① 氣相色譜儀和液相色譜儀的異同點
氣相色譜儀與液相色譜儀的區別主要體現在分離、應用的范圍以及儀器的構造上不同。
一、分離原理:
1.氣相:氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質各組分在不同兩相間分配系數(溶解度)的微小差異,當兩相作相對運動時,這些物質在兩相間進行反復多次的分配,使原來只有微小的性質差異產生很大的效果,而使不同組分得到分離。
2.液相:高效液相色譜法是在經典色譜法的基礎上,引用了氣相色譜的理論,在技術上,流動相改為高壓輸送(最高輸送壓力可達4.9′107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成,從而使柱效大大高於經典液相色譜(每米塔板數可達幾萬或幾十萬);同時柱後連有高靈敏度的檢測器,可對流出物進行連續檢測。
二、應用范圍:
1.氣相:氣相色譜法具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優點,但是受技術條件的限制,沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難於應用氣相色譜法進行分析。一般對500℃以下不易揮發或受熱易分解的物質部分可採用衍生化法或裂解法。
2.液相:高效液相色譜法,只要求試樣能製成溶液,而不需要氣化,因此不受試樣揮發性的限制。對於高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大於400以上)的有機物(些物質幾乎佔有機物總數的75%~80%)原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。
三、儀器構造:
1.氣相:由載氣源、進樣部分、色譜柱、柱溫箱、檢測器和數據處理系統組成。進樣部分、色譜柱和檢測器的溫度均在控制狀態。
1.1柱箱:色譜柱是氣相色譜儀的心臟,樣品中的各個組份在色譜柱中經過反復多次分配後得到分離,從而達到分析的目的,柱箱的作用就是安裝色譜柱。由於色譜柱的兩端分別連接進樣器和檢測器,因此進樣器和檢測器的下端(接頭)均插入柱箱。柱箱能夠安裝各種填充柱和毛細管柱,並且操作方便。色譜柱(樣品)需要在一定的溫度條件下工作,因此採用微機對柱箱進行溫度控制。並且由於設計合理,柱箱內的梯度很小。對於一些成份復雜、沸程較寬的樣品,柱箱還可進行三階程序升溫控制。且程序設定後自動運行無需人工干預,降溫時還能自動後開門排熱。
1.2進樣器:進樣器的作用是將樣品送入色譜柱。如果是液體樣品,進樣器還必須將其汽化,因此採用微機對進樣器進行溫度控制。根據不同種類的色譜柱及不同的進樣方式,共有五種進樣器可供選擇:1.填充柱進樣器2.毛細管不分流進樣器附件3.毛細管分流進樣器附件4.毛細管分流/不分流進樣器5.六通閥氣體進樣器。
1.3檢測器:檢測器的作用是將樣品的化學信號轉化為物理信號(電信號)。檢測器也需要在一定的溫度條件下才能正常工作,因此採用微機對檢測器進行溫度控制。根據各種樣品的化學物理特性,共有五種檢測器可供選擇:1.氫火焰離子化檢測器(FID)2.熱導檢測器(TCD)
2.電子捕獲檢測器(ECD)4.氮磷檢測器(NPD)5.火焰光度檢測器(FPD)
2.1.數據處理系統該系統可對測試數據進行採集、貯存、顯示、列印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。
