气相液相色谱技术及应用ppt课件

昆虫生理毒理组昆虫生理毒理组l色谱法色谱法chromatographychromatography是是2020世纪初世纪初由俄国植物学家由俄国植物学家TswettTswett发明并命名的发明并命名的 l 19031903年，他做了一个著名的实验，年，他做了一个著名的实验，把枯燥的叶用石油醚萃取后，将少量的把枯燥的叶用石油醚萃取后，将少量的萃取液倾入填充有沉降萃取液倾入填充有沉降CaCO3CaCO3的直立玻璃的直立玻璃管柱的顶端，然后用石油醚洗脱，发现管柱的顶端，然后用石油醚洗脱，发现叶中的色素在叶中的色素在CaCO3CaCO3柱上相互分别，构成柱上相互分别，构成不同颜色的色带。他把这种方法命名为不同颜色的色带。他把这种方法命名为色谱法色谱法ChromatographyChromatography。l1931年，年，Kuhn和和Lederer用填充氧化铝粉用填充氧化铝粉末的柱管将胡萝卜素中两种性质非常类末的柱管将胡萝卜素中两种性质非常类似的烃的异构体似的烃的异构体-和和-胡萝卜素分别胡萝卜素分别胜利，才引起人们的留意，认识到色谱胜利，才引起人们的留意，认识到色谱法在分别混合物方面有着宽广的前景。法在分别混合物方面有着宽广的前景。l1940-1943年，年，Tiselius开展了吸附色谱，开展了吸附色谱，并由于在吸附色谱和电泳等方面做出的并由于在吸附色谱和电泳等方面做出的重要奉献而获得重要奉献而获得1948年的诺贝尔化学奖。年的诺贝尔化学奖。l1941年，年，Martin和和Synge在研讨氨基酸分在研讨氨基酸分别时又发明了分配色谱法，他们因此获别时又发明了分配色谱法，他们因此获得了得了1952年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。l色谱是一种分别技术，当这种分别技术色谱是一种分别技术，当这种分别技术运用于化学分析，就是色谱分析运用于化学分析，就是色谱分析l色谱分析的根本要求是实现各混合物的色谱分析的根本要求是实现各混合物的分别分别l它的分别原理是使混合物中各组分在两它的分别原理是使混合物中各组分在两相间进展分配：即固定相、流动相相间进展分配：即固定相、流动相l固定相分两类：活性固体、活性液体固定相分两类：活性固体、活性液体l流动相普通为惰性气体或有机溶剂流动相普通为惰性气体或有机溶剂1.色谱法分类色谱法分类 按两相物理形状分类：按两相物理形状分类：气气-固色谱固色谱gas-solid chromatography,GSC气气-液色谱液色谱gas-liquid chromatography,GLC液液-固色谱固色谱liquid-solid chromatography,LSC液液-液色谱液色谱liquid-liquid chromatography,LLC 按固定相形状分类：按固定相形状分类：填充柱色谱填充柱色谱柱色谱柱色谱 毛细柱色谱开管式色谱毛细柱色谱开管式色谱 1.色谱法分类色谱法分类 按分别过程物理化学原理分类：按分别过程物理化学原理分类：吸附色谱：用固体吸附剂做色谱固定相，吸附色谱：用固体吸附剂做色谱固定相，样品各组分在吸附剂上吸附力大小不同。样品各组分在吸附剂上吸附力大小不同。分配色谱：用液体做固定相，利用试样组分配色谱：用液体做固定相，利用试样组分在固定相中溶解、吸收或吸着才干不分在固定相中溶解、吸收或吸着才干不同，因此两相分配系数不同进展分别。同，因此两相分配系数不同进展分别。离子交换色谱：离子交换剂为固定相，分离子交换色谱：离子交换剂为固定相，分分别子型化合物分别子型化合物还有：离子对色谱、凝胶色谱、络合色谱、还有：离子对色谱、凝胶色谱、络合色谱、亲和色谱等。亲和色谱等。2.色谱过程色谱过程:由于各组分在固定相的分配系数或由于各组分在固定相的分配系数或吸附和脱附才干有差别，各组分在吸附和脱附才干有差别，各组分在色谱柱中的滞留时间也就不同，即色谱柱中的滞留时间也就不同，即它们在柱中向前挪动的速率不同。