南昌大学食品学院现代仪器分析期末复习

【第一章：绪论 】（1）仪器分析的特点：1.优点：操作简便，分析速度快，容易实现自动化选择性好灵敏度高，检出限量可降低样品用量少，可进行不破坏样品分析，适合复杂组成样品分析用途广泛，满足特殊要求2.仪器分析不足：相对误差较大仪器设备复杂，价格昂贵，维护及环境要求较高仪器分析的方法是一种相对分析的方法，一般需要已知组成的标准物质来对照，而标准物质的获得常常是限制仪器分析广泛应用的问题之一。（2）研究对象：对食品工业生产中的物料包括食品原料、辅助材料、半成品、成品、副产品等的状态和主要成分含量及微生物状况进行分析检测（3）分析方法分类：1.电化学分析法：电导分析法、电解分析法、电位分析法、电泳分析法、库伦分析法、极谱与伏安分析法2.质谱分析法3.光分析法：原子光谱：原子吸收法、原子发射法；分子光谱：紫外可见法、红外法、核磁法、荧光法4.热分析法5.色谱分析法：超临界色谱法、气相色谱法、液相色谱法、薄层色谱法、激光色谱法、电色谱法6.分析仪器联用技术（1）了解仪器分析的发展趋势，各种新方法、新内容广应用：1.化学计量学2.毛细管电泳3高效膜分析技术4超零界萃取5分子分析6毫微秒分析7生物芯片。联用分析技术已成为当前仪器分析的重要发展方向：联用分析技术：1气相色谱-质谱法（GC-MS）2气相色谱法-质谱法-质谱法（GC-MS-MS）3气相色谱-原子发射光谱法（GC-AES）4液相色谱-质谱法（HPLC-MS）（2）与化学分析的关系：二者之间并不是孤立的,区别也不是绝对的严格的.a.仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的.许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法（试样的处理、分离及干扰的掩蔽等）；同时仪器分析方法大多都是相对的分析方法,要用标准溶液来校对,而标准溶液大多需要用化学分析方法来标定等.b.随着科学技术的发展,化学分析方法也逐步实现仪器化和自动化以及使用复杂的仪器设备.化学方法和仪器方法是相辅相成的.在使用时应根据具体情况,取长补短,互相配合.【第二章：紫外-可见分光光度法 】一、（1）有机化合物紫外及可见吸收光谱的产生：三种电子跃迁的结果：电子、电子、n电子。（2）电子跃迁类型：跃迁：所需能量最大；电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区；吸收波长200 nm；例：甲烷的max为125nm , 乙烷max为135nm。只能被真空紫外分光光度计检测到；作为溶剂使用；n跃迁：所需能量较大。吸收波长为150250nm，大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n* 跃迁。跃迁：所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，max一般在104Lmol1cm1以上，属于强吸收。乙烯*跃迁的max为162nm，max为: 1104 Lmol-1cm1。n跃迁：不饱和键中杂原子上的n电子到*轨道的跃迁。所需能量小，吸收波长处于在近紫外可见区，值小。二、了解溶剂对紫外吸收光谱的影响；常用溶剂有己烷、庚烷、环己烷、二氧杂几烷、水、乙醇等等，特别是极性溶剂，对溶质吸收峰的波长、摩尔吸光系数，形状都可能产生影响，这是因为溶剂和溶质间常形成氢键，或溶剂的偶极使溶质的极性增强，引起 *或n吸收带的迁移。（1）对*跃迁和n*跃迁的影响：溶剂极性增加， * 跃迁吸收带红移， n*跃迁吸收带蓝移。报告某物的紫外、可见吸收光谱时，需注明所使用的溶剂。（2）溶剂的选择：溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对容质应该是惰性的。在溶解度允许范围内，尽量选择极性较小的溶剂。溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。三、朗白比耳定律：用一束强度为Io的单色光垂直通过厚度为b、吸光物质浓度为C的溶液，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物质的浓度C的乘积。数学表达式为：A=lg(I0/I)=-lgT=KbC T：透光率：透过光强度I与入射光强度I0的比值。 K值随着b和C的单位不同而不同。K叫“吸光系数”，当溶液浓度c的单位为g/L,溶液液层厚度b的单位Cm，用a表示K，其单位为L/gcm，时此时：A=abC。由式可知：a=A/bc，它表示的是当c=1g/L、b=1cm时溶液的吸光度。 摩尔吸光系数：当溶液浓度c的单位为mol/L，液层厚度b的单位为cm时，K叫“摩尔吸光系数”，用表示，其单位为L/molcm，此时：A=bc =A/bc， 它表示的是当C=1mol/L，b=1cm时，物质对波长为的光的吸光度。与a之间的关系为： =aM M为吸光物质的分子量。和a的大小都可以反映出吸光物质对波长为的单色光的吸收能力,一般用来表示。四、（1）K吸收带：由跃迁产生的，由于分子中存在共轭结构而引起的,max大于104Lmol1cm1，强吸收带。吸收峰在217-280nm，共轭体系越大，吸收波长越长，吸收强大增大。（2）R吸收带：由n跃迁产生的，1001000，弱吸收。吸收峰在近紫外区。