2.2.液相:高效液相色譜儀主要有進樣系統、輸液系統、分離系統、檢測系統和數據處理系統組成。
2.3.進樣系統一般採用隔膜注射進樣器或高壓進樣間完成進樣操作,進樣量是恆定的。這對提高分析樣品的重復性是有益的。
2.4.輸液系統該系統包括高壓泵、流動相貯存器和梯度儀三部分。高壓泵的一般壓強為l.47~4.4X107Pa,流速可調且穩定,當高壓流動相通過層析柱時,可降低樣品在柱中的擴散效應,可加快其在柱中的移動速度,這對提高解析度、回收樣品、保持樣品的生物活性等都是有利的。流動相貯存錯和梯度儀,可使流動相隨固定相和樣品的性質而改變,包括改變洗脫液的極性、離子強度、PH值,或改用競爭性抑制劑或變性劑等。這就可使各種物質(即使僅有一個基團的差別或是同分異構體)都能獲得有效分離。
2.5分離系統該系統包括色譜柱、連接管和恆溫器等。色譜柱一般長度為10~50cm(需要兩根連用時,可在二者之間加一連接管),內徑為2~5mm,由"優質不銹鋼或厚壁玻璃管或鈦合金等材料製成,住內裝有直徑為5~10μm粒度的固定相(由基質和固定液構成)。固定相中的基質是由機械強度高的樹脂或硅膠構成,它們都有惰性(如硅膠表面的硅酸基因基本已除去)、多孔性(孔徑可達1000?)和比表面積大的特點,加之其表面經過機械塗漬(與氣相色譜中固定相的制備一樣),或者用化學法偶聯各種基因(如磷酸基、季胺基、羥甲基、苯基、氨基或各種長度碳鏈的烷基等)或配體的有機化合物。因此,這類固定相對結構不同的物質有良好的選擇性。例如,在多孔性硅膠表面偶聯豌豆凝集素(PSA)後,就可以把成纖維細胞中的一種糖蛋白分離出來。另外,固定相基質粒小,柱床極易達到均勻、緻密狀態,極易降低渦流擴散效應。基質粒度小,微孔淺,樣品在微孔區內傳質短。這些對縮小譜帶寬度、提高解析度是有益的。根據柱效理論分析,基質粒度小,塔板理論數N就越大。這也進一步證明基質粒度小,會提高解析度的道理。再者,高效液相色譜的恆溫器可使溫度從室溫調到60C,通過改善傳質速度,縮短分析時間,就可增加層析柱的效率。
2.6檢測系統高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器三種。
(1)紫外檢測器該檢測器適用於對紫外光(或可見光)有吸收性能樣品的檢測。其特點:使用面廣(如蛋白質、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用);靈敏度高(檢測下限為10-10g/ml);線性范圍寬;對溫度和流速變化不敏感;可檢測梯度溶液洗脫的樣品。
(2)示差折光檢測器凡具有與流動相折光率不同的樣品組分,均可使用示差折光檢測器檢測。,糖類化合物的檢測使用此檢測系統。這一系統通用性強、操作簡單,但靈敏度低(檢測下限為10-7g/ml),流動相的變化會引起折光率的變化,因此,它既不適用於痕量分析,也不適用於梯度洗脫樣品的檢測。
(3)熒光檢測器凡具有熒光的物質,在一定條件下,其發射光的熒光強度與物質的濃度成正比。因此,這一檢測器只適用於具有熒光的有機化合物(如多環芳烴、氨基酸、胺類、維生素和某些蛋白質等)的測定,其靈敏度很高(檢測下限為10-12~10-14g/ml),痕量分析和梯度洗脫作品的檢測均可採用。
2.7數據處理系統該系統可對測試數據進行採集、貯存、顯示、列印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。
② 氣相色譜與液相譜分析方法有何不同
