色谱课件_3_色谱仪

1、1第三章 色谱仪第一节 气相色谱仪第二节 高效液相色谱仪第三节 离子色谱仪第四节 毛细管电泳仪2第一节 气相色谱仪一、气相色谱仪的主要部件13色谱工作站色谱工作站 14(毛细管气相色谱仪的构造会略有不同毛细管气相色谱仪的构造会略有不同)9由高压钢瓶由高压钢瓶1供给的流动相载气。经减压阀供给的流动相载气。经减压阀2、净化器、净化器3、流量、流量调节器调节器4和转子流速计和转子流速计6后，以稳定的压力恒定的流速连续流后，以稳定的压力恒定的流速连续流过气化室过气化室7、色谱柱、色谱柱8、检测器、检测器11，最后放空。，最后放空。31. 气路系统气路系统 气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气

2、相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定气路系统。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流的载气。它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响。量的准确性，对色谱结果均有很大的影响。 常用的载气有氮气、氢气、氦气，也有用氩气和常用的载气有氮气、氢气、氦气，也有用氩气和空气。流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀等串空气。流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀等串联使用后达到。联使用后达到。 气相色谱仪的组成：气路系统、进样系统、分离系气相色谱仪的组成：气路系统、进样系统、分离系统

3、、检测系统、记录和控制系统。统、检测系统、记录和控制系统。4载气源载气源色谱仪色谱仪52. 进样系统进样系统 进样系统的作用是将液体或固体试样，在进入色谱进样系统的作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。进柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。进样量的大小，进样时间的长短，试样的气化速度等都会样量的大小，进样时间的长短，试样的气化速度等都会影响色谱的分离效果和分析结果的准确性和重现性。影响色谱的分离效果和分析结果的准确性和重现性。 气体样品的定量进样也很重要。气体样品的定量进样也很重要。（1 1）进样器）进样器 液体样品的进样一般采用微量注射器。

4、液体样品的进样一般采用微量注射器。 气体样品的进样常用色谱仪本身配置定量进样。气体样品的进样常用色谱仪本身配置定量进样。（2 2）气化室）气化室 为了让样品在气化室中瞬间气化而不分解，因此要为了让样品在气化室中瞬间气化而不分解，因此要求气化室热容量大，无催化效应。求气化室热容量大，无催化效应。6手动进样手动进样7Agilent 6820 GC Agilent 6820 GC 俯视图俯视图83. 分离系统分离系统 分离系统由色谱柱组成，有填充柱和毛细管柱两类。分离系统由色谱柱组成，有填充柱和毛细管柱两类。（1）填充柱一）填充柱一般内径为般内径为2 4mm，长，长1 3 m。由不锈钢或。由不锈钢或

5、玻璃材料制成，玻璃材料制成，内装固定相。填内装固定相。填充柱的形状有充柱的形状有U型和螺旋型二种。型和螺旋型二种。9（2）毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般0.20.5mm，长度长度30 300m，呈，呈螺旋型。螺旋型。色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选用的固定相和柱填料的制备技术以及操作条件等许所选用的固定相和柱填料的制备技术以及操作条件等许多因素有关。多因素有关。10Agilent 6820 GC 前视图11色谱柱与柱箱色谱柱与柱箱124.4.检测系统检测系统(1)(1)热导池检测器（热导池

6、检测器（TCDTCD） 热导池检测器是一种结构简单，性能稳定，线性范围热导池检测器是一种结构简单，性能稳定，线性范围宽，对无机、有机物质都有响应，灵敏度适中的检测器。宽，对无机、有机物质都有响应，灵敏度适中的检测器。信号放大记录系统载气参比气检测器恒温箱热导池检测器是根据各种物质和载气的导热系数不同，热导池检测器是根据各种物质和载气的导热系数不同，采用热敏元件进行检测的。采用热敏元件进行检测的。13 通常载气与样品的导热系数相差越大，灵敏度越高。通常载气与样品的导热系数相差越大，灵敏度越高。常用载气的导热系数大小顺序为常用载气的导热系数大小顺序为H2 He N2。因此在使用。因此在使用热导池检

