例如单糖的GC分析。

降低待测物的极性，减小拖尾和吸附，改善其色谱性能。

例如通过衍生化反应来封闭羧基等基团，以消除待测物的拖尾现象。

使待测物在特定检测器上具备或提高检测特性，以达到痕量分析的目的。

例如引入氟原子，增加待测物的电子捕获能力，提高电子捕获检测灵敏度等。

如关附甲素的三氟乙酰化。

改变样品中被测组分或干扰组分的理化性质，以改进分离特性。

在与其它仪器联用技术中(如GC-MS)利用各类衍生化反应以获得更明确或特定的结构信息。

3.当待测物用GC法和HPLC法均可分析时应如何选择
由于HPLC法的进样准确度和精密度一般比GC法好，通常选择准确度和精密度较好的HPLC 法。

GC法则主要用于测定那些以没有紫外吸收的或紫外吸收很弱的挥发油类成分为主成分或辅料的药物制剂。

在化学药品、中成药、中药中间体和中药制品中的残留溶剂的检测方面一般采用GC法，因为GC法中的FID和ECD检测器对残留溶剂的检测响应（灵敏度）要优于HPLC的检测器。

第七章高效液相色谱法分类及仪器装置
1、高效液相色谱仪的组成：流动相及贮液罐、高压输液泵及梯度洗脱装置、进样装置、色谱柱、检测器。

㈠高效液相色谱仪组成
流动相及贮液罐：1贮液罐1材料应耐腐蚀2容积约0.5~2.0L3使用过程中应密闭4吸滤头2流动相脱气1低压脱气法2吹氮脱气法3超声波脱气法4真空脱气法
㈡高压输液泵及梯度洗脱装置
㈢进样装置：注射器进样，六通阀进样，自动进样器
2、高效液相色谱法与其他色谱法优缺点比较；
气相色谱法：只能分析挥发性物质或高温可气化的物质、不适合于分析热不稳定的物质、用毛细管柱色谱可得到很高的柱效、载气不影响分配，一般靠改变固定相或色谱柱温度来改变选择性、流动相为气体，无毒、样品回收困难
经典液相色谱的比较：1高分离效能2快速，省时，省材料3灵敏度高，准确度高
气象色谱比较：1几乎可以分析各种物质2实用与分析热不稳定物质3色谱柱不如气象色谱长，柱效不如气象色谱的毛细管高4固定相不如气相色谱柱种类繁多，主要靠改变流动相来改变选择性5流动相位有机溶剂，有毒6样品可定量回收，也可用于制备
第八章液-固吸附色谱法和液-液分配色谱法
液固吸附色谱法的保留规律和主要应用；
一液固吸附色谱法
㈠液固吸附色谱法的分离原理：色谱分离基于吸附效应的色谱法称为吸附色谱，以固体吸附剂为固定相，以液体为流动相的色谱法称为液固吸附色谱法。

当流动相流过固定相时，样品组分分子与流动相分子竞争吸附剂表面活性吸附中心，样品中不同组分也竞争吸附中心
㈡液固吸附色谱法的固定相：1表面具有极性活性基团2形状适宜且粒径分布均匀3多孔性且比表面积较大，载样量大4化学性质稳定5机械强度高6价格合理
㈢液固吸附色谱法的流动相：主要为有机溶剂（如己烷，庚烷），某些有机溶剂（如甲醇，三乙胺）作为缓冲剂加入其中以调节流动相的溶剂强度，极性及PH值。

流动相极性越大，洗脱越强，溶质保留越小。

二液液分配色谱
基于样品组分在固定液和流动相之间分配系数不同而分离的色谱法叫液液分配色谱。

流动相极性小于固定相的叫正相液液色谱，流动相极性大于固定相的叫做反相液液色谱一般规律：
F化物＜Cl化物＜Br化物＜I化物；
顺式几何异构体比反式几何异构体保留值大；
官能团之间的分子内氢键将使保留值减小；
极性基团旁边有庞大烷基存在时，保留值减小；
环己烷衍生物和甾体化合物的中位取代基比轴端取代基有更强的保留。

