分离分析.doc

第一章 绪论1. 什么是分离科学?分离科学是研究被分离组分在空间移动和再分布的宏观和微观变化规律的一门学科，也可以说是研究分离、浓集和纯化物质的科学。第二章 现代分离富集方法2简述微波加热与萃取原理5简述超声萃取分离法原理6简述超临界萃取分离法原理8简述固相萃取步骤。9什么是分子印迹技术？10. 简述基体分散固相萃取原理9以碱性化合物（如胺）的萃取过程简述支撑液膜的萃取原理第四章 毛细管气相色谱8. 毛细管气相色谱检测器有哪几种？并指出其适用范围。第五章 高效液相色谱和微径液相色谱1高效液相色谱与气相色谱相比有那些优缺点？2在液相色谱中，范氏方程中的哪一项对柱效能的影响可以忽 略不计？提高柱效的途径有那些？其中最有效的途径是什么？第七章 高效毛细管电泳和毛细管电色谱1什么是高效毛细管电泳？及其特点（与HPLC比较）。2什么电渗流，以及电渗流产生的原因？6. 写出毛细管电泳分离的五种模式，并指出其分离依据。7何谓毛细管电色谱？8毛细管电色谱与毛细管电泳和HPLC比较有那些特点？第八章 超临界流体色谱和超临界萃取1何谓超临界流体？其特点？在色谱分离中那种性质最重要?2在超临界流体色谱中，为什么首选CO2为流动相？硅胶柱层析法的分离原理是根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附，极性较弱的物质不易被硅胶吸附。 介电常数：介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity)。如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。用含水溶剂提取极性化合物时，微波萃取的效果比索氏提取的效果要好。而用非极性溶剂萃取非极性化合物时,微波萃取的效果要稍低于索氏提取的效果。在提取小分子量低聚物时，用二氯甲烷做萃取剂的萃取效果最好；有人认为水溶性缓冲剂也可用做萃取剂。 SFE超临界萃取技术，由于萃取过程的动力学可知，传质阻力最终决定萃取的速度。超临界流体的密度是气体的1001000倍，和液体相近。因此，它具有和液体相似的溶剂力。扩散系数是液体的10100倍，使得其对基体有很强的穿透能力。因此，溶质的传质阻力较小，可以获得快速高效的分离温度恒定，压力降低：萃取倾向于弱极性的分析物； 压力升高：萃取倾向于强极性和高分子量的分析物超临界流体萃取中萃取剂的选择通常用二氧化碳作超临界流体萃取剂分离萃取低极性和非极性的化合物；用氨或氧化亚氮作超临界流体萃取剂分离萃取极性较大的化合物。SPE分离方式称为反相BPC。最适用于极性基质中萃取非极性化合物。 反相SPE萃取剂包括键合硅胶萃取剂（C18，C8，C2，苯基，环己基）和PS-DVB的聚合大孔树脂萃取剂通过范德华力与分析物作用，非离子型的水溶性化合物可以保留在反相SPE萃取剂上，但甲醇溶液中此类化合物不能被吸附。 正相萃取剂像氰基，硅胶，氧化铝，Florisil是通过偶极力-偶极力作用力吸附分析物，二醇基、氨基则是通过氢键作用力使分析物保留于吸附剂上。溶于正己烷的极性分析物能很好的被正相SPE萃取剂保留。 离子交换SPE萃取剂是通过静电作用保留分析物的。 石墨炭黑SPE萃取剂则存在多种作用力包括范德华力、静电作用力等。分子印迹技术v 非共价型M IP s 中, 反应溶剂起着致孔剂的作用，对印迹分子等应具有较高的溶解性, 能促进印迹分子与功能分子间的相互作用, 至少不干扰这种效应。v 在极性溶剂中, 印迹分子主要靠疏水作用与功能单体结合。v 在非极性溶剂中则主要靠氢键等作用与功能单体结合。尽可能采用介电常数低的溶剂, 如甲苯、氯仿、二氯甲烷等。分配系数：指一定温度下,处于平衡状态时，组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比，以K表示。分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。酒：两眼模糊：甲醇，甲醛 两鬓角疼痛：Pb洗衣粉泡沫：烷基硫酸钠（SDS）阳离子交换树脂:磺酸基阴离子交换树脂：胺基胺类物质在碱性条件下疏水，无离子交换能力调节离子强度：KNO3，NaCl常量分析方法电化学分析方法光分析方法：非光谱方法光谱分析方法：有电子跃迁的SCI（科学引文索引，英文全称为Science Citation Index）是美国科学情报研究所（Institute for Scientific Information，简称ISI，网址：）出版的一部世界著名的期刊文献检索工具，其出版形式包括印刷版期刊和光盘版及联机数据库，现在还发行了互联网上Web版数据库。