相同:兼具分離和分析功能,均可以在線檢測
主要差別:
(1)操作條件差別
(2)進樣方式差別
(3)檢測器差別
(4)流動相差別
(5)分析對象差別
詳細:
(1)操作條件差別 GC:加溫操作 HPLC:通常室溫操作,高壓泵操作
(2)進樣方式差別 GC:樣品需加熱氣化或裂解 HPLC:樣品製成溶液即可
(3)檢測器差別 GC:通用型檢測器 TCD,MSD
選擇性檢測器 FID,ECD,FPD,NPD
HPLC:通用型檢測器 RID,ELSD, MSD
選擇性檢測器 UVD,PDAD,FD,ECD
4)流動相差別
GC:流動相為惰性氣體,組分與流動相無親合力
HPLC:流動相為液體,流動相與組分間具親合力, 這為提高柱選擇性、改善分離增加了因素 , 且流動相種類較多,選擇餘地廣; 流動相極性和pH值選擇對分離起重要作用, 選不同比例兩種以上液體作為流動相可以 增大選擇性。
(5)分析對象差別
GC:
分析低分子量、低沸點有機化合物和永久性氣體;
配合程序升溫分析高沸點有機化合物;
配合裂解技術分析高聚物;
不能檢測揮發性差、熱穩定性差和離子型樣品;
佔有機物的20% 。
HPLC:
既可分析低分子量、低沸點有機化合物;
也可分析中、高分子量和高沸點有機化合物;
對於熱不穩定、難揮發、有生物活性及離子型化合物 均可檢測;
佔有機物的80% 。
③ 液相氣相色譜的操作步驟
氣相色譜操作規程及注意事項:
1.氣相色譜儀簡單操作流程
1.1 反時針方向開啟載氣鋼瓶閥門,減壓閥上高壓壓力表指示出高壓鋼瓶內貯氣壓力。
1.2.順時針方向旋轉減壓調節螺桿,使低壓壓力表指示到要求的壓力數。
1.3開啟主機電源總開關,主機的觸摸式熒光屏顯示儀器正在自檢,柱室內鼓風馬達運轉。
1.4打開與氣相色譜儀連接的電腦,並運行氣相色譜儀工作軟體,待軟體與儀器連接成功後,即可進行實驗。
1.5在氣相色譜儀工作軟體里分別設定載氣流量、檢測器溫度、進樣口的溫度,柱箱的初始溫度及升溫程序等。設定完後,各區溫度開始朝設定值上升,當溫度達到設定值時,READY燈亮。
1.6查看儀器基線是否平穩,待基線平直後,即可進樣測試。
1.7實驗完畢後,先關閉檢測器電源,再停止加熱,待色譜柱、進樣口的溫度降至80℃以下時,依次關閉色譜儀電源開關,計算機電源,最後關閉載氣減壓閥及總閥。
1.8登記儀器使用情況,做好實驗室的整理和清潔工作,並檢查好安全後,方可離開
2 測試條件的設定:
色譜條件的設定要根據不同化合物的不同性質選擇柱子,一般情況極性化合物選擇極性柱。非極性化合物選擇非極性柱。色譜柱柱溫的確定主要由樣品的復雜程度決定。對於混合物一般採用程序升溫法。柱溫的設定要同時兼顧高低沸點或溶點化合物.可根據不同的化合物任意改動,其目的要達到在最短的時間里,使每個化合物的組份完全分離。
3 注意事項:
3.1操作過程中,一定要先通載氣再加熱,以防損壞檢測器。
3.2在使用微量進樣器取樣時要注意不可將進樣器的針芯完全拔出,以防壞進樣器。
3.3檢測器溫度不能低於進樣口溫度,否則會污染檢測器 進樣口溫度應高於柱溫的最高值,同時化合物在此溫度下不分解
3.4含酸、鹼、鹽、水、金屬離子的化合物不能分析,要經過處理方可進行。
3.5進樣器所取樣品要避免帶有氣泡以保證進樣重現性。
3.6取樣前用溶劑反復洗針,再用要分析的樣品至少洗2-5次
液相色譜操作規程及注意事項:
一、打開電腦
二、打開主機、預熱
三、進入儀器工作站,聯機並設定儀器使用方法及儀器參數
四、啟動泵的動力系統預處理(排氣等)
五、檢查是否漏夜、柱壓是否正常
