气相色谱与液相色谱教案
气相及液相色谱法基础知识（最终定稿）
气相及液相色谱法基础知识（最终定稿）第一篇：气相及液相色谱法基础知识气相色谱法基础知识一、气相色谱的简要介绍气相色谱法是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。
这是一种新的分离、分析技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都得到了广泛应用。
气相色谱可分为气固色谱和气液色谱。
气固色谱的“气”字指流动相是气体，“固”字指固定相是固体物质。
例如活性炭、硅胶等。
气液色谱的“气”字指流动相是气体，“液”字指固定相是液体。
例如在惰性材料硅藻土涂上一层角鲨烷，可以分离、测定纯乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等杂质。
二、气相色谱法的特点气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。
由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。
另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。
近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。
三、气相色谱法的应用在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析；在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障；在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量；在农业上可用来监测农作物中残留的农药；在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏；在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能；在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型；在宇宙舴中可用来自动监测飞船密封仓内的气体等等。
气相色谱专业知识气相色谱气相色谱是一种以气体为流动相的柱色谱法，根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)。
气相色谱原理气相色谱的流动相为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。
当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。
吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。
液相色谱教案
液相色谱教案
液相色谱（Liquid Chromatography）是一种常用的分离和分析技术，广泛应用于化学、生物、环境和医药等领域。
本教案针对液相色谱的基本原理和操作流程进行详细介绍，旨在帮助学生掌握液相色谱的基本知识和实验技能。
1. 引言
1.1 液相色谱的背景和应用领域
1.2 研究目标和意义
2. 液相色谱原理
2.1 色谱柱和填料
2.2 手性分离
2.3 色谱模式
2.4 色谱流动相和固定相
3. 液相色谱仪器
3.1 液相色谱系统组成
3.2 进样器和检测器
3.3 液相色谱仪的操作和注意事项
4. 液相色谱方法开发
4.1 样品前处理
4.2 色谱条件优化
4.3 方法验证和可靠性评价
5. 液相色谱实验操作
5.1 样品准备和进样
5.2 色谱柱的选择和装载
5.3 色谱条件设置
5.4 结果分析和数据处理
6. 实验安全和常见问题解决
6.1 实验室安全注意事项
6.2 实验操作中常见问题及其解决方法
7. 液相色谱实验案例
7.1 药物分析中的液相色谱应用
7.2 环境监测中的液相色谱应用
7.3 食品安全中的液相色谱应用
8. 参考资料
本教案通过结构化的方式对液相色谱的各个方面进行了系统性的介绍，方便学生理解和学习。
希望本教案能够为液相色谱实验的开展提供指导，提升学生的实验技能和科研能力。
气相色谱教案
气相色谱教案教案标题：气相色谱教案教学目标：1. 了解气相色谱的基本原理和应用领域；2. 掌握气相色谱仪的基本结构和操作步骤；3. 能够解读气相色谱图谱并进行定性和定量分析；4. 培养学生的实验操作技能和科学研究能力。
教学准备：1. 课程教材：包含气相色谱原理和应用的教材；2. 实验设备：气相色谱仪、气瓶、样品注射器、色谱柱等；3. 实验材料：不同类型的样品溶液。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入气相色谱的概念和应用领域，激发学生对气相色谱的兴趣；2. 提出问题：你知道气相色谱的原理是什么吗？二、理论讲解（15分钟）1. 介绍气相色谱的基本原理，包括样品的蒸发、分离、检测等过程；2. 解释气相色谱仪的基本结构和各部分的功能；3. 介绍气相色谱图谱的解读方法，包括峰的识别、峰面积的计算等。
三、实验操作演示（20分钟）1. 展示气相色谱仪的操作步骤，包括仪器的开启、样品的准备、色谱柱的安装等；2. 演示样品注射器的使用方法和样品的进样过程；3. 展示气相色谱图谱的生成和保存。
四、实验操作实践（40分钟）1. 学生分组进行实验操作，每组2-3人；2. 学生根据教师提供的样品溶液，进行气相色谱实验；3. 学生记录实验数据，生成气相色谱图谱；4. 学生根据气相色谱图谱进行定性和定量分析。
五、实验结果分析与讨论（15分钟）1. 学生对实验结果进行分析和讨论，比较不同样品的色谱图谱差异；2. 学生对实验中遇到的问题和困难进行交流和解决。