（3）B吸收带：由芳香族化合物的跃迁和苯环的振动的重叠引起的，是一组精细结构吸收带，吸收峰在230-270 nm之间，=100，B吸收带的精细结构常用来判断芳香族化合物，但苯环上有取代基且与苯环共轭或在极性溶剂中测定时，这些精细结构会简单化或消失。 （4）E吸收带：由芳香族化合物的跃迁产生的，是芳香族化合物的特征吸收。苯*跃迁的三个吸收带 E1带: 180 nm=47000 E2带: 204 nm =7000 B带: 250 nm=100五、了解（1）紫外-可见分光光度计的主要部件及其作用：1光源：在整个紫外光区域可见光谱区可以发射连续光谱2单色器：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统3样品室：样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。4.检测器：利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号5. 结果显示记录系统：检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。（2）分光光度计的类型：1单光束：简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。2.双光束：自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析，仪器复杂，价格较高。3双波长：将不同波长的两束单色光(1、2) 快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。= 12nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。六、了解紫外-可见分光光度法的应用。一、定性分析 二、结构分析 三、定量分析-朗白比耳定律【第四章：荧光分析法 】1、 掌握（1）分子荧光产生的原理；某些物质的分子吸收一定能量跃迁到较高的电子激发态后，在返回电子基态的过程中伴随有光辐射。（2）荧光：由第一电子激发单重态所产生的辐射跃迁而伴随的发光现象。磷光：由最低的电子激发三重态所产生的辐射跃迁而伴随的发光现象。瑞利散射光：激发光的能量不足，将电子激发至基态中较高的振动能级，假如电子在受激后能量没有损失，并且在瞬时返回原来的能级，于是便在各个不同的方向发射和激发光相同波长的辐射，这种辐射称为瑞利散射光。拉曼光：被激发到基态中其它较高振动能级的电子，当它返回到比原来的能级稍高或稍低时，便伴随着产生波长略长或略短于激发光波长的拉曼散射光。2、 掌握荧光强度与溶液浓度的关系；在稀溶液中 ，荧光强度与荧光物质的浓度成正比。 荧光强度If正比于吸收的光量Ia与荧光量子产率。在一定条件下： 在浓溶液中，荧光强度常常随溶液浓度增加而下降a 因入射光强度大大减弱而使所产生的荧光强度大大降低；b. 溶质与溶质间的相互作用产生荧光物质的激发态分子与基态分子形成复合物；c自吸收。 三、掌握荧光与分子结构的关系；（1）分子产生荧光必须具备两个条件： a.具有合适的结构； b.具有一定的荧光量子产率（2）化合物的结构与荧光：共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移。 a 芳环越大,荧光峰越移向长波方向b 同一共轭环数的芳族化合物,线性环结构者荧光波长比非线性者要强。 刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。a 试剂本身有刚性平面结构b 形成络合物后,形成刚性平面，如：滂铬兰黑R（BBR）无荧光，它与铝形成螯合物有荧光。 c 取代基之间形成氢键，加强了分子刚性结构和增强荧光强度。d 异构体的影响 顺式和反式同分异构体具有不同的荧光强度。取代基效应：芳环上有供电基，使荧光增强。a 给电子基团常使荧光增强;b 吸电子基团会减弱甚至破坏荧光;c 邻位、对位取代增强荧光，间位取代抑制荧光。d 重原子引入体系，荧光强度都很弱，而磷光强度相应增强。e 与电子体系作用小的取代基, 影响小。 跃迁类型：* 的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小，有利于荧光的产生。四、掌握激发光谱与发射光谱的关系；Stokes位移：激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长（em）比激发光谱的波长（ex）长，振动弛豫消耗了能量。.发射光谱的形状与激发波长无关：电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光。 .镜像规则： 基态上的各振动能级分布与第一激发态上的各振动能级分布类似； 基态上的零振动能级与第一激发态的二振动能级之间的跃迁几率最大，相反跃迁也然。 五、了解荧光光谱仪的主要部件及其作用。掌握仪器的两个特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。测量荧光的仪器主要由四个部分组成：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器。1、激发光源 氙灯（高压）:250800nm光谱区呈连续光谱，氙灯使用寿命大约为2000h。