7、测器时，为了提高灵敏度，一般选用热导池检测器时，为了提高灵敏度，一般选用H2为载气。为载气。14(2) (2) 氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器 氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（FIDFID）简称氢焰检测器。它具有）简称氢焰检测器。它具有结构结构简单，灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好的特点。它仅简单，灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好的特点。它仅对含碳有机化合物有响应。对含碳有机化合物有响应。氢焰检测器是以氢氢焰检测器是以氢气和空气燃烧的火气和空气燃烧的火焰作为能源，利用焰作为能源，利用含碳化合物在火焰含碳化合物在火焰中燃烧产生离子，中燃烧产生离子，在外加的电场作用在外加的电

8、场作用下，使离子形成离下，使离子形成离子流，根据离子流子流，根据离子流产生的电信号强度，产生的电信号强度，检测被色谱柱分离检测被色谱柱分离出的组分。出的组分。15Agilent 6820 GC Agilent 6820 GC 俯视图俯视图16（3）电子捕获检测器）电子捕获检测器l在检测器池体内，装有一个不锈钢棒作为正极，一个圆筒状-放射源（3H、63Ni）作负极，两极间施加流电或脉冲电压。17l 工作原理： 当纯载气（通常用高纯N2）进入检测室时，受射线照射，电离产生正离子（N2+）和电子e-，生成的正离子和电子在电场作用下分别向两极运动，形成基流。加入样品后，若样品中含有某些电负性强的元素，

9、就会捕获这些低能电子，产生带负电荷阴离子（电子捕获），这些阴离子和载气电离生成的正离子结合生成中性化合物，被载气带出检测室外，从而使基流降低，产生负信号，形成倒峰。l 电子捕获检测器是一种高选择性检测器。高选择性是指只对含有电负性强的元素的物质，如含有卤素、O、S、P、N等的化合物有响应。化合物电负性越强，检测灵敏度越高。185.5.记录和控制系统记录和控制系统记录仪和谱图处理系统是记录色谱数据的设备。记录仪和谱图处理系统是记录色谱数据的设备。记录仪记录仪是一种能自动记录电信号的装置，得到从检测器是一种能自动记录电信号的装置，得到从检测器输出的电信号随时间变化的曲线，即色谱图。输出的电信号随时

10、间变化的曲线，即色谱图。谱图处理系统或色谱工作站谱图处理系统或色谱工作站是一种专用于色谱分析的微是一种专用于色谱分析的微机系统。机系统。计算积分器计算积分器是现今更为普遍使用的色谱数据处理装置，是现今更为普遍使用的色谱数据处理装置，它包括微处理器、前置放大器、采样控制电路、寄存器它包括微处理器、前置放大器、采样控制电路、寄存器和状态指示器等。和状态指示器等。19控制系统控制系统 包括温度控制和显示，微电流放大器和电源部件。包括温度控制和显示，微电流放大器和电源部件。温度直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。温度直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。控制系统主要针对柱温箱

11、、气化室、检测器的温度控制。控制系统主要针对柱温箱、气化室、检测器的温度控制。色谱柱的温度控制方式主要有色谱柱的温度控制方式主要有恒温恒温和和程序控温程序控温二种。二种。20将将GC GC 与与Cerity Chemical Cerity Chemical 计算机连接计算机连接俯视图俯视图21二、气相色谱仪的生产厂家1955年首台商品气相色谱仪问世1、北京北分瑞利分析仪器（集团）公司该公司引进瓦里安公司的制造技术2、安捷伦科技有限公司（Agilent）6820 GC,6890 GC等3、瓦里安技术中国有限公司（Varian）VISTA 6000 GC221.流动相储罐 2.高压输液泵 3.压力

