仪器分析讲义

第一章引言

内容提要：仪器分析及化学分析的区分及联系、仪揩分析方法的分类及发展趋势。

重点难点：仪器分析方法的分类

一、仪器分析和化学分析

分析化学是探讨物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分.

化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。

测定时需运用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。

仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常须

要运用比较困难的仪器。仪器分析的产生为分析化学带来革命性的变更，仪器分析是分析化

学的发展方向。

仪器分析的特点（及化学分析比较）

L级，甚至更低.适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。g、灵敏度高，检出限量可降

低：如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的

选择性好：很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相

互间不产生干扰。操作简便，分析速度快，简洁实现自动化.

仪器分析的特点（及化学分析比较）

相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，精确度较高，误差小于千分之

几•多数仪据分析相对误差较大,一般为5%,不适用于常量和高含量成分分折。须要价格比

较昂贵的专用仪器。

仪器分析及化学分析关系

仪器分析及化学分析的区分不是肯定的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。

不少仪器分析方法的原理、涉及到有关化学分析的基本理论；

不少仪器分析方法,还必需及试样处理、分别及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的

全过程。

仪器分析有时还须要采纳化学富集的方法提高灵敏度；

有些仪器分析方法，如分光光度分析法，由于涉及大量的有机试剂和协作物化学等理论，所

以在不少书籍中，把它列入化学分析.

应当指出，仪器分析本身不是一门独立的学科，而是多种仪器方法的组合.可是这些仪器方法

在化学学科中极其重要.它们已不单纯地应用于分析的目的，而是广泛地应用于探讨和解决

各种化学理论和实际问题，因此，将它们称为“化学分析中的仪器方法"更为准确。

发展中的仪器分析

20世纪40~50年头兴起的材料科学,60〜70年头发展起来的环境科学都促进了分析化学学

科的发展.80年头以来，生命科学的发展也促进分析化学•次巨大的发展.仪器分析是分析化

学的重要组成部分，也随之不断发展，不断地更新自己，为科学技术供应更精确、更灵敏、

专一、快速、简便的分析方法。

如生命科学探讨的进展，须要对多肽、蛋白质、核酸等生物大分子进行分析，对生物药物分

析，对超微量生物活性物质,如单个细胞内神经传递物质的分析以及对生物活体进行分析.

信息时代的到来，给仪器分析带来了新的发展。信息科学主要是信息的采集和处理。计算机

及分析仪器的结合,出现了分析仪器的智能化，加快了数据处理的速度。它使很多以往难以

完成的任务，照试验室的自动化，图谱的快速检索，困难的数学统计可轻而易举得于完成.信

息的采集和变换主要依靠于各类的传感器。这乂带动仪器分析中传感器的发展，出现了光导

纤维的化学传感器和各种生物传感器。

联用分析技术已成为当前仪器分析的重要发展方向。将几种方法结合起来，特殊是分别方法

（如色谱法）和检测方法（红外光谱法、质谱法、核磁共振波谱法、原子汲取光谱法等）的结

合，汇合了各自的优点，弥补了各自的不足，可以更好地完成试样的分析任务。

发展中的仪器分析

联用分析技术：

气相色谱-质谱法（GC-MS）

2。气相色谱一质谱法一质谱法（GC—MS—MS）

3.1气相色谱一原子放射光谱法（GC-AED）

40液相色谱一质谱法（HPLC—MS）

二、仪器分析方法的分类

依据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类

1.光学分析法

以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法

2.电化学分析法

依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法

3.色谱法

以物质在两相间（流淌相和固定相）中安排比的差异而进行分别和分析。

4.其它仪器分析方法

包括质谱法、热分析法、放射分析等。

其次章色谱分析法

本章是仪器分析传统分类中的色谱分析部分，主要分析对象是有机化合物，该方法的运

用范围广，好用价值强,内容包括气相色谱和液相色谱，不仅介绍色谱分析方法的理论学问，

还强调它的实际应用。

§2.1气相色谱法概述

内容提要：色谱介绍、气相色谱介绍及色谱基本术语

重点难点：色谱基本术语

一、概述

1。定义3/：色谱法是一种分别技术，该分别技术应用于分析化学中,就是色谱分析.它分别原

理是，使混合物中各组分在两相间安排，其中一相不动，称为固定相，另一相携带混合物流

过固定相的流体,称为流淌相。这种借两相间安排原理使混合物各组分分别的技术叫色谱法.

各组分被分别后，可进一步进行定性和定量分析：

经典：分别过程和其含量测定过程是禽线的，即不能连续进行

现代：分别过程和其含黄测定过程是在线的，即能连续进行

经典色谱法：将潮湿的碳酸钙挤出玻璃管，用刀将各色带切下，用相宜的方法进行分析；

现代色谱法：当••个两组分（A和B）的混合物样品在时间H从柱头加入，随着流淌相不

断加入，洗脱作用连续进行，直至A和B组分先后流出柱子而进入检测器，从而使各组分浓

度转变成电信号后在荧光屏上显示出来。

依据峰的位置（出峰时间t）--定性

依据峰的面积A（或峰高h）——定量

2、色谱法分类

（-）按两相物理状态分

1o气相色谱法（gaschromatography简称GO用气体作流淌相的色谱法.