六、設置儀器方法,包括儀器的使用條件等
七、激活操作方法,等待儀器平衡、基線平直
八、儀器出現「Ready」後可進行樣品分析
九、操作測試結束後,清理所有實驗材料,做好清潔衛生
十、記錄儀器使用日誌,並與管理員辦理交接手續
注意事項
一、高效液相色譜的流動相應採用色譜純溶劑,以滿足儀器要求、避免損壞色譜柱;
二、嚴禁使用有污染的水等沖洗色譜柱,避免將互不相溶的溶劑一同進入泵內;
三、流動相需經過濾、除氣後方可使用;
四、待分析的樣品必須徹底溶解澄清、過濾,以避免堵塞、損壞色譜柱;
五、分析完成後,須注意及時清洗色譜柱和檢測器的比色池。
以具體儀器的舉例:
島津LC-10AD型高效液相色譜儀操作規程
1.目的
規范島津LC-10AD型高效液相色譜儀的使用。
2.范圍
適用於島津LC-10AD型高效液相色譜儀的使用。
3.職責
質檢員對本規程的實施負責。
4.規程
4.1 系統組成
本系統由1個LC-10ADvp溶劑輸送泵、FCV-10AL低壓梯度混合器、在線脫氣機、Rheodyne 7725i手動進樣閥、SPD-10Avp紫外-可見檢測器、N2000色譜數據工作站和電腦等組成,另外還包括列印機、不間斷電源等輔助設備。
4.2 准備
4.2.1 准備所需的流動相,用合適的0.45μm濾膜過濾,超聲脫氣20min。
4.2.2 根據待檢樣品的需要更換合適的洗脫柱(注意方向)和定量環。
4.2.3 配製樣品和標准溶液(也可在平衡系統時配製),用合適的0.45μm濾膜過濾。
4.2.4 檢查儀器各部件的電源線、數據線和輸液管道是否連接正常。
4.3 開機
接通電源,依次打開FCV-10AL低壓梯度混合器、脫氣機、LC-10ADVP輸液泵、AT-130柱溫箱,SPD-10Avp紫外檢測器,待檢測器自檢結束顯示測量狀態時,打開列印機、電腦顯示器、主機,最後打開色譜工作站。
4.4 參數設定
4.4.1 波長設定:在檢測器顯示初始屏幕時,按[func]鍵,用數字鍵輸入所需波長值,按[Enter]鍵確認。按[CE]鍵退出到初始屏幕。
4.4.2 流速設定:在輸送泵顯示初始屏幕時,按[func]鍵,用數字鍵輸入所需的流速(柱在線時流速一般不超過1ml/min),按[Enter]鍵確認。按[CE]鍵退出。
4.4.3 流動相比例設定:在輸送泵顯示初始屏幕時,按[conc]鍵,用數字鍵輸入流動相B的濃度百分數,用數字鍵輸入流動相C的濃度百分數,用數字鍵輸入流動相D的濃度百分數,按[Enter]鍵確認。按[CE]鍵退出。
4.5 更換流動相並排氣泡
4.5.1將管路的吸濾器放入裝有準備好的流動相的儲液瓶中;
4.5.2 逆時針轉動泵的排液閥180°,打開排液閥;
4.5.3 按輸送泵的[purge]鍵,pump指示燈亮,泵大約以5.0ml/min的流速沖洗,3min後停止;
4.5.4 將排液閥順時針旋轉到底,關閉排液閥。
4.5.5 如管路中仍有氣泡,則重復以上操作直至氣泡排盡。
4.5.6 如按以上方法不能排盡氣泡,從柱入口處拆下連接管,放入廢液瓶中,設流速為5ml/min,按[pump]鍵,沖洗3min後再按[pump]鍵停泵,重新接上柱並將流速重設為規定值
4.6 平衡系統
4.6.1 按《N2000色譜數據工作站操作規程》打開「在線色譜工作站」軟體,輸入實驗信息並設定各項方法參數後,按下「數據收集」頁的[查看基線] 按鈕。
4.6.2洗脫方式
4.6.2.1 按泵的[pump]鍵, pump指示燈亮。用檢驗方法規定的流動相沖洗系統,一般最少需6倍柱體積的流動相。