六、课堂小结（5分钟）1. 总结本节课的重点内容和学习收获；2. 针对学生提出的问题进行答疑。
教学延伸：1. 鼓励学生进行气相色谱相关的科学研究，拓展学生的实验能力和科研素养；2. 组织学生参加气相色谱技能竞赛，提高学生对气相色谱的应用能力。
教学评估：1. 实验报告评估：根据学生的实验操作和结果报告，评估学生对气相色谱的理解和实验操作能力；2. 学生讨论参与度评估：评估学生在讨论环节中的积极参与程度；3. 学生答疑情况评估：评估学生对课堂内容的理解和掌握情况。
(完整版)第11章 气相色谱法和高效液相色谱法
VM = tM F 0
▪ 调整保留值: 1) 调整保留时间：扣除死时间后的保留时间。
tR =׳tR – tM 2) 调整保留体积：扣除死体积后的保留体积。
VR = ׳VR – VM 或 VR = ׳tR ׳F0 ▪ 相对保留值（relative retention）
§11-1 色谱分析理论基础
一、 概述
▪ 色谱法又名色层法、层析法。 ▪ 色谱法的产生：由Tsweet于1906年创立。Tsweet在
研究植物叶色素成分时，得名“色谱法”的分离方 法。到了1931年，Kuhn等用同样的方法成功地分 离了胡萝卜素和叶黄素，开始为人们所重视。 ▪ 现在，“色谱法”已广泛用于无色物质的分离， “色谱”已失去了它原来“色”的含义，但其名称 一直沿用至今。
四、色谱柱效能
1、塔板理论（ Martin and Synge 1941）
▪ 塔板理论认为，一根柱子可以分为n段，在每段 内组分在两相间很快达到平衡，把每一段称为一块理 论塔板。设柱长为L，理论塔板高度为H，则
WD = 4σ
Wh/2=2.355σ W0.607h=2σ
▪ 保留值:
1) 保留时间 ：从进样至被测组分出现浓度最大值 时所需时间tR。
2) 保留体积 ：从进样至被测组分出现最大浓度时 流动相通过的体积，VR。 死时间：
不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大 值时所需的时间称为死时间(dead time)，tM。 ▪ 死体积:
▪ 容量因子k （容量比，分配比；实际应用中常用）： 指在一定温度和压力下，组分在色谱柱中达分配平衡 时，在固定相与流动相中的质量比——更易测定。
气相色谱与液相色谱
第七章
气相色谱与液相色谱
定义
气-固：拖尾 峰形不好
气相色谱
气-液：应用较多，其原理 应用较多， 与分配层析的塔板理论一 致，只是流动相由液体改 为气体。 为气体。
应用：分离、 定性、定量测定某化合物， 应用：分离、 定性、定量测定某化合物，定性 测定是以柱子末端出现色谱峰所需时间为依据， 时间为依据 测定是以柱子末端出现色谱峰所需时间为依据， 而定量测定则是通过计算色谱峰的面积得到的。 面积得到的 而定量测定则是通过计算色谱峰的面积得到的
（4）校正曲线定量: 校正曲线定量:
先用与样品相同的标准物质绘制质量与峰面 峰高）的标准曲线， 积（峰高）的标准曲线，再根据样品的面 积查出对应的质量，从而求出含量。 积查出对应的质量，从而求出含量。（即 峰高定量法） 峰高定量法） H
M
实验内容
气相色谱内表法测定丁醇样品的百分含量 高效液相色谱分析多维片中VCVB的含量
第七章 气相色谱与液相色谱
一、气相色谱（Gas 气相色谱（ Chromatography,GC） ）
（1）气相与液相的概念： ）气相与液相的概念： 气液，气固（应用较多）（拖尾峰形不好） ）（拖尾峰形不好 流动相为气是气相 ：气液，气固（应用较多）（拖尾峰形不好） 液液， 分配层析） 流动相为液是液相 ：液液，液固 （分配层析） （2）分类： 毛细管型：固定液涂于壁上 + 气体流动相 ）分类： 毛细管型： 固体吸附剂 + 气体流动相 填充柱型： 填充柱型： 有机液膜 + 气体流动相 （3）应用：分离、定性、定量测定某化合物 ）应用：分离、定性、定量测定某化合物, 用于气相的样品必须能气化。 用于气相的样品必须能气化。
第八章
气相色谱与液相色谱
高效液相色谱法与气相色谱法比较课件.ppt
高效液相色谱法与气相色谱法比较
操作温度：GC需高温；HPLC通常在室温下进行。 结论：从色谱分析的发展来看，HPLC比GC更为有用、 更具发展前途！
高效液相色谱法与气相色谱法比较
高端仪器
低端仪器
高效液相色谱法与气相色谱法比较
气相色谱分析的局限性？
高效液相色谱法与气相色谱法比较
不同点： 分析对象及范围：GC分析只限于气体和低沸点的 稳 定 化 合 物 ， 而 这 些 物 质 只 占 有 机 物 总 数 的 20% ； HPLC可以分析高沸点、高分子量的稳定或不稳定化合 物，这类物质占有机物总数的80%。
高效液相色谱法与气相色谱法比较
流动相的选择：GC采用的流动相中为有限的几种 “惰性”气体，只起运载作用，对组分作用小；HPLC采 用的流动相为液体或各种液体的混合，可供选择的机会 多。它除了起运载作用外，还可与组分作用。
www.themegaller来自.com知识点：高效液相色谱法与气相 色谱法比较
情境七：高效液相色谱对微量组分分析 任务一：认识高效液相色谱法
课程：仪器分析
高效液相色谱法与气相色谱法比较
相同点： 液相色谱所用基本概念：保留值、塔板数、塔板高度、 分离度、选择性等与气相色谱一致。液相色谱所用基本理 论：塔板理论与速率方程也与气相色谱基本一致。
第十一章气相色谱分析法附高效液相色谱分析法
第十一章气相色谱分析法(附：高效液相色谱分析法)思考题1.试按流动相和固定相的不同将色谱分析分类。
答：按流动相分类：以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱；以液体作为流动相的色谱法称为液相色谱。
按固定相分类；固定相既可以是固体也能够是栽附在固体物质(担体)上的液体(又称为固定液)，因此按所利用的固定相和流动相的不同，色谱法能够分为下面几类：气相色谱：气固色谱——流动相为气体，固定相为固体吸附剂。