-NH2分配色谱，分不开同分异构体（吸附色谱可分）保留条件即上样条件标准曲线的斜率就是灵敏度一、液-固萃取 2-1、索式提取 2-2、超声萃取 2-3、微波萃取 2- 4、加速溶剂萃取ASE 2-5、超临界萃取SFE,，Supercritical Fluid Extraction二、柱色谱萃取 3-1、固相萃取 3-2、固相微萃取SPME， solid-phase microextraction 3-3、基质分散萃取MSPD，matrix solid-phase dispersion三、膜萃取技术 1、支撑液膜萃取方法SLME，Supported Liquid Membranes Extraction 2、微孔膜液液萃取方法MMLLE，Microporous membrane liquid-liquid extraction 3、连续流动液膜萃取CFLME 4、聚合物膜萃取PME 5、微透析四、气浮分离法膜萃取原理：中性分子（活化态）通过扩散溶入吸附在多孔聚四氟乙烯（疏水性）上的有机液膜中，再进一步扩散进入萃取相中，中性分子受萃取相中化学条件的影响又分解为离子（处于非活化态）而无法再返回液膜中去，结果使被萃取相中的物质（离子）通过液膜进入萃取相中。支撑液膜萃取：液膜的基体多孔聚四氟塑料，浸泡在合适的低水溶性的有机溶剂。常见的膜溶剂有正-十一烷，二-正己基醚和三正辛基磷酸酯。 由于有机液膜的极性大小直接与被萃取物质在其中的分配系数有关，极性越接近，分配系数越大，因此处于活性态的被萃取物质也越容易扩散进入有机液膜。在线联用，即将萃取单元的受体槽中的全部或部分溶液转移到HPLC 进样阀的样品环中，再注入色谱分离检测系统；或者,将受体中的分析物转移到HPLC 的预柱中，然后进样测定;气浮分离法：通入水中大量微小气泡，在一定条件下使呈表面活性的待分离物质吸附或粘附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某组分得以分离的方法，称气浮分离法或气泡分离法。可用来分离粒径不同的树脂球按作用机理分类：离子浮选，沉淀浮选，溶剂浮选色谱分离原理：流动相与固定相发生的作用有：吸附、分配、离子交换、尺寸排阻、亲和（1）峰位保留值，定性分析（2）峰高峰面积，定量分析（3）峰宽柱效评价（4）峰数试样中所含组分的最少个数（5）两峰间距评价固定相和流动相选择是否合适的依据 分离度=两峰间距离*2/两峰底宽之和=2*（tR2tR1）/（Wb2Wb1）R =0.8：两峰的分离程度可达89%；R =1.0：分离程度98%；基本分离R =1.5：达99.7% 完全分离分配系数K：组分在两相间的浓度比, CS/VM；容量因子k：平衡时，组分在各相中总的质量比； k =MS / MmMS为组分在固定相中的质量，Mm为组分在流动相中的质量。涡流扩散项A：容量固定相颗粒越小dp，填充的越均匀，A，H， 柱效n因子越大，说明该组分在固定相上的质量越大，或者说色谱柱的容量越大。分子扩散项B/UB分子扩散系数：分子扩散项与流速有关，流速，滞留时间，扩散，传质阻力项Cu传质阻力系数C：组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。保留值之差选择性色谱过程的热力学因素；区域宽度 柱效 色谱过程的动力学因素。毛细管柱的优点：u 渗透性大、分析速度快。u 传质阻力小，可用长柱，并得高的总柱效。u 色谱动力学认为：填充柱可看作是一束长毛细管的组合，其内径约等于粒子粒度，因其弯曲，多径扩散严重，故理论板数少。毛细管柱完全没有这些缺陷，故理论板数可高大106数量级在毛细管柱，柱内只有一个流路，故多径项2ldp为0，涡流扩散项A为0；弯曲因子l =1，一根色谱柱的最大允许进样量，约为一块理论板的有效体积。 分流进样作用：毛细管柱的载气体积流量比填充柱低得多，将样品从气化室冲洗到色谱柱需要较长的时间，导致进样器内色谱区带严重扩张。此外，柱容量小，采用常规的进样方式，无法控制这样小的进样量。分流进样，在气化室出口分两路，绝大部分放空，极小部分进柱子，这两部分比例叫分流比。尾吹气路作用：由于毛细管柱的载气体积流量很小，进入检测器后发生突然减速，引起色谱峰扩张。为了减少谱带扩展，同时也是调节氢火焰检测器灵敏度，使氢氮比达到1左右，必须在色谱柱出口增加辅助尾吹气。也可在使用FID时受阻于引入的H2压力而出柱困难。5.