4.6.2.2 檢查各管路連接處是否漏液,如漏液應予以排除。
4.6.2.3 觀察泵控制屏幕上的壓力值,壓力波動應不超過1MPa。如超過則可初步判斷為柱前管路仍有氣泡,按4.5.6操作。
4.6.2.4 觀察基線變化。如果沖洗至基線漂移<0.01mV/min,雜訊為<0.001mV時,可認為系統已達到平衡狀態,可以進樣。
4.7 進樣
4.7.1 進樣前按檢測器[zero]鍵調零,按軟體中 [零點校正] 按鈕校正基線零點,再按一下 [查看基線] 按鈕使其彈起。
4.7.2 用試樣溶液清洗注射器,並排除氣泡後抽取適量。
簡單故障排除
障常發生於泵和紫外檢測器。
一、泵的故障及排除方法
1、泵壓力變化較大或沒有流動相流出,又無壓力指示
(1)原因是泵內有大量氣體。可打開排放閥,使泵在較大流量下運轉,將氣泡排盡;也可以用一個50ml
針筒在泵出口處幫助抽出氣體。
(2)原因是高壓密封環變形,產生漏液。必須更換密封環;平時注意不要超出規定的最高壓力。
2、泵流量或壓力不穩
(1)原因是砂濾棒內有氣泡或被鹽的微晶粒或溢生的微生物部分堵塞。可卸下砂濾棒浸入10%硝酸內超
聲除去微生物或鹽溶解,或浸入流動相內超聲除氣泡。再用蒸餾水立即清洗。
(2)原因是系統內有氣泡。可加大流量排出氣泡。
(3)原因是單向閥有異物。可卸下單向閥,放入燒杯中,加10%稀硝酸,用超聲波清洗20分鍾後,再用
干凈蒸餾水清洗。
3、泵壓力過高
原因是管路被堵塞,需要卸下管道清除和清洗;壓力過低的原因是管路滴漏,可扳緊各介面和更換損壞
的管道。
4、鍵開關按下,泵不運行,只有嗡嗡電流聲
此故障原因是電機缺相,電機線圈被燒壞一組或活塞被生銹卡住,應視情況給予排除。
二、SPD-10A紫外檢測器的故障及排除方法
1、系統內有氣泡
(1)如果氣泡連續不斷地通過流動池,將使雜訊增大。必須對流動相進行充分除氣。
檢查系統各條導管是否漏氣。如果導管損壞,必須更換並固緊各介面,加大系統流量驅除氣泡。有條件
的葯廠可配備一部脫氣機。
(2)如果氣泡流在檢測器的流動池內,也可使噪音增大。
用手指壓緊流動池出口,使池內增壓,再快速放出流動相。反復操作數次,但注意不要使壓力增加太大
,以免流動池破裂或色譜柱沖壞。
2、流動相被污染
當流動池被污染時,可能產生噪音或基線漂移。可用水或甲醇等溶劑沖洗檢測池(要注意溶劑的互溶性
)。如果污染嚴重,就需要依次使用1mol/L硝酸、水和新鮮溶劑沖洗,或取出池體清洗,更換窗口。
3、光源燈出現故障
當氘燈使用到極限或者不能正常工作時,可能產生嚴重噪音,基線漂移,出現平頭峰或齒形等異常峰,
甚至基線不能回零。這時必須更換氘燈(一般氘燈壽命1000~2000小時)。
4、倒峰
(1)倒峰的出現,可能是檢測器的極性接反。更正後即可將其轉復為正峰。
(2)如果流動相中含有紫外吸收的雜質時,無吸收的組分就會產生倒峰。對此,改為高純度的溶劑為流
動相。
(3)在死時間附近的尖銳峰,往往是由進樣時的壓力變化或者由於樣品溶劑與流動相不同所引起的
④ 測色譜時如何選用氣相還是液相色譜法
液相:高效液相色譜法,對於高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大於 400 以上)的有機物( 些物質幾乎佔有機物總數的 75% ~ 80% )原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。