气液色谱——流动相为气体，固定相为液体（涂在担体上或毛细管壁上）。
液相色谱：液固色谱——流动相为液体，固定相为固体吸附剂。
液液色谱——流动相为液体，固定相为液体（涂在担体上）。
2.简单说明气相色谱分析的优缺点。
答：优势：(1)分离效能高。
能分离、分析很复杂的混合物或性质极近似的物质(犹如系物、异构体等)，这是气相色谱分析法突出的优势。
（2）灵敏度高。
利用高灵敏度的检测器，能够检测出10-11～10-13g的物质．经常使用来分析痕量组分。
（3）分析速度快。
在几分钟或十几分钟内，即可完成很复杂的试样分析。
(4)应用范围广。
分析对象是在柱温条件下能汽化的有机或无机的试样。
缺点：不适用于沸点高于450℃的难挥发物质和热不稳固物质的分析。
3.简单说明气相色谱分析的流程。
答：气相色谱分析是在气相色谱仪上进行的。
气相色谱仪由五个部份组成：(1)载气系统(包括气源、气体净化、气体流速的操纵和测量)；(2)进样系统(包括进样器、汽化室)；(3)色谱柱；(4)检测器；(5)记录系统(包括放大器、记录仪，有的还带有数据处置装置)。
将试样用注射器(气体试样也可用六通阀)由进样口定量注入进样系统，在气化室经刹时汽化后，由载气带入色谱柱中进行分离，分离后的各个组分随载气前后进入检测器，检测器将组分及其浓度随时刻的转变量转变成易测量的电信号(电压或电流)，通过自动记录仪记录下信号随时刻的转变量，从而取得一组峰形曲线。
一样情形下每一个色谱峰代表试样中的一个组分。
第11章 气相色谱法和高效液相色谱法
u
组分在流动 相中的扩散 系数
固定相传质阻力项：组分粒子到达两相界面后，
将继续扩散到固定相内部达到分配平衡，然后又返 回到两相界面。溶质在这一移动过程中的阻力称固 定相传质阻力。 f ke d 2 f cS u u 组分在固定 DS 相中的扩散
系数
色谱柱的总理论塔板高度H可以表示如下：
WD = 4 σ Wh/2=2.355σ W0.607h=2σ
保留值: 1) 保留时间 ：从进样至被测组分出现浓度最大值 时所需时间tR。 2) 保留体积 ：从进样至被测组分出现最大浓度时 流动相通过的体积，VR。 死时间： 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大 值时所需的时间称为死时间(dead time)，tM。 死体积: 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大 值时流动相通过的体积称为死体积(dead volume) ， VM。（F0为柱尾载气体积流量）
r
2， 1
与柱效的关系
增加柱长
限制：L过长，保留时间延长，分 析时间延长，色谱峰扩展。
减小塔板高度
使用性能优良的色谱柱， 并选择最佳分离条件
与柱选择性的关系
r2,1越大，柱选择性越好，分离效果越好。 如果两个相邻峰的选择因子足够大，则即 使色谱柱的理论塔板数较小，也可以实现 分离。
根据上述关系，可估算所需色谱柱长：
即基本分离过程： 基于吸附-脱附-吸附-脱附- …… 或溶解-挥发-溶解-挥发-……的分离过程——分配过程
分配过程达到平衡时，平衡程度可用分配系数或 容量因子衡量。 分配系数K：在一定温度下，组分在两相间分配达到 平衡时的浓度比。 CS K Cm 因此，色谱法是利用不同物质在流动相和固定相 两相间分配系数的不同，经过反复多次的分配，而实 现分离的方法。即K的差异是实现分离的前提，表征 了分离的可能性。
色谱分析法课程设计
色谱分析法课程设计1. 实验目的本实验旨在通过理论学习和实际操作，掌握气相色谱技术的基本原理和基本操作，以及分析手段的制定与结果的判读。
2. 实验内容2.1 色谱柱的装填1.准备好需要装填的色谱柱及填充物。
2.将填充物用干燥的吸液纸吸干。
3.将填充物均匀地装填进色谱柱中，插入压盖并旋紧。
4.测试柱头的紧密性。
2.2 样品制备1.根据实验要求，准备好所需样品及溶液。
2.对于液态样品，需要稀释至适当浓度。
3.对于固态样品，将样品粉碎并进行适当稀释。
4.对于挥发性样品，需要使用气相屏蔽罐。
2.3 仪器操作1.打开气相色谱仪电源，并将色谱柱装配至气相色谱仪上。
2.对柱头进行交流焕发（AC conditioning），并进行静态测试。
3.打开柱箱并废气（conditioning gas），待柱中的残留空气排尽。
4.储备好内标物，并进行标定。
2.4 实验操作1.将制备好的样品注入进气相色谱仪中，经过分离后，将各组分分别记录下其出峰的时间。
2.根据标定结果确定各分子量比例，并对各组分进行计算并标注。
3.记录下实验数据，并进行统计分析。
3. 实验结果本实验数据如下表所示：样品编号Peak 1 时间(min)Peak 2 时间(min)Peak 3 时间(min)分子量比例SampleA3.054.18 6.02 1.00SampleB3.234.09 6.25 0.85SampleC3.344.28 6.35 0.69根据实验结果，可以计算出各组分的分子量比例，如下：所含分子Sample A (g/mol) Sample B (g/mol) Sample C (g/mol) 分子 1 50.92% 43.44% 35.67%分子 2 27.89% 33.46% 29.45%分子 3 21.19% 23.11% 34.88%4. 实验分析通过实验结果得到了不同样品的分子量比例，可以根据实际需求来制定检测程序，得出正确的样品组成和浓度值。
化工基础实验(教案)
化工基础实验(教案)第一章：化工实验基本原理与安全1.1 实验原理介绍化工实验的基本原理，如化学反应、物质分离与提纯等。
解释实验原理在化工生产中的应用。
1.2 实验安全强调实验安全的重要性，介绍实验中可能遇到的安全隐患。
讲解实验操作中的安全规则和应急处理方法。
第二章：实验基本操作与技巧2.1 实验操作规范学习实验操作的基本步骤，如仪器的使用、药品的取用等。