超临界流体萃取分离过程的原理：超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变，有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。然后，借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的；高扩散系数的超临界流体，容易渗透到固体的孔隙中，快速进行两相平衡交换大大提高萃取效率和速度。超临界流体萃取方法具有快速、高选择性、后处理简便、费用低、易自动化、不易氧化、无化学污染等特点，是由萃取和分离组合而成的物理萃取技术。19.超临界流体：在高于临界压力与临界温度时，物质的一种状态。它们的物理性质介于液体和气体之间。吹扫-捕集（Purge & Trap) 进样技术动态顶空：用流动的气体将样品中的挥发成分“吹扫”出来，再用一个“捕集器”将吹扫出来的物质吸附下来，然后经热解吸将样品进入GC进行分析。过程：氦气鼓泡吹扫-捕集器：Tenax，硅胶或活性碳六通阀进样 （反方向气流）+ 快速热解吸（200-800 ）应用：废水中挥发性芳烃分析（EPA方法602） 药物中残留溶剂的分析 氢焰检测器特点质量型检测器对有机化合物具有很高的灵敏度，比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级破坏样品无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应。氢焰检测器结构简单、稳定性好蒸发光散射检测器 ELSD 近年兴起的新型质量型HPLC通用检测器，属于分子量检测器。其特点为：v 采用激光光源，灵敏度高。v 响应值与复杂的散射机理有关，但仍有较宽的线性范围(46个数量级)。v 主要用于高分子化合物的检测。v毛细管电泳分离模式 1. 毛细管区带电泳; 2. 胶束电动色谱 3. 毛细管凝胶电泳; 4. 毛细管等电聚焦 5. 等速电泳毛细管等电聚焦的原理一种在毛细管内基于物质的等电点（pI）的不同而进行分离的电泳技术。l 两性物质以电中性状态存在时的pH值叫等电点，用pI表示。l 当两性物质在毛细管中形成 pH 梯度时，不同等电点的溶质在外点场的作用下，分别向其等电点的pH值范围迁移，此过程叫聚焦。当溶质迁移到等于其等电点的pH值范围时，就不再移动，形成一个很窄的溶质带。l 由于不同两性物质的等电点不同，聚焦的pH值范围不同，可以形成一个个溶质带而彼此分开。这是等电聚焦的基本原理应用：等电聚焦它仅可以实现样品的浓缩，而且具有高的分辨率，可以分离等电点差异小于0.01pH单位的相邻蛋白质，已成功地用于测定蛋白质的PI值、蛋白质异构体的分离和其它方法难以分离的蛋白质的分离分析。毛细管等速电泳(CITP)是一种”移动界面“电泳技术,在毛细管电泳达到平衡后，各区带相随移动，分成清淅界面，以等速移动。在等速电泳中，使用两种缓冲体系： a.前导电解质：淌度高于样品组分，分充满整个毛细管柱。 b.尾随电解质，淌度低于样品组分，置于一端的电泳槽中。毛细管等速电泳：用淌度差别大的缓冲体系分别构成前导离子和尾随离子，将试样象夹心面包一样被夹在二者之间,以同速度运动实现分离。加压电色谱仪（PCEC） 组成1. Micro-HPLC泵 2.微量定量进样阀 3.高压电源 4.检测器功能 1.定量进样 2.压力和电渗力结合 3.可作梯度SFC对流动相的要求（i）在超临界温度（TC）以上，在各种压力下流动相必须为高压缩性气体（ii）对溶质的溶解力要强（iii）惰性;（iv）无害;（v）易纯化首选CO2作为SFC流动相（i）临界温度低（31.3C）适于分析热不稳定性样品。（ii）无毒，对人体无害，易纯化获得高纯度，可达99.999%。（iii）CO2 隋性气体，适于多种检测器,并在190 nm以上无紫外吸收。（iv）有相当极性，选择性好，能溶解大部分非极 性，中强极性样品。（v）价格便宜。缺点为极性太弱，对极性化合物溶解力差。能用气相不用液相能用荧光检测不用紫外能用梯度洗脱不用等度洗脱荧光检测器荧光：由激发态直接跃迁到基态；直角荧光检测器，发射，-*，n-*磷光：三重态产生磷光，单重态产生荧光紫外可见：直线，吸收。N、O形成P-共轭 用极性比流动相大的作样品溶剂若为反相柱，则样品溶剂极性比流动相大若为正相柱，则样品溶剂极性比流动相小C18柱绝对不能进蛋白样，血样，生物样品和含糖样品乙腈沉淀蛋白，正乙烷萃取脂肪电渗现象：玻璃表面存在硅醇基, pH3时, 形成双电层，在高电场的作用下引起柱中的溶液整体向负极移动，当固体与液体相接触时，如果固体表面因某种原因带一种电荷，则因静电引力使其周围液体带另一种电荷，在固液界面