12、表 4.过滤器 5.脉冲阻尼器 6.进样器 7.色谱柱 8.检测器 9.数据处理系统 10.恒温箱分析前，选择适当的色谱柱和流动相，开泵，冲洗柱子，待柱子达到平衡而且分析前，选择适当的色谱柱和流动相，开泵，冲洗柱子，待柱子达到平衡而且基线平直后进样，流动相把试样带入色谱柱进行分离，分离后的组分依次流入基线平直后进样，流动相把试样带入色谱柱进行分离，分离后的组分依次流入检测器的流通池，最后和洗脱液一起排入流出物收集器。当有样品组分流过流检测器的流通池，最后和洗脱液一起排入流出物收集器。当有样品组分流过流通池时，检测器把组分浓度转变成电信号，经过放大，用记录器记录下来就得通池时，检测器把组分浓度转

13、变成电信号，经过放大，用记录器记录下来就得到色谱图。到色谱图。第二节 高效液相色谱仪一、高效液相色谱仪的主要部件12345678910排空23状态指示灯电源指示灯Agilent 1100 HPLC 外观图24 高压输液系统由 溶剂贮存器、真空脱气装置、高压溶剂贮存器、真空脱气装置、高压泵、梯度洗脱装置和压力表泵、梯度洗脱装置和压力表 等组成。 1).1).溶剂贮存器溶剂贮存器 溶剂贮存器一般由玻璃、不锈钢或氟塑料制成，容量为1到2 L，用来贮存足够数量、符合要求的流动相。 高效液相色谱仪由 高压输液系统、进样系统、高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录和控制系统分离系统、检测系统、记

14、录和控制系统 等五大部分组成。 1、高压输液系统252）.真空脱气装置263 3）. .高压泵高压泵 由于液相色谱仪所用色谱柱径较细，所填固定相粒度很小，因此，对流动相的阻力较大，为了使流动相能较快地流过色谱柱，就需要高压泵注入流动相。 高压输液泵是高效液相色谱仪中关键部件之一，其功能是 将溶剂贮存器将溶剂贮存器中的流动相以高压形式连续不断地送入液路系统中的流动相以高压形式连续不断地送入液路系统。 对泵的要求：对泵的要求：输出压力高、流量范围大、流量恒定无脉动，还应耐腐蚀、密封性好。4).4).梯度洗脱装置梯度洗脱装置 梯度洗脱梯度洗脱就是在分离过程中使两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连

15、续改变它们之间的比例，从而使流动相的强度、极性、pH值或离子强度相应地变化，达到提高分离效果，缩短分析时间的目的。272、进样系统、进样系统 自动进样器包括进样口、注射器和进样阀等，它的作用是把分析试样定量地送入色谱柱上进行分离。阀切换阀切换283、分离系统、分离系统 分离系统包括色谱柱、恒温器和连接管等部件。色谱柱一般用内部抛光的不锈钢制成。其内径为2 6mm，柱长为10 50cm，柱形多为直形，内部充满微粒固定相。柱温一般为室温或接近室温。294、检测器、检测器 检测器是液相色谱仪的关键部件之一。对检测器的要求是：灵敏度高，重复性好、线性范围宽、死体积小以灵敏度高，重复性好、线性范围宽、死

16、体积小以及对温度和流量的变化不敏感等及对温度和流量的变化不敏感等。 在液相色谱中，有两种类型的检测器：一类是溶质型检测器溶质型检测器，它仅对被分离组分的物理或物理化学特性有响应。属于此类检测器的有紫外、荧光、电化学检测器等；另一类是总体检测器总体检测器，它对试样和洗脱液总的物理和化学性质响应。属于此类检测器有示差折光检测器示差折光检测器等。305、记录和控制系统记录和控制系统 梯度洗脱装置分为两类 一类是外梯度装置外梯度装置（又称低压梯度），流动相在常温常压下混合，用高压泵压至柱系统，仅需一台泵即可。 另一类是内梯度装置内梯度装置（又称高压梯度），将两种溶剂分别用泵增压后，按电器部件设置的程序