强调实验操作的准确性和规范性。
2.2 实验技巧与方法学习实验中的常用技巧，如滴定、色谱分析等。
介绍实验方法的选取和优化。
第三章：实验数据分析与处理3.1 实验数据采集讲解实验数据采集的方法和注意事项。
强调数据准确性和可靠性的重要性。
3.2 实验数据分析与处理学习实验数据的处理方法，如误差分析、数据拟合等。
第四章：常用化工实验设备与操作4.1 反应釜操作学习反应釜的使用方法，如启动、停止、温度控制等。
强调反应釜操作的安全性和稳定性。
4.2 离心机操作学习离心机的使用方法，如调整转速、平衡调整等。
强调离心机操作的正确性和安全性。
第五章：典型化工实验操作与分析5.1 溶液配制与分析学习溶液的配制方法，如准确称量、溶解等。
强调溶液配制的准确性和精确性。
5.2 物质分离与提纯实验学习物质分离与提纯的方法，如过滤、蒸馏等。
强调实验操作的准确性和安全性。
第六章：物理性质测定实验6.1 密度测定实验学习使用密度计和比重瓶等仪器进行密度测定。
介绍密度测定在化工过程中的应用。
6.2 熔点测定实验学习使用熔点测定仪进行熔点测定。
强调实验操作的准确性和可重复性。
第七章：化学反应速率和化学平衡实验7.1 反应速率测定实验学习使用不同的方法测定化学反应速率。
介绍反应速率在化工设计和操作中的应用。
7.2 化学平衡实验学习使用平衡釜进行化学平衡实验。
强调实验操作对平衡位置的影响。
第八章：分光光度计和原子吸收光谱仪实验8.1 分光光度计实验学习使用分光光度计进行溶液浓度的测定。
白酒气相色谱教学设计
白酒气相色谱教学设计引言：气相色谱是一种重要的分离和分析技术，在化学、生化、环境科学等领域得到广泛应用。
白酒是一种重要的酒类产品，其质量控制和分析对于保障产品的安全性和质量具有重要意义。
本文将设计一套针对白酒气相色谱的教学方案，旨在帮助学生了解和掌握这一分析技术的原理和应用。
一、教学目标1. 了解气相色谱的原理和基本结构；2. 掌握气相色谱仪的操作方法；3. 学会建立合适的色谱条件以分离和鉴定白酒中的化合物；4. 掌握分析结果的处理和解读方法。
二、教学内容1. 气相色谱的原理和基本结构介绍（1）气相色谱的基本原理（2）气相色谱仪的主要组成部分（3）气相色谱分析流程2. 气相色谱仪的操作方法（1）气相色谱仪的启动和调试（2）进样方式和进样量的选择（3）色谱柱的选择和安装（4）色谱条件的设定和优化（5）气相色谱仪的常见故障排除方法3. 分离和鉴定白酒中的化合物（1）样品准备：白酒样品的采集与处理（2）分离条件的建立：优化色谱条件以实现对白酒中各种化合物的分离（3）鉴定方法：使用保留时间和质谱等手段进行化合物的鉴定4. 分析结果的处理和解读方法（1）峰面积的计算与定量分析（2）峰的识别和谱图解读（3）白酒样品中常见化合物的分析与鉴定案例分析三、教学方法与手段1. 理论讲解：通过课堂讲解，介绍气相色谱的原理、仪器结构和分析流程；2. 实验演示：进行气相色谱仪的操作演示，展示样品准备、色谱条件设定和分析结果处理过程；3. 实验操作：学生按照指导书的要求，进行白酒样品的处理和分析，通过实践操作加深对气相色谱原理和方法的认识。
4. 讨论与案例分析：引导学生讨论和分析一些实际白酒样品的分析结果，加深对于分析结果的处理和解读方法的理解。
四、教学评价与考核1. 实验报告：学生根据实验操作记录和分析结果，撰写实验报告，评价实验操作的准确性和分析结果的合理性；2. 考试：以闭卷考试的形式，对学生对于气相色谱原理、分析方法和结果解读的掌握情况进行考核；3. 学生讨论和互动：通过课堂讨论和学生之间的互动，评价学生对气相色谱的理解和应用能力。
液相色谱培训教案
液相色谱培训讲义(十)作者：转载自：公布日期：2007-5-22第十一章柱子的应用与维护色谱柱的液相色谱系统获得分离的中心部件，许多分离问题都归结于色谱柱。
对柱注意适当的维护，则可缓解许多故障的发生。
柱故障要紧是由机械、色谱或者化学方面的缘故引起的。
维护色谱柱和排除故障，；需要明白得液相色谱的分离过程以及色谱柱本身的构造是特不重要的。
色谱柱的价格昂贵，应幸免人为地损坏，并尽可能延长其寿命。
一、色谱柱的种类与评价一般地讲，依照样品的性质决定采纳何种液相色谱方法，然后再选择不同类型的柱。
即不同类型的柱则代表了不同的色谱方法。
不同种类色谱柱的差异在于柱结构、柱填料和柱尺寸的不同。
色谱柱有不同的尺寸(长度和内径)，分制备型、常规分析型和微型。
不同类型柱的硬件也不同，(包括接头、柱管等方面)，还有径向加压柱和夹套加热柱等。
不同液相色谱法的尺寸依照需要能够选取，一般分析3～30cm长，内径4～8mm。
常用20cm 长、4.6mm内径的柱。
制备型柱内径一般为8mm、25cm长。
微型柱内径l～3mm，长10～20cm。
不同的填料分析的效果可能不同，这是因为生产过程不同所致。
同一厂商生产的同种填料因批号不同也会有差异，这种差异可能从基质就开始(表面积、杂质、专门处理)，还有键合的化学物质(一氯或三氯硅烷反应剂)，不同厂家生产的填料还会因专利技术(预处理、键合过程、填装技术)等不同而呈现较大差异。
由于种种差异、仅能假设同一批号的柱有差不多相同的性质。
多数柱填料基质采纳多孔硅胶微粒，通常有球形和无定形两种，具有不同的粒度、孔径和表面积。
多孔聚合物微粒也适用于反相色谱。
聚合物柱的流淌相范围广，流淌相pH值可在1至13之间。
而硅胶基质pH仅能在2.5和7之间。
显然，聚合物柱要好一些，但目前仍是以硅胶基质的柱为主。
原则上，聚合物柱能够克服硅胶基质柱的某些不足，但需要大量的实验来证实，要进一步考查聚合物基质填料的全面优越性。
气相色谱法学习教案课件
ECD特点：它只对具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氮的物质有响应，且电负性越强，检测器灵敏度越高。
3.3 电子捕获检测器（ECD）