汞灯（高压）:在紫外区激发，365nm，使用寿命15003000小时。2、单色器3、样品池：石英方形池，四面都透光 4、狭缝：狭缝越小，单色性越好，但光强和灵敏度降低。5、检测器光电倍增管：灵敏度高，线路简单。光电摄像管：具有检测效率高，动态范围宽，线性响应好，坚固耐用和寿命长特点。6、读出装置记录仪、阴极示波器和显示器。【第五章：原子吸收 AAS与原子荧光光谱法AFS（5学时）】1、 原子吸收分光光度法原理：原子在两个能态之间的跃迁伴随着能量的发射和吸收。最外层电子由基态跃迁到第一激发态时，所产生的吸收谱线称为共振吸收线。跃回到基态时，则发射出同样频率的光，称为共振发射线。共振线：共振发射线和共振吸收线的波长相同，简称为共振线。各种元素的原子结构和外层电子排布不同，各能级的能量不同，不同元素的原子在基态和第一激发态间跃迁能量不同共振线具有特征性。各种元素的基态和第一激发态间跃迁最易发生最灵敏线。 共振线的特点： 是元素的特征谱线; 一般是元素所有谱线中最灵敏的谱线。在原子吸收分析中，就是利用处于基态的待测原子蒸汽对从光源发射的共振发射线的吸收来进行分析的。 2、 影响原子吸收线宽度的主要因素：（1）自然宽度：无外界因素影响时谱线具有的宽度，其大小与激发态原子的寿命有关，寿命越短，谱线越宽10-5 nm（2）多普勒变宽：原子在空间作无规则的热运动所引起的，故又称为热变宽。多普勒变宽与元素的相对原子质量、温度及谱线的频率有关。10-3nm10-2nm（3）压力变宽：由于原子相互碰撞使能级发生稍微变化。10-3nm10-2nm 劳伦兹（Lorentz）变宽L：待测原子和其他原子碰撞。随蒸汽压力增加而增大。赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）：同种原子碰撞。浓度高时起作用，在原子吸收中可忽略。（4）自吸变宽、场致变宽由于外部磁场影响，导致谱线的分裂，在单色器分辨率无法分辨时，也产生谱线变宽。在一般分析条件下，D、 L为主。3、 实现峰值吸收的条件：发射线与吸收线的中心频率一致。4、 原子吸收光谱（一）常用光源：空心阴极灯。作用：发射待测元素的特征光谱，以供吸收测量之用。 单元素灯，比如铜灯。 多元素灯，如Ca-Mg-Al三元素空心阴极灯。 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯使用前应经过5-20min预热时间。（二）定量依据：在一定浓度范围和一定火焰宽度条件下，当采用锐角光源时，溶液的吸光度与待测浓度成正比关系，这就是原子吸收光谱定量分析的依据。（三）主要应用：原子吸收法广泛应用于地质、冶金、建材、化工、环境监测、生物食品、医药卫生等方面。(1)头发中微量元素的测定微量元素与健康关系；(2)水中微量元素的测定环境中重金属污染分布规律；(3)水果、蔬菜中微量元素测定；(4)矿物、合金及各种材料中微量元素的测定；(5)各种生物试样中微量元素的测定。5、 原子化方法有哪些？如何选择？（1）火焰原子化法：优缺点：重现性性好、操作简单、速度快、应用普及。原子化效率低、喷雾气体对试样稀释严重，使得灵敏度不高。不能直接分析固体试样。（2）无火焰原子化法：1高温石墨管（炉），石墨炉法的优缺点：灵敏度高（原子化效率高）；用样量少（5-100l，固样20-40g）；能直接分析液样和固样；操作安全；精密度差（取样量少，进样量及注入管内位置的变动都会引起偏差）；存在记忆效应背景吸收较大（杂散光、气态分子）；测定速度慢，操作不够简便，装置较复杂。2石墨坩埚、3高频感应加热炉、4激光七、石墨炉原子吸收法的升温程序。45ppt测定时分干燥、灰化、原子化、除残净化四阶程序升温。46图？八、原子荧光光度计与原子吸收光度计的主要区别：99 ppt 光源：需要采用强光源（多采用高强度空心阴极灯）。高强度空心阴极灯特点是在普通空心阴极灯中，加上一对辅助电极。辅助电极的作用是产生第二次放电，从而大大提高金属元素的共振线强度（对其它谱线的强度增加不大）光路：在原子荧光中，为了检测荧光信号，避免激发光的影响，要求光源、原子化器和检测器三者处于直角状态。而原子吸收光度计中，这三者是处于一条直线.色散系统色散型。色散元件是光栅。非色散型。非色散型用滤光器来分离分析线和邻近谱线，可降低背景。原子吸收光谱法用缝式火焰，以增大原子蒸气的厚度；而原子荧光光谱法则用方形或圆形截面火焰，以便更容易被激发辐射照射。九、主要测定条件有哪些及如何选择？81ppt 1、分析线的选择：通常选择元素的共振线（灵敏而特征）作分析线。如测微量Na用589.0nm，较高浓度时则用次灵敏线330.3nm。2、灯电流：电流过大，灯本身发生自吸现象反而减弱发射光强度；加快灯内气体的消耗而缩短寿命；多普勒变宽，工作曲线弯曲；灯光强度不稳定等。电流过低，光强度小、稳定性及信噪比下降 。通过实验选定适宜的工作电流。 在保证稳定和合适光强输出的情况下，尽量选用较低的工作电流 。空心阴极灯标有允许使用的最大工作电流值。3、原子化条件火焰原子化：火焰类型（温度-背景-氧还环境）；燃助比（温度-氧还环境)；对于易生成难离解化合物的元素，如Al、V、Mo、Ti、W等，应选择温度高的乙炔一氧化亚氮火焰； 对于易电离、易挥发的元素，如Pb、Cd、Zn、碱金属、碱土金属等，应选用低温火焰。 石墨炉原子化：升温程序的优化。具体温度及时间通过实验确定。