17、，注入梯度混合室混合，再输至柱系统。 溶剂A+B=100 %t100 % B100 % A0线性洗脱t100 % B100 % A031 梯度洗脱的实质梯度洗脱的实质是通过不断地变化流动相的强度，来调整混合样品中各组分的分配比（k值），使所有谱带都以最佳平均k值通过色谱柱。梯度洗脱在液相色谱中所起的作用相当于气相色谱中的梯度洗脱在液相色谱中所起的作用相当于气相色谱中的程序升温。程序升温。所不同的是，在梯度洗脱中溶质k值的变化是通过溶质的极性、pH值和离子强度来实现的，而不是借改变温度（温度程序）来达到。32二、常用检测器二、常用检测器1、紫外-可见光谱仪(UV-VIS)该检测器在现代高效液相色

18、谱中广泛应用，对许多溶质都有很高的灵敏度，但是样品必须在可见或紫外光区有吸收。特点如下：1）灵敏度高，线性范围宽；2）流通池体积很小；3）对流动相的流速和温度变化不太敏感；4）不破坏样品，但对不同的溶质响应差别很大；5）波长可以选择；6）可用于梯度洗脱。33 2、二极管阵列检测器、二极管阵列检测器从光源发出的紫外从光源发出的紫外-可见光经过光学器件，照射在流通池上，经过可见光经过光学器件，照射在流通池上，经过一个狭缝后光束照在全息光栅上，经色散分光后抵达一组光电二一个狭缝后光束照在全息光栅上，经色散分光后抵达一组光电二极管阵列上，在几毫秒内测定出光谱信息。极管阵列上，在几毫秒内测定出光谱信息。

19、34经分光系统分光后，所有波长的光在二级管阵列检测器同时被检测。它的信号是用电子学方法快速扫描而获取，扫描速度非常快，远超出色谱的出峰速度，所以可以检测色谱流出物每个瞬间的吸收光谱图，既可以得到三维的时间三维的时间-色谱信号色谱信号-吸收光谱图吸收光谱图。35 3、蒸发激光光散射检测器(ELSD)这是近年出现的通用型高效液相色谱检测器，它可以检测挥发性低于流动相的任何样品，已经广泛应用。特点：1）可应用在无生色团的化合物检测中； 2）响应值和样品的质量有关（质量型检测器）；3）可用于梯度洗脱，对温度变化不敏感； 4）操作简单，费用不高。质谱示差折光检测器紫外-可见分光光度计36 ELSD运行过

20、程运行过程用惰性气用惰性气体把色谱体把色谱流出物流出物雾化雾化飘移管飘移管（可加热）流动相被蒸发测定留下来样品颗粒的光散射37光散射 (ELSD)的原理：洗脱液例如来自一个高效液相色谱(HPLC)柱被雾化(图1)和蒸发（图2），从而在载气流中留下溶质的微小粒子。这些粒子通过一激光束，使光发生散射（图3），散射的光被检测。其响应的大小与通过检测器的溶质质量有关。已经证实，使用HPLC分析碳水化合物和类脂时，ELSD会特别有用。 38三、三、HPLC仪器的生产厂家仪器的生产厂家1、大连依利特公司P 2302、美国Agilent公司HP 11003、日本导津LC 10 Avp and LC-2010

21、 HT4、美国Waters公司1500系列39第三节第三节 离子色谱仪离子色谱仪一、离子交换色谱仪一、离子交换色谱仪 离子交换色谱法（IEC）是各种高效液相色谱法中最先得到广泛应用的现代现代液相色谱方法。但是由于各种实际问题，离子交换色谱许多应用渐渐被离子色谱和离子对色谱所取代。该方法以离子交换树脂为固定相，树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团。当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时，组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆交换，根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离。401 1、固定相、固定相 离子交换色谱常用的固定相为离子交换树脂。目前常用的离子交换树脂分为三种形式：l聚合物多孔离