它们在柱中向前挪动的速率不同。随着流动相不断流过，组分在柱中随着流动相不断流过，组分在柱中两相间经过了反复多次的分配和平两相间经过了反复多次的分配和平衡过程，当挪动一定柱长以后，试衡过程，当挪动一定柱长以后，试样中各组分即可得到较完好的分别。样中各组分即可得到较完好的分别。1基线基线 2色谱峰色谱峰 3峰高与峰面积峰高与峰面积 4 保管时间保管时间 色谱图：色谱图：流 动 相流 动 相供 输 系供 输 系统统进 样进 样器器色谱柱色谱柱恒温箱恒温箱检测器检测器恒温箱恒温箱数据处置数据处置系统系统组分搜集组分搜集系统系统控制显示系控制显示系统统计算机计算机l流动相：气流动相：气-液色谱分别中载气是惰性的，液色谱分别中载气是惰性的，仅携带样品经过色谱柱。气仅携带样品经过色谱柱。气-固色谱载气固色谱载气与组分一同与固体吸附剂作用，因此对与组分一同与固体吸附剂作用，因此对气谱分别具有一定影响。气谱分别具有一定影响。l普通载气主要为：氮、氢、氦、氩、空普通载气主要为：氮、氢、氦、氩、空气、氧气、二氧化碳等。气、氧气、二氧化碳等。l要求：纯度高要求：纯度高l进样系统：进样就是把试样快速、进样系统：进样就是把试样快速、准确的加到色谱柱头。假设试样为准确的加到色谱柱头。假设试样为纯液体或溶液，那么要求在进样系纯液体或溶液，那么要求在进样系统中瞬间气化。进样系统包括进样统中瞬间气化。进样系统包括进样口、气化室。气化室的温度通常比口、气化室。气化室的温度通常比试样中最难气化的组分的沸点高试样中最难气化的组分的沸点高5050。l气谱柱：色谱柱包括填充柱和毛细柱，填充柱气谱柱：色谱柱包括填充柱和毛细柱，填充柱是在柱内均匀、严密填充固定相颗粒的色谱柱。是在柱内均匀、严密填充固定相颗粒的色谱柱。填充柱管通常用玻璃、金属不锈钢、铜、铝填充柱管通常用玻璃、金属不锈钢、铜、铝或聚四氟乙烯制成。柱长或聚四氟乙烯制成。柱长1-3m1-3m。填充剂可以是。填充剂可以是吸附剂气吸附剂气-固色谱，也可以是涂有固定液固色谱，也可以是涂有固定液的载体气的载体气-液色谱。毛细柱普通为开管柱，液色谱。毛细柱普通为开管柱，即在毛细柱内壁上涂有固定液。即在毛细柱内壁上涂有固定液。l l固定相固定相:l 气气-固色谱以固体吸附剂作为固定相，固色谱以固体吸附剂作为固定相，例如：炭质吸附剂、硅胶、氧化铝等。例如：炭质吸附剂、硅胶、氧化铝等。l 气气-液色谱以涂有固定液的载体作为固液色谱以涂有固定液的载体作为固定相。固定液系涂渍在载体外表上起分定相。固定液系涂渍在载体外表上起分别作用的物质，在操作温度下不易挥发别作用的物质，在操作温度下不易挥发的物质。例如：聚硅氧烷的物质。例如：聚硅氧烷 。l检测器：是能检测色谱柱流出组分及这些检测器：是能检测色谱柱流出组分及这些组分量的变化的器件，其功能是将经色谱组分量的变化的器件，其功能是将经色谱分别的组分的物质信号转化为易于丈量的分别的组分的物质信号转化为易于丈量的电信号，故也称为电信号，故也称为“换能器。最常用的检换能器。最常用的检测器是热导检测器测器是热导检测器TCD和火焰离子化和火焰离子化检测器检测器FID。此外，电子俘获检测器。此外，电子俘获检测器ECD和火焰光度检测器和火焰光度检测器FPD也用也用得比较多。得比较多。l1、为什么程序升温可以更好的实现混合、为什么程序升温可以更好的实现混合物的分别？物的分别？l恒温气相色谱的柱温恒定在试样平均沸恒温气相色谱的柱温恒定在试样平均沸点，如试样的沸程很宽，那么低沸点组点，如试样的沸程很宽，那么低沸点组分因柱温太高而色谱峰窄，相互重叠，分因柱温太高而色谱峰窄，相互重叠，而高沸点组分又因柱温太低，洗出很慢，而高沸点组分又因柱温太低，洗出很慢，有些甚至不能洗出有些甚至不能洗出l 假设采用程序升温，采用足够低的初始假设采用程序升温，采用足够低的初始温度，低沸点组分最先洗出，得到很好温度，低沸点组分最先洗出，得到很好分别，随着柱温升高，较高沸点的组分分别，随着柱温升高，较高沸点的组分也能较快洗出，得到良好的峰形也能较快洗出，得到良好的峰形l2、为什么需求分流？