4、观测高度（燃烧器高度）调节观测高度，使光束通过原子密度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。高度不同，化学干扰可能不同。5、通带宽度无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带， 如Na+ 0.5nm ；反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带，如Fe3+ 0.2nm 。6、进样量 进样量过小，信号太弱；过大，对火焰会产生冷却效应，雾化效率降低，在GFAAS中，会使除残产生困难。在实际工作中，通过实验测定吸光度值与进样量的变化，选择合适的进样量。十、3种自动背景吸收校正方法的选择。（1）氘灯背景校正：不足：氘灯测的是整个通带内的平均背景，与分析线处的真实背景有差异，校正有可能过度或不足，且有波段限制，两灯光束在原子化器中严格重迭才能使两光源测得的背景一致。（2）塞曼（Zeeman）效应背景校正：优点：可在全波段范围内进行；可校正较高吸光度（高达1.52.0）的背景，校正准确度较高，比氘灯校正优越得多。（3）用自吸效应校正背景校正范围大（紫外区和可见光区）；校正能力强(能扣除背景吸收值达2.0以上)；【第六章：电位分析与电导分析法（3学时）】1、 指示电极分2大类：金属基指示电极：电位产生原因：电子转移离子选择性电极（ISE）原因：离子交换与扩散二、膜电极的基本组成。1敏感膜：它起到将溶液中给定离子的活度变成电位信号的作用。2内导体系：包括内参液、内参比电极，起着将膜电位引出的作用，也有金属导体与膜直接接触的。3电极杆：起着固定敏感膜的作用，通常用高绝缘、化学稳定性好的玻璃或塑料制成。4带屏蔽的导线：将内导体系输出的膜电位输送至仪器的输入端。由于电极敏感膜的内阻一般很高，因此用高绝缘的聚乙烯屏蔽线，以减少旁路漏电和外界交变电磁场与静电感应的干扰。三、pH值的电位测定方法。根据测定的工作电池组成，会写工作电池表达式。Ppt50？四、TISAB：ppt58总离子强度调节缓冲溶液，是浓度很大的电解质溶液，它应对欲测离子没有干扰，将它加到标准溶液及试样溶液中，使其离子强度都达到很高近乎一致，从而使活度系数基本相同，有时TISAB溶液中还含有PH缓冲剂和消除干扰的络合剂等。作用：固定离子强度，使活度系数恒定。控制溶液的PH值，满足离子电极的要求屏蔽干扰离子稳定液接电位。测F-所使用的TISAB的典型组成：1mol/L的NaCl，使溶液保持较大稳定的离子强度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc, 使溶液pH在5左右；0.001mol/L的柠檬酸钠, 掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子。五、影响电位法测定准确度的因素？Ppt63-67（1）温度：不但影响直线斜率，也影响直线的截距K，K包括内外参比电极电位、膜表面的相界电位，液接电位等等，因此在整个测定过程中应保持温度恒定。（2）电动势的测量：电动势的测量误差与浓度相对误差的关系，可根据能斯特公式推导出来：即对一价离子响应的电极，电位测量发生1mv的误差，将产生4%的浓度相对误差；对两价离子，将有8%的误差。误差较大，对高价离子尤其严重，因此直接电位法一般适用于浓度较低的溶液测定。 另外，电池电动势本身是否稳定也影响测定的准确度，溶液组成、温度、搅拌速度、液接电位等影响稳定性。（3）干扰离子：干扰离子发生干扰作用可能来自两个方面，一是直接与电极膜发生作用（发生响应或溶解膜物质），二是与待测离子发生反应，生成了某种电极不响应的物质。如测F-时，Al3+有干扰，生成稳定AlF63-络离子，F-电极不响应，通常用掩蔽法消除干扰。（4）溶液的pH值：电极都有合适的pH范围，这是由电极的性质、待测离子的性质所决定的。如F-电极，pH=57。（5）被测离子浓度：应在线性范围内，一般为10-110-6mol/L检测限主要受膜材料在水中溶解度的影响，溶解度小，检测限低，下限高于膜物质的溶解度。干扰物质浓度越高，下限越高。此外还与电极膜表面光洁度有关，光洁度越高，检测限越低。在检测限附近，电极电位不稳定，使结果重现性、准确性较差。（6）电极响应时间：指电极浸入试液后达到稳定的电位（在1mv以内）所需的时间.响应时间越短越好，一般为数秒钟到几分钟。试液浓度大，响应就快；溶液越稀，响应时间就延长。搅拌溶液也可缩短响应时间。膜越薄，表面光洁，响应越快。介质的离子强度大，响应较快。测量不同浓度试液时，应由低到高测量。六、电位滴定时指示电极与参比电极的选择。注意：并非所有离子都有相应的选择性电极。81？七、滴定终点的确定方法。ppt74？八、（一）电导率（Scm-1）意义：边长为1厘米的立方体溶液的电导。影响电导率的因素有：1电解质的性质：电解质的组成。不同离子的电荷数和淌度（单位电场强度下离子移动的速率）不相同，因此在相同的条件（指温度和浓度）下，不同的电解质溶液的电导率就不相同。例如HCl溶液或NaOH溶液比NaCl溶液有较大的电导率，这是因为H+的淌度比Na+的淌度大，OH-的淌度比Cl-的淌度大的缘故。电解质的电离度。强电解质的电导率要比弱电解质大。溶剂、粘度对离子迁移速率也有影响。由电解质的性质对电导率的影响可以看出：在一定条件下，根据溶液的电导率的变化，可以显示溶液组成的改变。