22、子交换树脂；聚合物多孔离子交换树脂；l表面层离子交换树脂：表面层离子交换树脂：玻璃珠等硬芯子表面键和离子交换剂；l大孔径网络型树脂大孔径网络型树脂。 典型的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯交联共聚而成。其中，二乙烯苯起到交联和加牢整个结构的作用，其含量决定了树脂交联度的大小。交联度一般控制在4-16 %范围内，高度交联的树脂较硬而且脆，但选择性较好。在基体网状结构上引入各种不同酸碱基团作为可交换的离子基团。41l阳离子交换树脂上具有与阳离子交换的基团。 强酸性阳离子交换树脂所带的基团为-SO3-H+ ，其中-SO3- 和有机聚合物牢固结合形成固定部分，H+是可流动的能为 其它阳离子所交换的离子

23、。l阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。离子交离子交换树脂换树脂按结合的按结合的基团不同基团不同阳离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性树脂强酸性树脂弱酸性树脂弱酸性树脂 422、流动相、流动相离子交换树脂的流动相最常使用水的缓冲溶液。有时也使用有机溶剂如甲醇或乙醇同水缓冲溶液混合使用，以提高特殊的选择性，并改善样品的溶解度。选择离子交换色谱的流动相应满足以下几个条件：l应能够充分溶解各种盐并提供离子交换必需的缓冲液；l具有合适的离子强度以便控制样品的保留值；l对被分离的对象有选择性。433.3.离子交换色谱的应用离子交换色谱的应用l最早在1958年，研制出的氨基

24、酸分析仪就是离子交换色谱法；之后发展成为分离尿和血液这类含有数百种组分体液的分离技术。但是这样的分离往往需要10-70 h的分析时间，主要原因是采用低压液相色谱完成的；l现代在生物医学领域里广泛地应用离子交换色谱，如氨基酸分析仪、肽和蛋白质的分离；l分离有机和无机混合物；l纯化水、缓冲剂、尿、甲酰胺、丙烯酰胺；l从有机物或溶液中除去离子型杂质等。44二、离子色谱仪二、离子色谱仪离子交换色谱法由于没有与之相匹配的检测器，难以发挥更大的作用。还有一些缺点也妨碍着它的发展，如柱效差、分析速度慢，使用强洗脱液影响微量组分检测的灵敏度等。l无机离子与大多数有机离子不同，只有在远紫外区才有吸收，广度检测器

25、不适于检测无机离子；l电导检测器是可检测电解质溶液的通用型检测器，这种检测器简单易于操作，但是长时间以来没有一种可以和电导检测器相匹配的分离模式。l1975年，Small提出把电导检测器用于离子交换色谱，为了克服洗脱液中的离子对电导检测器的干扰，在分析柱和检测器间增加一个“抑制柱”，消除洗脱液中离子本身带来的本底电导，称这种方法为离子色谱。451.双柱离子色谱1975年，在原离子交换色谱的基础上提出了双柱离子交换色谱过程。12346751.流动相储罐 2.高压输液泵 3.进样器 4.分析柱（低容量）5.抑制柱（高容量）6. 电导检测器 7. 数据处理系统离子色谱双柱离子色谱又称抑制离子色谱单柱

26、离子色谱又称非抑制离子色谱46分析实例：现以硫酸钠和硝酸钠的分离为例说明双柱离子色谱的分离原理：以阴离子交换树脂做固定相，以碳酸钠溶液为流动相，可以有效地把两种阴离子分开。在色谱柱中，比较容易被碳酸根离子取代的硝酸根离子，先于硫酸根离子流出色谱柱，而洗脱液在进入色谱柱前，经过抑制柱，在抑制柱（填充有氢离子型阳离子交换剂）中把洗脱液中的高电导碳酸钠交换为难离解的碳酸溶液；与此同时硝酸根离子和硫酸根离子在抑制柱中也转化为相应的酸。硝酸和硫酸与碳酸不同，比其盐类有更高的导电性，所以它们可以被电导检测器检测。47l分析柱和抑制柱的性质和特点不同，如果分析柱是阳离子交换柱，则抑制柱是阴离子交换柱。l抑制