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ECD特点：它只对具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氮的
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破坏样品，线性范围窄检测器种类及特性第17页/共25页
1.3 分离系统
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作用：完成待分离组分的分离1.3 分离系统1.4 检测和记录
二、气相色谱的固定相
2.1 固体固定相（固体吸附剂）
用途：分析永久性气体及低沸点物质，如烃类物质分类：活性碳、石墨化碳黑（非极性）；硅胶（氢键）；氧化铝（弱极性）；分子筛（极性）
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二、气相色谱的固定相气液色谱固定相：气相色谱固定液吸附剂2.
（2）固定液
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固定液要求：（2）固定液第8页/共25页
分子间作用力：静电引力、诱导力、色散力和氢键，与固定液作用力大的组分后流出，而与固定液作用力小的组分则先流出 极性与极性分子之间：静电引力、诱导力、色散力。 极性分子与非极性分子：诱导力、色散力。 非极性分子与非极性分子：色散力。
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固定液的选择原则：相似相溶 按极性相似原则选择：待测组分与固
2.3 聚合物—可用作载体，也可直接用作固定相
聚合物固定相优点： 具有较大的比表面积，表面孔径均匀 无有害吸附活性，拖尾现象小 不存在液膜，无流失现象，热稳定性好 机械强度和耐腐蚀性好举例： 非极性：苯乙烯、二乙烯基苯共聚物—GDX-101 较强极性：乙基苯乙烯、二乙烯基苯极性共聚物— Porapak-s
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气相色谱与液相色谱
液相色谱的分离原理
液相色谱的原理：利用不同物质在固定相和流动相之间的分配系数不同进行分离 分离过程：混合物随流动相通过固定相时，与固定相发生相互作用，导致不同的分离效果 分离原理分类：正相色谱、反相色谱、离子交换色谱和体积排阻色谱等 液相色谱的应用：在化学、生物医药、环保和食品等领域有广泛应用
环境监测：检测水 、土壤、空气中的 有害物质
生物医学：分离和 检测生物体内的代 谢产物、蛋白质等
Part Five
气相色谱与液相色 谱的优缺点
气相色谱的优点与缺点
气相色谱的优点： * 分离效率高，分析速度快，检测灵敏度高 * 可用 于多种气体和挥发性有机化合物的分析 * 操作简便，自动化程度高
* 分离效率高，分析速度快，检测灵敏度高 * 可用于多种气体和挥发性有机化合物的分析 * 操作简便，自动化程度高
Part Six
气相色谱与液相色 谱的发展趋势
气相色谱的发展趋势
微型化：随着微 流控技术的发展， 气相色谱仪正朝 着微型化方向发 展，具有更高的 灵敏度和分析速 度。
智能化：随着人 工智能和机器学 习技术的进步， 气相色谱仪将实 现智能化，能够 自动优化分析条 件和数据处理。
多功能性：气相 色谱技术正与其 他分析技术如质 谱、红外光谱等 结合，形成多维 度的分析方法， 满足更广泛的应 用需求。
实时监测：随着 对环境污染和工 业安全问题的关 注增加，气相色 谱技术正朝着实 时监测方向发展， 能够快速准确地 检测气体污染物 和有毒有害物质。
气相色谱仪和液相色谱仪的使用ppt课件
2.色谱法分类
气相色谱：流动相为气体（称为载气）。
按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；
按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
液相色谱
液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固 定相，不同pH值的水溶液为流动相。
(2) 梯度淋洗装置
外梯度:
利用两台高压输液泵， 将两种不同极性的溶剂按一 定的比例送入梯度混合室， 混合后进入色谱柱。
内梯度:
一台高压泵, 通过比例 调节阀,将两种或多种不同 极性的溶剂按一定的比例抽 入高压泵中混合。
(3) 进样装置
流路中为高压力工作状态，
通常使用耐高压的六通阀进样装置，
其结构如图所示：
2. 固定相及分离柱
气相色谱中的固定液原则上都可以用于液相色谱，其 选用原则与气相色谱一样。
选择合适的固定相，降低填料粒度可显著提高柱效， 但在高效液相色谱中，分离柱的制备是一项技术要求非常 高的工作，一般很少自行制备。
选择短柱、细内径提高分析速度；
研制高效柱填料是一活跃领域。
3. 流动相及流动相的极性
分配系数 K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
分配系数 K的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的 分配过程。
其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的 流体（气体或液体），称为流动相。
气相色谱法与液相色谱法的特点 液相色谱操作规程
气相色谱法与液相色谱法的特点液相色谱操作规程气相色谱和液相色谱各有其优缺点和应用范围：气相色谱接受气体作为流动相，由于物质在气相中的流速比在液相中快得多，气体又比液体的渗透性强，因而相比液相色谱，气相色谱柱阻力小，可以接受长柱，例如毛细气相色谱和液相色谱各有其优缺点和应用范围：气相色谱接受气体作为流动相，由于物质在气相中的流速比在液相中快得多，气体又比液体的渗透性强，因而相比液相色谱，气相色谱柱阻力小，可以接受长柱，例如毛细管柱，所以分别效率高。
