气相色谱法的基本知识及应用

高效液相色谱法(HPLC)

概述：

色谱法是一种应用范围相当广泛的分离分析技术，它已有近百年的发展史。

二十世纪五、六十年代石油及石油化工的突起促使了GC技术大发展，而七、八十年代生命科学、生化、制药工业的发展推动了HPLC的迅速发展。

目前除分析化学外，生物化学，石油化学，有机化学，无机化学等学科都普遍采用色谱技术。现代高效液相色谱仪，以其高效，快速和自动化等特点成为当代分析仪器中发展最快的仪器。HPLC已成为操作方便、准确、快速并能解决困难分离问题的强有力的分析手段。

适用范围广：

已知有机物中仅20%不经预先化学处理，可用GC分析；而其余80%有机物可用HPLC分析。HPLC适于分离生物、医学大分子和离子化合物，不稳定的天然产物，种类繁多的其它高分子及不稳定化合物。

第一课色谱法概述

色谱法是一种重要的分离分析方法，它是利用不同物质在两相中具有不同的分

配系数(或吸附系数、渗透性)，当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反

复分配而实现分离。在色谱技术中，流动相为气体的叫气相色谱，流动相为液体的叫

液相色谱。固定相可以装在柱内，也可以做成薄层。前者叫柱色谱，后者叫薄层色谱。

根据色谱法原理制成的仪器叫色谱仪，目前，主要有气相色谱仪和液相色谱仪。

色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。1905年，他将从植物色素提取的石油

醚提取液倒人一根装有碳酸钙的玻璃管顶端，然后用石油醚淋洗，结果使不同色素得

到分离，在管内显示出不同的色带，色谱一词也由此得名。这就是最初的色谱法。后

来，用色谱法分析的物质已极少为有色物质，但色谱一词仍沿用至今，在50年代，色

谱法有了很大的发展。1952年，詹姆斯和马丁以气体作为流动相分析了脂肪酸同系物

并提出了塔板理论。1956年范第姆特总结了前人的经验，提出了反映载气流速和柱效

关系的范笨姆特方程，建立了初步的色谱理论。同年，高莱(Golay)发明了毛细管拄，

以后又相继发明了各种检测器，使色谱技术更加完善。50年代末期，出现了气相色谱

和质谱联用的仪器，克服了气相色谱不适于定性的缺点。则年代，由于检测技术的提

高和高压泵的出现，高效液相色谱迅远发展，使得色谱法的应用范围大大扩展。目前

，由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用，使得色谱法已成为一种

分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析仪器。

在这里主要介绍气相色谱分析法。同时也适当介绍液相色谱法。气相色谱法的

基本理论和定性定量方法也适用于液相色谱法。其不同之处在液相色谱法中介绍。

第二课气相色谱仪

典型的气相色谱仪具有稳定流量的载气，将汽化的样品由汽化室

带入色谱柱，在色谱柱中不同组分得到分离，并先后从色谱柱中流出，

经过检测器和记录器，这些被分开的组分成为一个一个的色谱峰。色

谱仪通常由下列五个部分组成：

1.载气系统（包括气源和流量的调节与测量元件等）

2.进样系统（包括进样装置和汽化室两部分）

3.分离系统（主要是色谱柱）

4.检测、记录系统（包括检测器和记录器）

5.辅助系统（包括温控系统、数据处理系统等）

第三课气相色谱仪－载气系统

载气通常为氮、氢和氢气，由高压气瓶供给。由高压气瓶出来的载气需经过装有活性炭或分子筛的净化器，以除去载气中的水、氧等有害杂质。由于载气流速的变化会引起保留值和检测灵敏度的变化，因此，一般采用稳压阀、稳流阀或自动流量控制装置，以确保流量恒定。载气气路有单柱单气路和双柱双气路两种。前者比较简单，后者可以补偿因固定液流失、温度被动所造成的影响，因而基线比较稳定。

第四课气相色谱仪－进样系统

进样系统包括进样装置和汽化室。气体样品可以用注射进样，也可以用定量阀进样。液体样品用微量注射器进样。固体样品则要溶解后用微量注射器进样。样品进入汽化室

后在一瞬间就被汽化，然后随载气进入色谱柱。根据分析样品的不同，汽化室温度可以在50一400℃范围内任意设定。通常，汽化室的温度要比使用的最高柱温高 10一50℃以保证样品全部汽化。进洋量和进样速度会影响色谱柱效率。

进样量过大造成色谱柱超负荷，进样速度慢会使色谱峰加宽，影响分离效果。

第五课气相色谱仪－分离系统

色谱柱是色谱仪的分离系统。试样中各组分的分离在色谱

柱中进行，因此，色谱柱是色谱仪的核心部分。色谱往

主要有两类：填充柱和毛细管柱，现分别叙述如下: 1．填充柱

填充柱由柱管和固定相组成，柱管材料为不锈钢或玻璃，内径为2—4毫米，长为1—3米。往内装有固定相，固定相又包括固体固定相和液体固定相两种。

2．毛细管往

毛细管柱又叫空心柱，空心柱分涂壁空心柱，多孔层空

心柱和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀地涂

在内径0．1—0．5毫米的毛钢管内壁而成。毛细管的材

料可以是不锈钢、玻璃或石英。这种色谱柱具有渗透性好、传质阻力小等特点，因此柱子可以做得很长(一般

几十米，最长可到三百米)。和填充柱相比，其分离效率高，分析速度快,样品用量小。其缺点是样品负荷量小，

因此经常需要采用分流技术。柱的制备方法也比较复杂；多孔层空心柱是在毛细管内壁适当沉积上一层多孔性物质，然后涂上固定液。这种柱容量比较大，渗透性好，

故有稳定、高效、决速等优点。

第六课气相色谱仪－检测系统

1．热导检测器热导检测器

( Thermal coductivity detector，简称 TCD )，是应

用比较多的检测器，不论对有机物还是无机气体都有响应。热导检测器由热导池池体和热敏元件组成。热敏元