、为什么需求分流？l 由于开管柱载气体积流速很小，将样品由于开管柱载气体积流速很小，将样品从汽化室冲洗到色谱柱需求较长时间，从汽化室冲洗到色谱柱需求较长时间，导致进样器内色谱带扩张。此外，开管导致进样器内色谱带扩张。此外，开管柱样品容量小，采用填充柱常规进样方柱样品容量小，采用填充柱常规进样方式，引入样品量将超越色谱柱负荷式，引入样品量将超越色谱柱负荷l3、气谱峰的拖尾与哪些要素有关？如何、气谱峰的拖尾与哪些要素有关？如何消除？消除？l与载体、样品类型、进样量等要素有关。与载体、样品类型、进样量等要素有关。l 样品含脂肪烃、芳香烃、烯烃等成较弱样品含脂肪烃、芳香烃、烯烃等成较弱的拖尾；含羟基、羧基的醇、酸等严重的拖尾；含羟基、羧基的醇、酸等严重拖尾；脂类拖尾较小。拖尾；脂类拖尾较小。l 进样量小，拖尾弱，进样量大，拖尾严进样量小，拖尾弱，进样量大，拖尾严重。重。l尽量减少进样量尽量减少进样量l构成衍生物构成衍生物l综上所述，运用仪器时，应留意：综上所述，运用仪器时，应留意：l 1.样品要进展净化，提纯样品要进展净化，提纯l 2.进样量要控制在一定范围内进样量要控制在一定范围内l 3.进样要迅速进样要迅速l 4.柱温要控制在柱温要控制在300 以内，以免损害以内，以免损害柱子柱子l流动相：种类较多。改动流动相的性质流动相：种类较多。改动流动相的性质和组成，是提高色谱系统分别度和分析和组成，是提高色谱系统分别度和分析速度的重要手段速度的重要手段l根本要求：坚持色谱柱的稳定性、化学根本要求：坚持色谱柱的稳定性、化学惰性、必需适宜所运用的检测器、具有惰性、必需适宜所运用的检测器、具有溶解样品的才干、溶剂的清洗和改换方溶解样品的才干、溶剂的清洗和改换方便、毒性小、价钱廉价、纯度高便、毒性小、价钱廉价、纯度高l色谱柱：采用优质不锈钢管或硬质玻璃色谱柱：采用优质不锈钢管或硬质玻璃管。最好是直形柱。装柱方法复杂，需管。最好是直形柱。装柱方法复杂，需求高压泵加压。求高压泵加压。l硅胶是高效液相色谱运用最多的固定相硅胶是高效液相色谱运用最多的固定相填料。最重要的有两种：外表多孔层硅填料。最重要的有两种：外表多孔层硅胶，全多孔微粒硅胶。胶，全多孔微粒硅胶。l高压泵：它将流动相在高压下延续不断地高压泵：它将流动相在高压下延续不断地送入色谱系统。高压泵的性能直接影响整送入色谱系统。高压泵的性能直接影响整机的稳定性、反复性和分析精度。机的稳定性、反复性和分析精度。l 它应具有如下性能：流量稳定；流它应具有如下性能：流量稳定；流量范围宽，且延续可调；输出压力高、密量范围宽，且延续可调；输出压力高、密封性能好；耐腐蚀；操作、改换溶剂方便。封性能好；耐腐蚀；操作、改换溶剂方便。l检测器：常用的有紫外检测器检测器：常用的有紫外检测器ultraviolet detector,UV和荧光检测和荧光检测器器fluorescence detector,FD。1、气相色谱法、气相色谱法 1高选择性：可以分别分析性质极为高选择性：可以分别分析性质极为相近的物质相近的物质 2高效能高效能 3高灵敏度高灵敏度 4分析速度快分析速度快 但由于它要求试样必需可以气化，使其但由于它要求试样必需可以气化，使其运用遭到一定限制。运用遭到一定限制。2、高效液相色谱法、高效液相色谱法HPLC 1高效高效 2高速高速 3较高灵敏度较高灵敏度 4高度自动化高度自动化 1HPLC不受试样挥发性和相对分子质量的限制，不受试样挥发性和相对分子质量的限制，可用于分别高沸点、相对分子质量大、热稳定性差可用于分别高沸点、相对分子质量大、热稳定性差的有机化合物，还可用于各种离子的分别。的有机化合物，还可用于各种离子的分别。2HPLC不仅可利用被分别组分的极性差别，还不仅可利用被分别组分的极性差别，还可利用组分分子尺寸大小的差别、离子交换才干的可利用组分分子尺寸大小的差别、离子交换才干的差别以及生物分子间亲和力的差别进展分别。