由于气相色谱毋需使用有机溶剂和价格昂贵的高压泵，因此气相色谱仪的价格和运行费用较低，且不易出故障。
能和气相色谱分别相匹配的检测器种类很多，因而可用于各种物质的分别与检测。
特别是当使用质谱仪作为检测器时，气相色谱很简单把分别分析与定性鉴定结合起来，成为未知物质剖析的有力工具。
气相色谱不能分析在柱工作温度下不汽化的组分，例如，各种离子状态的化合物和很多高分子化合物气相色谱也不能分析在高温下不稳定的化合物，例如蛋白质等。
液相色谱则不能分析在色谱条件下为气体的物质，但却能分别不挥发、在某溶剂中具有确定溶解度的化合物，例如高分子化合物、各种离子型化合物以及受热不稳定的化合物（蛋白质、核酸及其它生化物质）。
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液相色谱仪维护应当注意的事项液相色谱仪依据固定相是液体或是固体，又分为液—液色谱及液—固色谱。
现代液相色谱仪由高压输液泵、进样系统、温度掌控系统、色谱柱、检测器、信号记录系统等部分构成。
与经典液相柱色谱装置比较，具有高效、快速、灵敏等特点。
气相色谱与液相色谱
一、分离原理：1.气相：气相色谱是一种物理的分离方法。
利用被测物质各组分在不同两相间分配系数〔溶解度的微小差异,当两相作相对运动时,这些物质在两相间进行反复多次的分配,使原来只有微小的性质差异产生很大的效果,而使不同组分得到分离。
2.液相：高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上,引用了气相色谱的理论,在技术上,流动相改为高压输送〔最高输送压力可达4.9´107Pa;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱〔每米塔板数可达几万或几十万；同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。
二、应用围：1.气相：气相色谱法具有分离能力好,灵敏度高,分析速度快,操作方便等优点,但是受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。
一般对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质部分可采用衍生化法或裂解法。
2.液相：高效液相色谱法,只要求试样能制成溶液,而不需要气化,因此不受试样挥发性的限制。
对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大〔大于400 以上的有机物〔些物质几乎占有机物总数的75% ～80% 原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。
据统计,在已知化合物中,能用气相色谱分析的约占20%,而能用液相色谱分析的约占70～80%。
三、仪器构造：1.气相：由载气源、进样部分、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。
进样部分、色谱柱和检测器的温度均在控制状态。
1.1 柱箱：色谱柱是气相色谱仪的心脏, 样品中的各个组份在色谱柱中经过反复多次分配后得到分离, 从而达到分析的目的, 柱箱的作用就是安装色谱柱。
由于色谱柱的两端分别连接进样器和检测器, 因此进样器和检测器的下端〔接头均插入柱箱。
柱箱能够安装各种填充柱和毛细管柱, 并且操作方便。
色谱柱〔样品需要在一定的温度条件下工作, 因此采用微机对柱箱进行温度控制。
并且由于设计合理, 柱箱的梯度很小。
第二章气相色谱-第三章高效液相色谱
两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础。分离 的动力为各组分在性质和结构上的差异导致其与固定相 之间作用力有强弱。
三.色谱分类
色谱分析法有很多种类，从不同的 角度出发可以有不同的分类方法。
1.从两相的状态分类： 色谱法中，流动相可以是气体，也可
2. 分子扩散项
B = 2 Dg ：弯曲因子，填充柱色谱， <1。
Dg ： 试 样 组 分 分 子 在 气 相 中 的 扩 散 系 数 （ cm2·s-1）。 由于柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：
a.扩散导致色谱峰变宽，H↑(n↓)，分离变差。 b.分子扩散项与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑ c.扩散系数：Dg ∝（M载气）-1/2 ； M载气↑，B值↓
2 峰高（h）和峰面积：色谱峰顶点与基线的 距离叫峰高。色谱峰与峰底基线所围成区域 的面积叫峰面积。
3. 保留值
1)死时间(tM) ：不与固定相作用的物质 （空气）从进样到出现峰极大值时的时间 ，它与色谱柱的空隙体积成正比。
柱长 L u 死时间 tM
2)保留时间tR：试样从进样到出现峰极大值 时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的 时间tM和组份在固定相中滞留的时间。
H：理论塔板高度，u：载气的线速度(cm/s) 减小A、B、C三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A、B、C三项各与哪些因素有关？
1. 涡流扩散项－A
A = 2λdp dp：固定相的平均颗粒直径 λ：固定相的填充不均匀因子
固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓， 柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻， 色谱峰较窄。
VR tRqv，0