2 溶液浓度一方面当溶液稀释时，单位体积离子数目减少了，而使电导率降低；另一方面当溶液稀释时，对弱电解质来说，离解度将增大，而使电导率增大，而对强电解质来说，由于稀释，离子间的引力减弱，迁移速度增快，使电导率增加。一般说来，当溶液从高浓度开始稀释时，后一种影响占优势（电导率增大），达到某一浓度（电导率达最大值）后，随着稀释电导率减小。 注意：这里讨论的是电导率，是指1cm3溶液的电导，而单位体积内的离子数目即可因溶液稀释而减小，也可增多，这与下面讨论的浓度对摩尔电导的影响有所不同。3温度的影响温度升高，离子的迁移速度加快，电导率增加。一般温度升高1，电导率约增加22.5%，要求控制温度恒定。由于在电导率的定义中没有确定溶液中参与电导的电解质的量，因此电导率随溶液浓度的改变而改变，为了考虑浓度的影响并便于相互比较，又引入了摩尔电导的概念。（二）摩尔电导率在相距1cm的两电极间含有1mol溶质时溶液的电导。（溶液的体积可以不同）若含有1mol溶质的溶液体积为Vcm3，电导率为 ，则其摩尔电导 因为已规定了两电极间含有1mol溶质，所以两电极间的参与导电的离子数目不会因溶液稀释而减少，因而摩尔电导率就不会因稀释而减小。无论是对弱、强电解质，摩尔电导率都是随着C的降低而增大。当溶液无限稀释时，摩尔电导率达到极大值，此值称为无限稀释摩尔电导率，用 表示。溶液的摩尔电导率是溶液中所有离子的摩尔电导率的总和： 九、了解电导分析的应用。1水质纯度的鉴定和监测2大气中SO2的监测 3在食品分析中的应用检验牛奶掺假：不同地区取样测定电导数据大致相同，如人为地掺入电解质则，掺入非电解质则。检测鸡蛋新鲜度：新鲜度，电导率。快速检测潲水油（地沟油）：潲水油带有大量传染病毒，对身体有较大危害，但因为价格便宜，一般人通过观色泽、闻气味等难以有效识别。不良商家通常利用这一特点，以次充好牟取暴利。坏油电导率高。【第七章：气相色谱法（含分离分析法导论）（4学时）】1、 色谱流出曲线：检测器输出的电讯号强度对时间作图所得曲线。它反映组分及其流出浓度随时间变化情况。正常状况：高斯正态分布不正常的色谱峰：拖尾峰，前伸峰，平头峰。基线：无试样通过检测器时，检测器测到的信号即为基线。实验条件稳定时，是一条水平直线。噪音：由各种因素所引起的基线起伏，仪器越好，噪音越小。漂移：基线随时间定向的缓慢变化（上斜或下斜，仪器未稳定造成）2保留值（色谱定性参数）（1）用时间表示的保留值保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。调整保留时间（tR）： tR= tRtM （2）用体积表示的保留值保留体积（VR）：从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积。VR = tRF0 F0为柱出口处的载气流量（mL/min）死体积（VM）：VM = tM F0调整保留体积(VR)： VR = VR VM 3.相对保留值21（选择性系数 ）相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关（柱径、柱长、填充情况及流动相流速等），它表示了固定相对这两种组分的选择性，是较理想的色谱定性指标。4色谱峰的区域宽度（色谱柱效参数）用来衡量色谱峰宽度的参数，三种表示方法：（1）标准偏差()：正态分布色谱曲线两拐点距离的一半，即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽(Y1/2)：色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354（3）峰底宽(Y)：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相交的截距 Y = 4 s注意：半峰宽不等于峰底宽的一半2、 分离原理：分配系数：在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数，用K表示。试样一定，K主要取决于固定相性质；某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出，组分的K 越大，出峰越慢；试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；K相同，不能分离，K相差越大，分离可能性越大；选择适宜的固定相可改善分离效果。3、 塔板理论的要点ppt30速率方程式及影响H的因素。33？五、固定相选择原则46（一）气固色谱固定相：用表面具有一定活性的吸附剂，它们对各种气体的吸附能力不同，可以根据试样选择合适的吸附剂。 种类：活性炭（非极性）、Al2O3（极性）、硅胶（氢键型）、分子筛、高分子多孔微球等。特点：性能与制备和活化条件有很大关系，色谱数据重现性差；易形成拖尾峰，保留值高；种类有限，能分离的对象不多；使用方便，常用于分离常温下的气体及气态烃类等。（二）气液色谱固定相多孔性的固体颗粒（担体）表面涂渍上一薄层固定液。作为担体使用的物质应满足的条件：化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应；比表面积大，孔径分布均匀；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；颗粒大小均匀、适度。