它还差别以及生物分子间亲和力的差别进展分别。它还可以用多种溶剂作为流动相，对于性质和构造类似可以用多种溶剂作为流动相，对于性质和构造类似的物质，分别的能够性比气相色谱法更大。的物质，分别的能够性比气相色谱法更大。3HPLC易于搜集流出的组分，可利用制备柱进易于搜集流出的组分，可利用制备柱进展较大量的制备。展较大量的制备。多重联用多重联用 气相色谱气相色谱-质谱质谱GC-MSGC-MS液相色谱液相色谱-质谱质谱LC-MSLC-MS曾经是实验室里最需求并曾经是实验室里最需求并被以为是一定会出现的技术配备。被以为是一定会出现的技术配备。今天的色谱技术开展是日新月异，不今天的色谱技术开展是日新月异，不但与质谱连用，还与液谱、红外光谱仪、但与质谱连用，还与液谱、红外光谱仪、EAGEAG等连用，大大的加大了其运用范围。等连用，大大的加大了其运用范围。气谱进气谱进样口样口毛细管毛细管柱柱触 角 检触 角 检测器测器双通道记双通道记录仪录仪气谱的气谱的FID检测器检测器气相色谱运用于昆虫化学生态学昆虫性信息素的研讨 昆虫抑卵信息素的 研讨气相色谱运用于昆虫化学生态学昆虫性信息素的研讨 昆虫抑卵信息素的 研讨l在昆虫分类中的运用在昆虫分类中的运用 l利用气相色谱技术对昆虫表皮碳氢化合利用气相色谱技术对昆虫表皮碳氢化合物进展分析，并以此来对昆虫进展分类物进展分析，并以此来对昆虫进展分类鉴定，是近年来昆虫分类研讨的一种新鉴定，是近年来昆虫分类研讨的一种新方法。它主要用于近缘种及种下类群的方法。它主要用于近缘种及种下类群的分类研讨。分类研讨。l例如：用气相色谱例如：用气相色谱(GC)分析冈比亚按蚊分析冈比亚按蚊Anopheles gambiae复合组中两个近复合组中两个近缘种缘种An.arabiensis、An.gambiae，结果，结果发现发现C25-39的化合物分布有种间差别。的化合物分布有种间差别。1.开氮气，平衡非常钟开氮气，平衡非常钟2.翻开气相色谱仪开关，转换器开关，计算机开关翻开气相色谱仪开关，转换器开关，计算机开关3.翻开翻开Class-GC10程序程序4.调出调出realtime 系统，设置程序升温，点击系统，设置程序升温，点击system on，激活，激活5.开氢气、空气，平衡非常钟开氢气、空气，平衡非常钟6.点火点火l关机关机l1.设置降温程序：进样口、柱温、检测器设置降温程序：进样口、柱温、检测器都为都为25，等待降温。，等待降温。l2.降温之后，封锁程序降温之后，封锁程序l3.关机，封锁色谱仪，转换器，拔掉电源。关机，封锁色谱仪，转换器，拔掉电源。l4.关氢气、氮气、空气。关氢气、氮气、空气。l5整理桌面，关灯。整理桌面，关灯。l任务站构造包括：修正和设定气谱条件任务站构造包括：修正和设定气谱条件部分部分(configuration)(configuration)，实时分析系统，实时分析系统real time analysis)real time analysis)，分析数据和修，分析数据和修正文件部分正文件部分(post run analysis)(post run analysis)等。等。l它可以把电信号传输到电子计算机上，它可以把电信号传输到电子计算机上，并且进展分析。大大减轻了研讨者的劳并且进展分析。大大减轻了研讨者的劳动量。动量。翻开翻开real time analysisreal time analysis，翻开，翻开setupsetup窗口，窗口，进入进入TempTemp窗口，设置柱温，检测器，进窗口，设置柱温，检测器，进样口温度及升温程序，点击样口温度及升温程序，点击system onsystem on，翻开翻开GC MonitorGC Monitor。等到窗口出现等到窗口出现ReadyReady，进入，进入Sample LoginSample Login窗窗口，输入分析试样资料，保管。口，输入分析试样资料，保管。进样，点击进样，点击start,start,开场分析。开场分析。