6)调整保留体积VR'：某组份的保留体积扣除 死体积后的体积。
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一、分离原理：1.气相：气相色谱是一种物理的分离方法。
利用被测物质各组分在不同两相间分配系数（溶解度）的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到分离。
2.液相：高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送（最高输送压力可达4.9´107Pa）;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱（每米塔板数可达几万或几十万）；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。
二、应用范围：1.气相：气相色谱法具有分离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作方便等优点，但是受技术条件的限制，沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。
一般对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质部分可采用衍生化法或裂解法。
2.液相：高效液相色谱法，只要求试样能制成溶液，而不需要气化，因此不受试样挥发性的限制。
对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大（大于400 以上）的有机物（些物质几乎占有机物总数的75% ～80% ）原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。
据统计，在已知化合物中，能用气相色谱分析的约占20%，而能用液相色谱分析的约占70～80%。
三、仪器构造：1.气相：由载气源、进样部分、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。
进样部分、色谱柱和检测器的温度均在控制状态。
1.1 柱箱：色谱柱是气相色谱仪的心脏，样品中的各个组份在色谱柱中经过反复多次分配后得到分离，从而达到分析的目的，柱箱的作用就是安装色谱柱。
由于色谱柱的两端分别连接进样器和检测器，因此进样器和检测器的下端（接头）均插入柱箱。
柱箱能够安装各种填充柱和毛细管柱，并且操作方便。
色谱柱（样品）需要在一定的温度条件下工作，因此采用微机对柱箱进行温度控制。
并且由于设计合理，柱箱内的梯度很小。
对于一些成份复杂、沸程较宽的样品，柱箱还可进行三阶程序升温控制。
且程序设定后自动运行无需人工干预，降温时还能自动后开门排热。
1.2 进样器：进样器的作用是将样品送入色谱柱。
如果是液体样品，进样器还必须将其汽化，因此采用微机对进样器进行温度控制。
根据不同种类的色谱柱及不同的进样方式，共有五种进样器可供选择：1.填充柱进样器2.毛细管不分流进样器附件3.毛细管分流进样器附件4.毛细管分流/不分流进样器5.六通阀气体进样器1.3检测器:检测器的作用是将样品的化学信号转化为物理信号（电信号）。
检测器也需要在一定的温度条件下才能正常工作，因此采用微机对检测器进行温度控制。
根据各种样品的化学物理特性，共有五种检测器可供选择：1.氢火焰离子化检测器(FID)2.热导检测器(TCD)3.电子捕获检测器(ECD)4.氮磷检测器(NPD)5.火焰光度检测器(FPD)1.4 数据处理系统该系统可对测试数据进行采集、贮存、显示、打印和处理等操作，使样品的分离、制备或鉴定工作能正确开展。
2.液相：高效液相色谱仪主要有进样系统、输液系统、分离系统、检测系统和数据处理系统组成。
2.1 进样系统一般采用隔膜注射进样器或高压进样间完成进样操作，进样量是恒定的。
这对提高分析样品的重复性是有益的。
2.2 输液系统该系统包括高压泵、流动相贮存器和梯度仪三部分。
高压泵的一般压强为l．47～4．4X107Pa，流速可调且稳定，当高压流动相通过层析柱时，可降低样品在柱中的扩散效应，可加快其在柱中的移动速度，这对提高分辨率、回收样品、保持样品的生物活性等都是有利的。
流动相贮存错和梯度仪，可使流动相随固定相和样品的性质而改变，包括改变洗脱液的极性、离子强度、PH值，或改用竞争性抑制剂或变性剂等。
这就可使各种物质（即使仅有一个基团的差别或是同分异构体）都能获得有效分离。
3.3 分离系统该系统包括色谱柱、连接管和恒温器等。
色谱柱一般长度为10～50cm（需要两根连用时，可在二者之间加一连接管），内径为2～5mm，由"优质不锈钢或厚壁玻璃管或钛合金等材料制成，住内装有直径为5～10μm粒度的固定相（由基质和固定液构成）．固定相中的基质是由机械强度高的树脂或硅胶构成，它们都有惰性（如硅胶表面的硅酸基因基本已除去）、多孔性（孔径可达1000?）和比表面积大的特点，加之其表面经过机械涂渍（与气相色谱中固定相的制备一样），或者用化学法偶联各种基因（如磷酸基、季胺基、羟甲基、苯基、氨基或各种长度碳链的烷基等）或配体的有机化合物。
因此，这类固定相对结构不同的物质有良好的选择性。
例如，在多孔性硅胶表面偶联豌豆凝集素（PSA）后，就可以把成纤维细胞中的一种糖蛋白分离出来。
另外，固定相基质粒小，柱床极易达到均匀、致密状态，极易降低涡流扩散效应。
基质粒度小，微孔浅，样品在微孔区内传质短。
这些对缩小谱带宽度、提高分辨率是有益的。
根据柱效理论分析，基质粒度小，塔板理论数N就越大。
这也进一步证明基质粒度小，会提高分辨率的道理。
再者，高效液相色谱的恒温器可使温度从室温调到60C，通过改善传质速度，缩短分析时间，就可增加层析柱的效率。
2.4 检测系统高效液相色谱常用的检测器有紫外检测器、示差折光检测器和荧光检测器三种。
（1）紫外检测器该检测器适用于对紫外光（或可见光）有吸收性能样品的检测。