担体：1硅藻土型（常用）：红色担体：孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。缺点是表面有活性吸附中心点。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。白色担体：煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗粒疏松，孔径较大，比表面积较小，机械强度较差，但吸附性小。适宜分离极性组分的试样。2非硅藻土型：氟担体、玻璃担体。固定液：高沸点难挥发的有机化合物，在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态，在色谱分析过程中是不动的。种类繁多。A. 对固定液的要求：挥发性小；良好的热稳定性；对试样中各组分有不同的溶解能力；不与被分离组分发生不可逆的化学反应。B. 固定液分类方法：化学分类：脂肪烃、芳烃、醇、酯、硅氧烷类等。极性分类：按相对极性的大小分为非极性、中等极性、强极性和氢键型等。 固定液极性表示固定液分子与被分析物质分子间相互作用力的大小，极性越大，作用力越大，组分在固定液中的保留时间越长。固定液和组分分子之间的作用力是一种较弱的吸引力，它包括静电力、色散力、诱导力和氢键力等四种作用的结果，在气液色谱中表现为溶解。规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零 ，氧二丙腈的相对极性为100。C. 固定液的最高、最低使用温度：高于最高使用温度易分解，低于最低使用温度呈固体。D. 固定液选择的基本原则（重点） 按“相似相溶”原则选择固定液a按极性相似原则选择分离非极性组分，用非极性固定液（色散力）。按沸点顺序出柱，低沸点的先出柱分离极性组分，选用极性固定液（静电力）流出顺序：极性小大 分离中等极性组分，用中等极性固定液：基本按沸点顺序出柱，若沸点相同，则非极性组分先出峰。分离非极性和极性组分混合物，用极性固定液，非极性组分先出峰对能形成氢键的组分（如醇、胺、水等），用极性的或氢键型的固定液（如聚乙二醇、三乙醇胺，含F、N、O）。易与固定液形成氢键的组分后出峰对于复杂的难分离的样品（如异构体），用特殊固定液或混合固定液，对于样品极性情况未知的，一般用几种极性不同固定液做试验。b按化学官能团相似选择固定液与被测组分官能团相似，作用力强，选择性高。酯类选酯或聚酯固定液。醇类选醇类或聚乙二醇固定液c按组分性质的主要差别选择固定液组分的沸点差别为主 选非极性固定液，按沸点顺序出柱，沸点低的先出柱；组分的极性差别为主 选极性固定液，按极性强弱出柱，极性弱的先出柱。6、 载气、气化温度、柱温的选择，操作条件对色谱峰或分离度的影响判断。柱温的选择（重点）T高，各组分挥发性靠拢，不利于分离。T低，被测组分在两相中的扩散速率下降，分析时间增加，分配不能迅速达到平衡，柱效下降，峰形变宽或拖尾。七、4种常用气相色谱检测器及适用对象。1浓度型检测器：测量的是载气中组分浓度瞬间的变化，检测信号值与组分的浓度成正比。热导检测器2质量型检测器：测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。氢火焰离子化检测器FID3广普型检测器：对所有物质有响应。热导检测器4专属型检测器：对特定物质有高灵敏响应。电子俘获检测器八、了解色谱定性方法。会根据情况选择色谱定量方法。85？：1.利用保留值定性2.利用化学反应定性：收集柱后组分，官能团反应定性鉴别（非在线）3.利用检测器的选择性进行定性4.利用两谱联用定性：GC-MS，GC-FTIR九、毛细管色谱柱柱效高的原因：气流单途径通过柱子，无涡流扩散；载气速度快，分子扩散较小；液膜薄，液相传质阻力小。达每米30004000块理论塔板， 比填充柱高10100倍 ，分离复杂混合物的能力大为提高十、毛细管柱色谱系统的特点：毛细管柱内径很细，因而问题：（1）允许通过的载气流量很小，且柱容量很小，导致允许的进样量小通常采用分流技术（2）分流后，柱后流出的试样组分量少且组分易扩散采用尾吹技术，使用灵敏度高响应快的检测器（FID）及快速记录系统 分流比：放空的试样量与进入毛细管柱的试样量之比，一般在501到5001之间调节。【高效液相色谱法：在经典液相色谱实验和技术基础上引入气相色谱GC的基本理论，所建立的一种液相色谱法。】一、HPLC与GC（1）主要差别：分析对象的差别和流动相的差别1分析对象：GC：能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品，高沸点、挥发性差、热稳定性差、离子型及高聚物的样品不可检测。占有机物的20%HPLC：溶解后能制成溶液的样品，不受样品挥发性和热稳定性的限制，分子量大、难气化、热稳定性差及高分子和离子型样品均可以检测。用途广泛占有机物的80%2流动相差别GC：流动相为惰性气体。组分与流动相无亲和作用力，只与固定性作用。HPLC：流动相为液体。流动相与组分间有亲和作用力，为提高柱的选择性、改善分离度增加了因素，对分离起很大作用。流动相极性和PH值得选择也对分离起到重要作用，选择不同比例的两种或两种以上液体作为流动相可以增大分离选择性。流动相种类较多，选择余地广。3操作条件差别GC：加温操作HPLC：室温，高压（液体粘度大，峰展宽小）（2）速率理论上二者的差别。