仪器分析复习重点南京工业大学生物与制药工程学院.doc

仪器分析重点提要

GC

1、GC仪和HPLC仪在结构原理上有何异同？

答：同：气源→→色谱柱→检测器→记录仪

进样

异：（1）气源用气泵或贮气瓶供气；（2）要让被测样品组分充分气化，相关通路中应具备高温（100~400℃）环境。

2、能够在GC上检测的化合物，应具哪些主要的理化特性？

答：具有易挥发性、高温不分解、不能与载气发生反应。

3、GC常用载气有哪些？

答：N2、H2、Ne

4、固定相、吸附剂、担体、固定液有何异同？常见的气-固吸附色谱有哪些？常见的担体、固定液有哪些？

答：一、固定相主要分二大类：（1）固体固定相（2）液体固定相

气-固（吸附）色谱固定相吸附剂分类：

吸附剂（1）非极性吸附剂：如活性炭

（2）极性吸附剂：如硅胶、氧化铝、分子筛等

气-液色谱（分配色谱）固定相（1）固定液（2）惰性担体

担体：又称为载体，是一种化学惰性的多孔固体颗粒，作用是提供惰性表面，支持固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面。

二、常见的气-固吸附色谱

（1）非极性吸附剂：如活性炭

（2）极性吸附剂：如硅胶（较强极性）、活性氧化铝（弱极性）、分子筛等

三、常见的担体有：（1）硅藻土型（红色硅藻土白色硅藻土）

（2）非硅藻土型

常见固定液

第一类：非极性固定液

多数是饱和烷烃，如：异角鲨烷。固定液和组分分子间的作用力是色散力，主要用于分离烃类和非极性化合物

第二类：弱极性固定液

主要是含甲基的硅氧烷类。固定液和组分分子间的作用力为色散力。

第三类：中等极性固定液

种类多、应用广，如硅氧烷（OV－17）等

5、GC检测器可分为哪几种类型（英文缩写），其工作原理是什么？哪些属于浓度型检测器，哪些属于质量型检测器？

答：（1）热导池检测器（TCD）

检测原理：基于不同的物质有不同的导热系数

（2）（氢）火焰离子化检测器（FID）

原理：根据气体的导电率与该气体中所含带电离子的浓度呈正比这一事实而设计的。

一般情况下，组分蒸汽不导电，但在能源作用下，组分蒸汽可被电离生成带电离子而导电。

（3）电子捕获检测器（ECD）

原理：第一步:形成约10-8A的基流

N2 +β→ N2+ + e-

第二步：电子捕获

AB + e- → AB- + E

AB + e- → A· + B- + E

第三步：生成中性化合物

AB- + N2+ → AB + N2

A- 或 B- + N2+ →中性分子→由载气带出

（4）火焰光度检测器（FPD）

原理：利用在一定外界条件下（即在富氢条件下燃烧）促使一些物质产生化学发光，通过波长选择、光信号接收，经放大把物质及其含量和特征的信号联系起来。按输出信号与组分含量关系：（1）浓度型检测器(热导池检测器、电子捕获检测器)

（2）质量型检测器(（氢）火焰离子化检测器、火焰光度检测器) 6、各种检测器一般用什么载气？氢焰检测器、火焰光度检测器涉及到哪几种气体？

答：热导池检测器（TCD：用N2作载气，灵敏度较低，He、H2，灵敏度高（氢）火焰离子化检测器（FID）：选用N2作载气

电子捕获检测器（ECD）：载气一般为N2或Ar

火焰光度检测器（FPD）：N2

氢焰检测器涉及：H2、O2、N2

火焰光度检测器涉及：H2、O2、N2

7、各种检测器在性能上各有什么特点？各有什么缺点？各有什么侧重应用？

答：（1）热导池检测器（TCD）

由于结构简单，性能稳定，通用性好，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成熟的一种检测器。其主要缺点是灵敏度较低。

（2）（氢）火焰离子化检测器（FID）

特点：灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约103倍；能检测大多数含碳有机化合物；死体积小，响应速度快，线性范围也宽；结构不复杂，操作简单，是目前应用最广泛的色谱检测器之一

缺点：不能检测永久性气体；燃烧会破坏离子原形，无法回收

（3）电子捕获检测器（ECD）

特点：γ电子俘获检测器是选择性很强的、浓度型检测器

γ具有灵敏度高、选择性好

γ对电负性物质特别敏感

γ分析痕量电负性有机物最有效的检测器

γ广泛应用于农药残留量、大气及水质污染分析，以及生物化学、医学、药物学和环境监测

缺点：是线性范围窄，只有103左右，且响应易受操作条件的影响，重现性较差（4）火焰光度检测器（FPD）

它是一种对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质量型检测器，检出限可达10-12g（对P）或10-11g·（对S）

用于大气中痕量硫化物以及农副产品，水中的毫微克级有机磷和有机硫农药残留量的测定。

8、GC试验条件涉及哪些因素？

答：一、分离效果指标

1、柱效能

2、选择性

3、总分离效能指标――分离度（又称为分辨率）

4、基本分离方程（n 、α、k 、R 之间的关系）

二、色谱分离操作条件的选择

1、载气及流速

2、固定液的配比（又称为液担比）： 影响CLu

3、柱温的选择

4、气化温度的选择

5、色谱柱长和内径的选择

6、进样时间和进样量的选择

7、检测室温度

8、样品的预处理：分解法和衍生法

9、载气的流速一般为多少？柱温的选择原则？

答：一、流速大小：若需用流速大的载气可用分子量小，扩散系数大的 H2或He ，减小气相传质阻力；若需载气流速小的载气，则可用分子量大，扩散系数小的N2或Ar 为载气，减小分子扩散的影响

对于填充柱，N2的最佳实用线速为10～20cm/s ，

H2的最佳实用线速为15～20cm/s

二、柱温的选择

1. 在能保证R 的前提下尽量使用接近或略低于组分的平均沸点的温度。

2. 绝不能高于固定液使用温度。

3. 宽沸程样品应采用程序升温

10、固定液的选择及用量，组分的流出先后（要会举一反三）。

答：固定液用量及其配比的选择：

①固定液用量太少，易存在活性中心，致使峰形拖尾；且会引起柱容量下降，进样量减少 ②常采用固定液和载体总重量之比来表示，简称液载比，在填充柱色谱中，液担比一般为 5％～25％。

固定液选择及其组分流出先后关系：

（i ）分离非极性物质：一般选用非极性固定液

☞ 组分和固定液分子间的作用力主要是色散力

☞ 试样中各组分按沸点由低到高的顺序出峰

☞ 常用的有：角鲨烷（异三十烷）、十六烷、硅

油等

（ii ）分离中等极性物质：一般选用中等极性固

定液

☞ 组分和固定液分子间作用力主要是色散力和

诱导力。

☞ 试样中各组分按沸点由低到高的顺序出峰

（iii ）分离极性物质：选用极性固定液

☞ 组分和固定液分子间的作用力主要是定向

力

☞ 待测试样中各组分按极性由小到大的顺序出峰

例：用极性固定液聚乙二醇(PEG)-600，分析乙醛、丙烯醛气体混合物的情形就是这样，C

B u op