27、柱的作用是与洗脱液中高电导的阴离子发生交换作用，使洗脱液的电导降低，即抑制本底电导抑制本底电导。由于本底电导受到抑制，因此可以用灵敏度很高的电导检测器检测，使微量组分的分析成为可能。l上面提到的是双柱离子色谱，优点是：柱效高、分析速度快、检测灵敏度高、各种离子均能分析。482.单柱离子色谱单柱离子色谱分离柱和双柱离子色谱一样，用低容量离子交换剂。为了提高信噪比，洗脱液必须要用低电导物质，而且它的浓度要低，这样可使被测离子的保留时间在合理范围内。如果使用膜分离等技术，可以达到降低分析柱的交换容量，就可以使用低强度的洗脱液，使本底电导降低，在不经抑制的情况下，仍可使用电导检测器检测，以省去抑制柱，

28、并可以减少谱带展宽现象。这称作单柱离子色谱。493.离子色谱的应用离子色谱的应用目前离子色谱已经发展成为多种分离方式和多种检测方法，成为无机阴、阳离子和有机离子的分析中重要而灵敏的方法。近几年来发展了离子色谱用的新型高效分离柱，灵敏的电化学和光学检测器，梯度泵和耐腐蚀的全塑系统。使离子色谱跨进了一个新时代。离子色谱目前在环境科学、生命科学、食品科学领域获得了广泛的应用。例如分离单糖。50用离子色谱分离单糖的色谱图用离子色谱分离单糖的色谱图环境化学 1992，11（1）：76分离柱：CarboPac PAI；洗脱液：15 mmol/L NaOH；检测器：脉冲安培检测器，柱后加入0.3 mol/L

29、 NaOH。0 5 10 15 20（min）1 23 4 5 61 岩藻糖（浓度4n mol/L）2 2-氨基半乳糖（浓度5n mol/L）3 氨基葡糖（浓度5n mol/L）4 半乳糖（浓度5n mol/L）5 葡萄糖（浓度5n mol/L）6 甘露糖（浓度5n mol/L）51三三. .离子对色谱离子对色谱离子交换色谱和离子色谱都是用离子交换剂做固定相分离离子型混合物的方法，而离子对色谱法是用正相或反相色谱柱分离离子和中性化合物混合物的方法。离子对色谱的出现源于离子对萃取。离子对萃取是一种液液分配分离离子性化合物的技术，这种萃取方法是选择合适的反电荷离子加入到水相中，与被分离的化合物形成

30、离子对，离子对表现为非离子性中性物质，被萃取到有机相中。52现代离子对色谱是从20世纪70年代发展起来，分为两大类：l正相离子对色谱把含有离子对试剂的水溶液涂渍到硅胶表面和孔隙中，流动相是水和有机溶剂。l反相离子对色谱采用化学键合固定相。反相离子对色谱兼有反相色谱和离子色谱的特点，它保持了反相色谱的操作简便、柱效高的优点，而且能同时分离离子型化合物和中性化合物。531.1.反相离子对色谱的分离过程反相离子对色谱的分离过程反相离子对色谱常以非极性疏水固定相做填料，流动相是含有对离子（如B-）的极性溶液,当样品（含有被分离的离子A+）进入色谱柱之后， A+和B-相互作用生成中性化合物AB，AB就会