1.GC：H=A+B/u+Cu(填充柱)，或H=B/u+Cu（毛细管柱）2.HPLC 高效液相色谱与气相色谱相比分子扩散项B可以忽略不计，即：H=A+CU二、HPLC的主要部件组成；1高压输液系统2梯度洗脱装置3进样系统4分离系统5检测系统 检测器 三、柱塞杆往复高压泵的工作原理；1溶剂进入：活塞收回，腔内形成低压，入口阀打开，出口阀感应压差而闭合。2溶剂输出：活塞推出，腔内压力增加，出口阀打开，入口阀感应压差而闭合。3单向阀的特点：密闭性能相当好，可以非常敏感地感应压差而迅速闭合。四、高压泵使用注意事项；1防止任何固体微粒进入泵体2流动相不应含有任何腐蚀性物质3泵工作时要留心防止溶剂瓶内的流动相被用完，否则空泵运转也会磨损柱塞、缸体或密封环，最终产生漏液4输液泵的工作压力绝不要超过规定的最高压力，否则会使高压密封环变形，产生漏液5流动相应该先脱气，以免在泵内产生起泡，影响流量的稳定性，如果有大量起泡，泵就无法正常工作。五、六通阀工作原理；手柄位于取样(Load)位置时，样品经微量进样针从进样孔注射进定量环，定量环充满后，多余样品从放空孔排出；将手柄转动至进样(Inject)位置时，阀与液相流路接通，由泵输送的流动相冲洗定量环，推动样品进入液相分析柱进行分析。七、色谱柱（1）分类：分析型和制备型两类，尺寸规则也不同：常规分析柱（常量柱），内径25mm（常用4.6mm，国内有4mm和5mm），柱长1030cm。窄径柱（细管径柱，半微柱），内径12mm，长1020cm，毛细管柱（微柱），内径0.20.5mm半制备柱，内径5mm实验室制备柱，内径2040mm，长1030cm；生产制备柱内径可达几十厘米。柱内径一般是根据柱长、填料粒和折合流速来确定，目的是为了避免管壁效应。（2）注意事项：1避免压力和温度的急剧变化及任何机械震动。2应逐渐改变溶剂的组成，特别是反相色谱中，不应直接从有机溶剂改为全部是水，反之亦然。3色谱柱不能反冲，否则会迅速降低柱效。4选择使用适宜的流动相（尤其是PH），以避免固定相被破坏。5避免将基质复杂的样品尤其是生物样品直接注入柱内，需要对样品进行预处理或者在进样器和色谱柱之间连接一保护柱。6经常用强溶剂冲洗色谱柱，清楚保留在柱内的杂质（异丙醇）7保存色谱柱时应将柱内充满乙腈或甲醇，柱接头要拧紧，防止溶剂挥发干燥，绝对禁止将缓冲溶液留在柱内静置过夜或更长时间。八、（一）检测器分类：1.按检测对象分类整体性检测器：检测流动相的总体物理性质。如：示差折光检测器、电导检测器。灵敏度低、易受温度影响的波动、不适合梯度洗脱溶质性检测器：测量溶质的某种特性或物化性质的变化，如紫外检测器、荧光检测器。流动相不能有紫外吸收。2按选择性分类：选择性检测器：紫外检测器、二极管陈列检测器、荧光检测器、电导检测器通用性检测器：示差折光检测器、蒸发光检测器（二）理想的检测器：灵敏度高，重复性好，不引起柱外谱带扩展，线性范围宽，死体积小，检测器相应对流速及温度变化不敏感。九、主要检测器工作原理；根据具体物质特点选择合适检测器类型（1）紫外可见波长检测器：应用范围最广泛地检测器。大约占使用的70%，紫外光区190370mm。特点：灵敏度高、噪音低、线性范围宽。为溶质型检测器、对流速和温度的变化不敏感。为选择检测器，必须使用无紫外吸收的溶剂作为流动相。为浓度型检测器。为非破坏性检测器，可与制备色谱或其他设备串联。结构简单、维护方便。工作原理：朗伯比尔定律：A=lg(I0/I)=-lgT=KbC吸光度与化合物浓度成正比。（2）二级管阵列检测器：光学特性：光电二极管阵列，棱镜分光系统。荧光检测器：选择性和灵敏度均较高。有机发光化合物分为三类：具有刚性结构的芳香稠环化合物。具有共轭结构的分子内电荷转移化合物。某些金属有机物（镁离子AL离子）与一些有机物形成的配合物。原理：某些物质的分子吸收一定能量跃迁到较高的电子激发态后，在返回电子基态的过程中伴随有光辐射。（3）荧光检测器：原理：某些物质的分子吸收一定能量跃迁到较高的电子激发态后，在返回电子基态的过程中伴随有光辐射。选择性和灵敏度均较高。有机发光化合物分三类：具有刚性结构的稠环化合物具有共轭结构的分子内电荷转移化合物某些金属有机物ALMg离子，与一些有机物形成配合物。（4）示差折光检测器：原理：示差检测器连续检测样品流路与参比流路间液体折光指数差值。特点：通用检测器，溶剂选择合适几乎可测所有的物质。响应值取决于柱后流出液折射率变化。适合检测：无紫外吸收的物质、流动相溶剂具有高紫外吸收。浓度敏感型检测器：响应信号与溶质浓度成正比。中等灵敏度检测器：不适合痕量分析。对压力、温度变化相当敏感，需配制柱温箱。最常用的溶剂是水，不适合梯度洗脱。检测要求：流动相组成必恒定、控制恒温、控制压力恒定、出口处不可加限流装置、检测器串联时，RI（示差折光）应放在最后（4）蒸发光散射检测器：是通用型检测器，可以检测没有紫外吸收的有机物质，如人参皂苷、黄芪甲苷等。流动相必须是挥发性的，不能含缓冲盐，若调节PH可用氨水、醋酸。ELSD工作原理：恒定流速的色谱仪洗脱液进入检测器后，首先被高压气流雾化，雾化形成的小液滴进入蒸发室，流动相及低沸点的组成被蒸发，剩下高沸点组分的小液滴进入散射池，光束穿过散射池时被散射，散射光被光电管接收形成电信号，电信号通过放大电路、模数转换电路、计算机成为色谱工作站的数字信号色谱图。十、（一）固定相以承受高压能力来分类，可分为刚性固体和硬胶两大类。刚性固体以二氧化硅为基质，可承受高压，可制成直径、形状、孔隙度不同的颗粒。