应用：异构体的分离、样品预处理、制备色谱
第九章化学键合相色谱法
1、化学键合相色谱的特点、分类和主要制备程序；
一化学键合相的特点和分类
㈠特点;1与液液分配色谱相比，使用过程中固定相不流失，耐溶剂冲洗2与液固吸附色谱相比，消除了担体上的表面活性作用特点，清除了某些可能的催化活性3表面改性灵活，容易获得重复性产品4化学性能稳定，耐受范围为PH2~85热稳定性好，一般在70℃一下稳定6载样量大7梯度洗脱平衡快
㈡分类：1按键和相的表面结构：单分子键合和聚合键合2按键合有机硅烷的官能团：极性键和相，非极性键和相和离子交换键和相
二固定相的制备与性能评价
制备：1所用的担体材料应有某种化学反应活性2有机分子应含有能与担体表面发生反应的官能团
性能评价：1微量元素分析或热失重法：本法直接测定键和相的碳含量，表示方法表面键合官能团浓度，表面碳覆盖率，有机官能团的表面覆盖率2色谱法3光谱法
三非极性键合相
㈠疏溶剂作用理论：1分子毛：非极性烷基键合相是在硅胶表面蒙覆了一层以Si-C键化学键合的十八烷基（或其他烃基）的分子毛2溶质分子：溶质分子=非极性部分+极性官能团部分3疏溶剂效应：当溶质分子的非极性部分与极性溶剂接触式，相互间产生斥力叫做“疏溶剂”。

当键合相表面的烷基与极性溶剂接触时，相互间也产生斥力。

当溶质分子的非极性部分与键合相表面的烷基接触时，相互之间产生缔合作用。

这种缔合是可逆的，其强弱决定了溶质分子色谱保留的强弱。

溶质分子的极性部分与极性溶剂具有亲和力。

4溶质保留值的影响因素：溶质分子结构，烷基键合固定相特性，流动相性质，温度
㈡亲硅醇基效应：烷基键合相表面往往还有残留硅醇基，这是一种微量酸性的基团，可与溶质阳离子或氢键基团相互作用。

㈢流动相的设计：1首选原则2多元溶剂3洗脱能力的选择4替代溶剂5离子抑制色谱法。

四非极性键合相填料的新进展
㈠空间保护键合相：由于在C18烷基侧链引入较大的官能团以及立体效应，阻碍了硅烷基于分析物的相互作用，他在PH=7时对碱性化合物的分离，呈现对称峰形并有很好的柱效，在低PH值时有较高水解稳定性
㈡双齿键合固定相：其环状结构无论在低PH值还是高PH值条件下均显示了较高稳定性，满意的柱效和色谱行为
㈢内嵌极性基团键合固定相：极性官能团嵌入键合相的技术是改善固定相和水溶液兼容能力的一个途径，对碱性化合物展现出良好的对称峰形，有时可以表现不同的选择性。

㈣硅碳杂化硅胶：这种填料发挥了硅胶与聚合物基质填料的优势，为研究者优化分离速度，分离度，PH选择性，色谱柱寿命及上样量提供了强有力的工具。

㈤其他：以氧化锆为基质的键和相，聚合物包覆法
五极性键和相
将极性官能团键合到载体上，构成极性键和相。

以极性键合相为固定相的色谱法称作极性键和相色谱法。

适用于分离极性和强极性的化合物。

六离子交换键合相
㈠分离机理：阳离子交换，阴离子交换
㈡保留规律：1阴离子交换分离有机酸，阳离子交换分离有机碱2离子强度增加，k'减少。

原因是离子交换平衡的移动3有机改性剂对保留的影响如果洗脱液中加入极性有机组分则抑制离子交换，并且产生按分配机理进行的分离。

6、非极性键合相色谱的保留机制和保留规律；
双保留机理：溶质的保留值应包括两部分的贡献，即疏溶剂效应和亲硅醇基效应。

亲硅醇基效应：烷基键合相表面往往还有残余硅醇基，这是一种微量酸性的基团，可与溶质阳离子或氢键基团相互作用，主要影响含氮类药物的分离，造成色谱峰拖尾，柱效下降。

第十章，手性高效液相色谱法
[1]手性药物的定义（名词解释类）；手性药物是指由具有药理活性的手性化合物组成的药物，其中只含有效对映体或者以含有效的对映体为主。