氣相:沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難於應用氣相色譜法進行分析。一般對500℃以下不易揮發或受熱易分解的物質部分可採用衍生化法或裂解法。
據統計,在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約佔20%,而能用液相色譜分析的約佔70~80%。
⑤ 氣相法液相法固相法優缺點
氣相法液相法固相法優點:分離效率高,分析速度快,樣品用量少和檢測靈敏度高。選擇性好,可分離、分析恆沸混合物,沸點相近的物質,某些同位素,順式與反式異構體鄰、間、對位異構體,旋光異構體等。
氣相法液相法固相法缺點:分析成本高,液相色譜儀價格及日常維護費用貴,分析時間一般比氣相長。
檢測器
氣相色譜法中可以使用的檢測器有很多種,最常用的有火焰電離檢測器(FID)與熱導檢測器(TCD)。這兩種檢測器都對很多種分析成分有靈敏的響應,同時可以測定一個很大的范圍內的濃度。TCD從本質上來說是通用性的,可以用於檢測除了載氣之外的任何物質(只要它們的熱導性能在檢測器檢測的溫度下與載氣不同),而FID則主要對烴類響應靈敏。
以上內容參考:網路-氣相色譜法
⑥ 氣相和液相色譜定量分析的方法有哪些
內標法,外標法,標准加入法,面積歸一化法,面積校正歸一化法
⑦ 氣相色譜法和液相色譜法的相同點和不同點
相同點:
它們都是色譜法,也就是利用不同物質在不同相態的選擇性分配,以流動相對固定相中的混合物進行洗脫,混合物中不同的物質會以不同的速度沿固定相移動,最終達到分離的效果.簡單一點說,它們的原理都是一樣的.
不同點:
它們檢測的物質不同.
氣相色譜法,顧名思義主要是檢測氣體.當然還有很多沸點比較低的液體.然而液相色譜法則是檢查溶液狀態的樣品,比如液體或者配製成溶液的固體.尤其是液相色譜需要檢查有紫外吸收的物質.
流動相不同:
其實所謂的液相色譜和氣相色譜主要的名稱來源就是他們的流動相.液相色譜的流動相是液體,而氣相色譜的流動相是載氣.
⑧ 什麼是氣相 液相
色譜分析法有很多種類,從不同的角度出發可以有不同的分類方法。
色譜法中,流動相可以是氣體,也可以是液體,由此可分為氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。
氣相色譜儀:樣品由載氣帶入,通過對欲檢測混合物中組分有不同保留性能的色譜柱,使各組分分離,依次導入檢測器,以得到各組分的檢測信號.
根據液相色譜原理,對物質進行分離。
原理和分類
液相色譜法的分離機理是基於混合物中各組分對兩相親和力的差別。根據固定相的不同,液相色譜分為液固色譜、液液色譜和鍵合相色譜。
⑨ 什麼是氣相 液相
氣相屬於分配層析或吸附層析,僅適用於分析分離揮發性和低揮發性物質。固定相是在惰性支持物(如磨細的耐火磚)上覆蓋一層高沸點液體,如硅油、高沸點石蠟和油脂、環氧類聚合物。
液相:均勻的溶液也是一個相,稱為液相。液相是物質呈現液體的狀態,且在這個系統里只有液體,沒有固相(即固體),也沒有氣體(即氣相:通常任何氣體均能無限混合,所以系統內無論含有多少種氣體都是一個相,稱為氣相)。
(9)氣相液相檢測方法擴展閱讀:
氣相與液相的區別:
氣相柱子多,流動相種類少;液相流動相種類多,柱子少。
氣相主要分析低沸點化合物,液相分析高沸點化合物。
一般來說,氣相檢測破壞樣品,液相檢測很少破壞樣品。
樣品在氣相中不純在二次分配,樣品在液相中分別在流動相,固定相中存在二次分配。
參考資料來源:
網路-氣相
網路-液相