如果在二氧化硅表面键合各种官能团，可扩大应用范围，它是目前最广泛使用的一种固定相。硬胶主要用于离子交换和尺寸排阻色谱中，它由聚苯乙烯与二乙烯苯基交联而成。可承受压力上限为3.5*108pa。（二）按孔隙深度分类，可分为表面多孔型和全多孔型固定相两类：1表面多孔型固定相：它的基体是实心玻璃球，在玻璃球外面覆盖一层多孔活性材料，如硅胶、氧化硅、离子交换剂、分子筛、聚酰胺等。这类固定相的多孔层厚度小、孔浅，相对死体积小，出峰迅速、柱效亦高；颗粒较大，渗透性好，装柱容易，梯度淋洗时能迅速达到平衡，较适合做常规分析。由于多孔层厚度薄，最大允许量受限制。2全多孔型固定相：由直径为10nm的硅胶微粒凝聚而成。这类固定相由于颗粒很细，孔仍然较浅，传质速率快，易实现高效、高速。特别适合复杂混合物分离及痕量分析，目前应用范围广。十一、HPLC所需流动相需要符合的条件；1溶剂对于待测样品，必须具有合适的极性和良好的选择性。2溶剂与检测器匹配。对于紫外吸收检测器，应注意选用检测器波长比溶剂的紫外截止波长要长。所谓溶剂的紫外截止波长指当小于截止波长的光源通过溶剂时，溶剂对比照射光源产生强烈吸收，此时溶剂被看作是光学不透明的，它严重干扰组分的吸收测量。对于折光率检测器，要求选择与组分折光率有较大差别的溶剂作为流动相，以达到最高灵敏度。3高纯度。由于高效液相色谱灵敏度高，对流动相溶剂的纯度也要求高。不纯的溶剂会引起基线不稳，或产生“伪峰”4化学稳定性好5低粘度（粘度适中）若使用高粘度溶剂，势必增高压力，不利于分离。常用低粘度溶剂有丙酮、甲醇和乙腈等；但粘度过低的溶剂也不宜采用，例如戊烷和乙醚等，它们容易在色谱柱或检测器内形成气泡，影响分离。十二、HPLC色谱法分类；1液固吸附色谱法（LSC）2液液分配色谱法（LLC）3化合建合色谱法（BPC）4离子交换色谱5凝胶色谱法十三、液固色谱法常用吸附剂；最常用的吸附剂是硅胶，其次是氧化硅。1按性质分为极性和非极性吸附剂：极性包括：硅胶、氧化铝、氧化镁、硅酸镁、分子筛及聚酰胺等。非极性吸附剂最常用的是活性炭。2极性吸附剂可以进一步分为：酸性吸附剂和碱性吸附剂。酸性吸附剂包括硅胶和硅酸镁等，用于分离碱，如脂肪胺和芳香胺。碱性吸附剂有氧化铝、氧化镁和聚酰胺等。适用于分离酸性物质，如酚、羧和吡咯衍生物等。十四、液液色谱法固定相；固定相由载体和固定液组成。常用载体有下列几类：1表面多孔型载体（薄壳型微珠载体），由直径为3040的实心玻璃球和厚度约为12的多孔性外层所组成2全多孔型载体，由硅胶、硅藻土等材料制成，直径3050的多孔型颗粒。3全多孔型微粒载体，由nm级的硅胶微粒堆积而成，又称堆积硅珠，这种载体粒度为510，由于颗粒小，所以柱效高，是目前使用最广泛的一种载体。由于液相色谱中，流动相参与选择作用，流动相极性的微小变化，都会使组分保留值出现较大的差异。因此，液相色谱中，只需集中不同极性的固定液即可。如，一氧二丙腈（ODPN），聚乙二醇（PEG），十八烷(ODS)和角鲨烷固定液等十五、正相分配色谱与反相分配色谱概念；1以极性物质作为固定相，非极性溶剂作为流动相的液液色谱，称为正相分配色谱，适合于分离极性化合物；2反之，如选用非极性物质作为固定相，而极性溶剂为流动相的液液色谱称为反相分配色谱，这种色谱方法适用于分离芳烃、稠环芳烃及烷烃等化合物。（烷烃非极性，所以固定相是非极性，非对应反）十六、化合建合色谱法（一）分类 1正相HPLC：是由极性固定相和非极性（或弱极性）流动相所组成的HPLC体系。其代表性的固定相是改性硅胶、氰基柱等，代表性的流动相是正己烷。吸附色谱也属正反相HPLC 2反向HPLC：是由非极性固定相和极性流动相组成的液相色谱体系，与正相相反。其代表性固定相是十八烷基键合硅胶（ODS柱），代表性的流动相是甲醇和乙腈，是当今液相色谱的最主要分离模式。（二）优点：1适用于分离几乎所有类型的化合物2由于键合到载体上的基团不易被剪切和流逝，这不仅解决了由于固定液流失所带来的困扰，还特别适合于梯度洗脱，为复杂体系的分离创造了条件。3键合固定相对不太强的酸及各种极性的溶剂都有很好的化学稳定性和热稳定性。4固定相柱效高，使用寿命长，分析重现性好。十八、离子交换色谱常用的离子交换树脂分类；目前常用的离子交换树脂分为三种形式：1常见的纯离子交换树脂2玻璃珠等硬芯子表面涂一层树脂薄层构成的表面层离子交换树脂3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。按结合的基团不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂上具有与样品中阳离子交换的基团。阳离子交换树脂又可分为强酸性和弱酸性树脂。强酸性阳离子交换树脂所带的基团为-SO3-和有机聚合物牢固结合形成固定部分，H+是可流动的能为其他阳离子所交换的离子。阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂。十九、离子交换色谱常用的流动相；最常用水缓冲盐溶液，有时也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。二十、尺寸排阻色谱固定相分类；一般可分为：软性、半刚性和刚性凝胶三类【样品前处理技术】一、简单了解传统的样品前处理方法，如液液萃取法、索式提取法加速溶剂提取法、微波辅助提取法、超声提取法。原理：相似相溶。