31、被疏水性固定相分配或吸附，按照它和固定相及流动相之间的作用力大小被流动相洗脱下来。离子对色谱分离过程示意图如下：B-B-B-B-+A+A+A+A+ABABABABABABABAB固定相固定相 流动相流动相 样品样品 离子对离子对 分配平衡分配平衡542.2.反相离子对色谱的流动相反相离子对色谱的流动相反相离子对色谱常用的流动相是甲醇-水和乙腈-水，其中甲醇或乙腈的比例可以改变。l改变流动相比例，可以调节流动相对离子对试剂的溶解度。l流动相的酸度也会影响样品组分的分离，一般pH=2-7.4比较合适。以上两个条件的改变实际改变的是样品组分的保留值（k）。离子对试剂的种类、大小及浓度都对分离有很大的

32、影响，选择离子对试剂的种类决定于被分离样品的性质。553.3.离子对色谱的应用离子对色谱的应用反相离子对色谱在许多领域中得到应用，如无机阴离子、阳离子、生物碱、维生素、抗菌素以及其它药物的分析，在生物化学、石油、石油化工等方面也有很多应用。例如用反相离子对色谱分离Vc：通过与维生素标样的对比，可知样品中含有VC、VB2及少量的VB6 、 VB12 、 VH。色谱柱：Pecosphere-3CR C8柱流动相：甲醇/水（15/85）内含5 mmol/L己磺酸和0.1 %TEA以及1 %的乙酸检测：紫外检测器VC在295 nm处检测，其它组分在275 nm处检测。56四、离子色谱仪的生产厂家四、离

33、子色谱仪的生产厂家l天美科技有限公司 IC 1000l青岛普仁仪器有限公司 PIC-10l日本岛津公司 LC-10AVPl瑞士万通中国有限公司lWaters Corp 美国沃特斯公司 Action57第四节第四节 毛细管电泳仪（毛细管电泳仪（CE）一、毛细管电泳法的概念和原理一、毛细管电泳法的概念和原理1、电泳电泳也称作电迁移，是指溶液中带电粒子在电场中所发生的迁移运动，利用这些带电粒子在电场中迁移速度的不同而达到分离的技术称为电泳技术。阴极-阳极+带电粒子的电迁移带电粒子的电迁移O58在确定的条件下，带电粒子在单位电场强度的作用下，单位时间内迁移的距离（迁移率）为常数。在同一电场中，溶液中不

34、同带电粒子因为所带电荷或质荷比的不同将发生不同方向或同方向不同速度的电泳。在一定时间后，粒子由于移动方向或距离的不同即可相互分离。粒子间分开的距离与外加电压和电泳时间成正比。阴极-阳极+带电粒子的电迁移带电粒子的电迁移O592.2.毛细管电泳法毛细管电泳法传统的毛细管电泳法是指以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的一种液相分离技术。其对样品中各种组分的分离是根据组分间的不同特性而进行的，这些特性包括组分所带电荷、大小、极性、亲和能力等。603.3.电渗电渗毛细管通常是以石英为材料制作成的，其主要成分为SiO2。当毛细管中充满pH3的水溶液时，毛细管内壁的SiOH会解离出H+而变成带负电荷

35、的硅氧基（SiO-），结合在管壁上的硅氧基由于在电场作用下不会发生迁移，因此被称为定域电荷定域电荷。与此同时，解离出的H+会与H2O形成H3O+，使溶液带正电荷。在这种情况下，由于静电引力作用，溶液中的部分H3O+被吸附于毛细管壁附近，即形成了双电层结构。61毛细管表面的双电层结构毛细管表面的双电层结构OOO|毛细管壁OO紧密层界面OOOOOO扩散层电位点位0距离紧密层界面扩散层在管壁表面是带负电荷的硅氧基层，其在电场作用下不会发生定向运动；在负电荷层的外面，H3O+由于排列的密度不同可分为紧密层和扩散层。在轴向直流电场作用下，扩散层中的H3O+可沿着电场方向发生定向运动，带动溶液形成轴向流动