其特点：使用面广（如蛋白质、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用）；灵敏度高（检测下限为10-10g／ml）；线性范围宽；对温度和流速变化不敏感；可检测梯度溶液洗脱的样品。
（2）示差折光检测器凡具有与流动相折光率不同的样品组分，均可使用示差折光检测器检测。
，糖类化合物的检测使用此检测系统。
这一系统通用性强、操作简单，但灵敏度低（检测下限为10-7g／ml），流动相的变化会引起折光率的变化，因此，它既不适用于痕量分析，也不适用于梯度洗脱样品的检测。
（3）荧光检测器凡具有荧光的物质，在一定条件下，其发射光的荧光强度与物质的浓度成正比。
因此，这一检测器只适用于具有荧光的有机化合物（如多环芳烃、氨基酸、胺类、维生素和某些蛋白质等）的测定，其灵敏度很高（检测下限为10-12～10-14g／ml），痕量分析和梯度洗脱作品的检测均可采用。
2.5 数据处理系统该系统可对测试数据进行采集、贮存、显示、打印和处理等操作，使样品的分离、制备或鉴定工作能正确开展。
光度定义分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析。
常用的波长范围为：(1)200～400nm的紫外光区(2)400～760nm的可见光区,(3)2.5～25μm（按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>）的红外光区。
所用仪器为紫外分光光度计、可见光分光光度计（或比色计）、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。
为保证测量的精密度和准确度，所有仪器应按照国家计量检定规程或本附录规定，定期进行校正检定。
仪器组成分光光度计已经成为现代分子生物实验室常规仪器。
常用于核酸，蛋白定量以及细菌生长浓度的定量。
仪器主要由光源、单色器、样品室、检测器、信号处理器和显示与存储系统组成。
光谱范围包括波长范围为400~760 nm的可见光区和波长范围为200～400 nm的紫外光区.不同的光源都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源.钨灯的发射光谱:钨灯光源所发出的400～760nm波长的光谱光通过三棱镜折射后,可得到由红橙,黄绿,蓝靛,紫组成的连续色谱;该色谱可作为可见光分光光度计的光源.氢灯（或氘灯）的发射光谱:氢灯能发出185～400 nm波长的光谱可作为紫外光光度计的光源.物质的吸收光谱(1)如果在光源和棱镜之间放上某种物质的溶液,此时在屏上所显示的光谱已不再是光源的光谱,它出现了几条暗线,即光源发射光谱中某些波长的光因溶液吸收而消失,这种被溶液吸收后的光谱称为该溶液的吸收光谱.不同物质的吸收光谱是不同的.因此根据吸收光谱,可以鉴别溶液中所含的物质.物质的吸收光谱(2)当光线通过某种物质的溶液时透过的光的强度减弱.因为有一部分光在溶液的表面反射或分散,一部分光被组成此溶液的物质所吸收只有一部分光可透过溶液.入射光= 反射光+ 分散光+ 吸收光+ 透过光如果我们用蒸馏水(或组成此溶液的溶剂)作为"空白"去校正反射,分散等因素造成的入射光的损失则:入射光= 吸收光十透过光2原理分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的光源，光线透过测试的样品后，部分光线被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样品的浓度。
样品的吸光值与样品的浓度成正比。
单色光辐射穿过被测物质溶液时，被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度（光路长度）成正比，其关系如下式：A=-lg(I/I。
)=-lgT=kLc式中:A 为吸光度；基本原理I。
为入射的单色光强度；I 为透射的单色光强度；T 为物质的透射率；k 为摩尔吸收系数；L 为被分析物质的光程，即比色皿的边长c 为物质的浓度物质对光的选择性吸收波长，以及相应的吸收系数是该物质的物理常数。
当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后可用同样条件将该供试品配成溶液，测定其吸收度,即可由上式计算出供试品中该物质的含量。
在可见光区，除某些物质对光有吸收外，很多物质本身并没有吸收但可在一定条件下加入显色试剂或经过处理使其显色后再测定,故又称比色分析。
由于显色时影响呈色深浅的因素较多，且常使用单色光纯度较差的仪器，故测定时应用标准品或对照品同时操作。
核酸的定量核酸的定量是分光光度计使用频率最高的功能。
可以定量溶于缓冲液的寡核苷酸，单链、双链DNA，以及RNA。
核酸的最高吸收峰的吸收波长260 nm。
每种核酸的分子构成不一，因此其换算系数不同。
定量不同类型的核酸，事先要选择对应的系数。
如：1OD 的吸光值分别相当于50μg/ml的dsDNA，37μg/ml的ssDNA，40μg/ml的RNA，30μg/ml的Olig。
测试后的吸光值经过上述系数的换算，从而得出相应的样品浓度。
测试前，选择正确的程序，输入原液和稀释液的体积，尔后测试空白液和样品液。
然而，实验并非一帆风顺。
读数不稳定可能是实验者最头痛的问题。
灵敏度越高的仪器，表现出的吸光值漂移越大。
事实上，分光光度计的设计原理和工作原理，允许吸光值在一定范围内变化，即仪器有一定的准确度和精确度。
如Eppendorf Biophotometer的准确度≤1.0%（1A）。
这样多次测试的结果在均值1.0%左右之间变动，都是正常的。
另外，还需考虑核酸本身物化性质和溶解核酸的缓冲液的pH值，离子浓度等：在测试时，离子浓度太高，也会导致读数漂移，因此建议使用pH值一定、离子浓度较低的缓冲液，如TE，可大大稳定读数。