36、。62不同液流的流速轮廓和流出曲线不同液流的流速轮廓和流出曲线在毛细管中，这种溶液因轴向直流电场作用所形成的定向流动现象称为电渗电渗。电渗的方向与管壁表面定域电荷所具有的电泳方向相反。电渗效应是毛细管电泳法的驱动力。在毛细管内，电渗是在管壁附近的电荷定向运动的带动下通过碰撞等作用给溶液中的分子施加单向的推力，使其同向运动，并通过黏滞阻力带动溶液整体流动。电渗流流速轮廓电渗流流速轮廓电泳流出曲线电泳流出曲线压差引起液流流速轮廓压差引起液流流速轮廓液相色谱流出曲线液相色谱流出曲线电渗的流速轮廓为平头塞状，不存在径向流速梯度；而在液相色谱中，由泵推动的压差引起的流速轮廓则是抛物面状，管路中心流速最快

37、，靠近管壁处流速最慢。63t（s）90120150180123456标准混合物的优化快速分离谱图标准混合物的优化快速分离谱图（有效柱长30m，电场强度540V/cm）1.甲醇 2.苯甲醇 3.二氯苯酚4.萘酚 5.二苯甲酮 6.苏丹HPCE谱图举例谱图举例C64毛细管电泳仪的组成毛细管电泳仪的组成1.高压电源 2.毛细管 3.4.缓冲溶液池 5.6.铂电极 7.检测器1+-256437二、毛细管电泳装置二、毛细管电泳装置毛细管电泳仪器组成简单，样品用量少，主要应用在生命科学和药学等研究领域。记录仪温控系统进样口，出样口651.高压电源和铂电极高压电源和铂电极0-60 kV稳定、连续可调的直流高

38、压电源，随着现代化仪器的不断发展和改进，毛细管电泳装置可实现电压、电流或电功率的梯度控制。毛细管电泳法中的电极通常以直径0.5-1 mm的铂丝制成。有些仪器还具有电源极性转换功能。662.2.毛细管毛细管（1）材料由于玻璃材料和有机高聚物具有一定的缺点，使用不多。熔融石英材料透光性好，化学惰性、柔韧性好，且强度高、价格便宜，故使用较多。为使其具有弹性，在毛细管柱的外表面涂有聚酰亚胺，以防止毛细管弯曲时断裂。（2）规格、形状虽然同样容积的矩形管比圆形管更利于色谱分析，但是加工困难，所以目前仍以圆形毛细管为多。常用内径是20-75m、外径是350-400m。从分离效果和分离时间考虑，在满足分离的前

39、提下尽量用短柱，因为这样可以节省分析时间。一般毛细管不超过1m，对于一定长度的毛细管，有效长度越长越有利于分离。673.进样装置进样装置由于毛细管电泳系统中的分离通道十分细小，所以样品的进样量也就很小，通常为nL级，最大不超过5 nL，这就要求在进样装置中尽可能地避免产生死体积，从而不影响分离效率。目前，毛细管电泳中采用的进样方法基本都是将毛细管进样端浸入样品池内，然后利用压力、电场力或其它动力驱动样品进入毛细管中以达到进样的目的。进样量可通过改变驱动力的大小或进样时间的长短得到控制。根据驱动力的不同，常用的毛细管电泳进样方式包括电动进样、压力进样和扩散进样。68l电动进样电动进样当将毛细管的进样端浸入样品池中，在毛细管两端外加直流电压，利用样品中组分的电泳和电渗作用，使其由样品池进入到毛细管内，以达到进样的目的。电动进样的外加直流电压通常选择在1-10 kV之间，进样时间通常在1-10 s之间。电动进样具有进样量准确易控的优点；但对于带不同电荷的离子组分存在进样偏向，带正电荷者由于电泳与电渗方向相同，进样量略多；带负电荷者电泳方向与电渗方向相反，进样量略少。这种现象可使进样具有选择性，对某些样品的分离分析将产生积极作用，但也会对某些样品的