气-固色谱法GSC（固定相为固体吸附剂）

气相色谱法

气一液色谱法GLC（固定相为涂在固体或毛细管壁上的液体）

2.液相色谱法（liquidchromatography简称LC）用液体作流淌相的色谱法。

液一固色谱法LSC(固定相为固体吸附剂)

液相色谱法

液-液色谱法LLC(固定相为涂在固体载体上的液体)

3.超临界流体色谱法(SFC)用超临界状态的流体作流淌相的色谱法。

超临界状态的流体不是•般的气体或流体，而是临界压力和临界温度以上高度压缩的气

体，其密度比一般气体大得多而及液体相像，故又称为“高密度气相色谱法"

(二)按固定相的形式

1.柱色谱法(columnchromatography):

固定相装在柱中，试样沿着一个方向移动而进行分别.

包括填充柱色谱法：固定相填充溢玻璃管和金属管中

开管柱色谱法：固定相固定在细管内壁(毛细管柱色谱法)

2.平板色谱法(planerchromatography)：

固定相呈平面状的色谱法。

包括纸色谱法：以吸附水分的滤纸作固定相；

薄层色谱法：以涂敷在玻璃板上的吸附剂作固定相.

(三)按分别原理分

1o吸附色谱法(adsorptionchromatography)：

依据吸附剂表面对不同组分物理吸附实力的强弱差异进行分别的方法.

如：气一固色谱法、液一固色谱法一-吸附色谱

2.安排色谱法(partitionchromatography)：

依据不同组分在固定相中的溶解实力和在两相间安排系数的差异进行分别的方法。

如：气-液色谱法、液-液色谱法一一安排色谱

3.而子交换色谱法(ionexchangechromatography)

依据不同组分别子对•固定相亲和力的差异进行分别的方法。

4.排阻色谱法(sizeexclusionchromatography):

又称凝胶色谱法(gelchromatography),

依据不同组分的分子体积大小的差异进行分别的方法。

其中：以水溶液作流淌相的称为凝胶过滤色谱法；以有机溶剂作流淌相的称为凝胶渗透色

谱法。

5。亲合色谱法(affin计ychromatography)

利用不同组分及固定相共价键合的高专属反应进行分别的方法。

3、气相色谱介绍

主要包括五大系统

1.载气系统：它是载气连续运行的密闭管路系统，要求是密封性好流速稳定，运用的载气纯

净。一般用皂膜流量计测得柱后载气流量F.

2.进样系统：包括进样器和气化室。进样器是将试样快速而定量的加到色谱柱头上。液体：

Oo5、1、5、10、25、50mL(一般进样0。1~10mL);气体:0.25~5mL注射器或六通阀(一

般进样0.1~10mL)。气化室是使样品在汽化室汽化，并很快被带入色谱柱.

3.分别系统：色谱柱、柱箱和控温装置。主要是在色谱柱内完成试样的分别，有填充柱和毛

细管柱两种。

填充柱填充柱由不锈钢，玻璃或聚四氟乙烯等材料制成，内装固定相，一般内径为2〜6

mm,长1〜5m。填充柱的形态有U型和螺旋型二种。柱内填充固定相，制作简洁，柱容量

大，操作便利，分别效果足够高，n在102〜103之间，应用普遍.

毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁，多孔层和涂载体空心柱.涂壁空心柱是将固定液匀称地涂

在内径0.I〜0.5mm的毛细管内壁而成,毛细管材料可以是不锈钢或石英。毛细管色谱柱渗

透性好，传质阻力小，而柱子可以做到长几十米。及填充柱相比，其分别效率高(理论塔板

数可达106)、分析速度快、样品用量小,但柱容量低、要求检测器的灵敏度高，并且制备较

难。

4.检测系统：检测器

5记录系统:记录仪或数据处理装置..

(四)基本术语

1.基线：操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号一时间曲线称为基线(O-

O')

(它反映检测系统噪声随时间变更的状况，稳定的基线应是一条水平直线)

2.死时间t0(deadtime)：

指不被固定相吸附或溶解的组分(如空气、甲烷等)从进样起先到色谱峰顶所对应的时叵，如

图to所示。

30死体积VO(deadvolume)：

由进样器至检测器的流路中，未被固定相占有的空隙体积称为死体积

(导管空间、色谱柱中固定相间隙、检测器内腔空间总和)

当色谱柱载气流速为F0(ml/min)时，它及死时间的关系为：

VO=tO-FO(1)

4o保留值：定性参数，是在色谱分别过程中，试样中各组分在色谱柱内滞留行为的一个指

标。

(1)保留时间tR(retentiontime)：

从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时(色谱峰顶点)所须要的时间，称为该组分的保留

时间。如图中tR(1)、tR(2)所示，(是待测组分流经色谱柱时，在两相中滞留的时间和)

保留时间及固定相和流淌相的性质、固定相的量、柱温、流速和柱体积有关，可用时间单位

(min)表示.

(2)调整保留时间tR'(adjustedretentiontime)：

扣除死时间后的组分保留时间，如图中的tR(1)'、tR(2「所示JR表示某组分因溶解或吸附

于固定相后，比非滞留组分在柱中多停留的时间：

tR'=tR-tO(2)

(3)保留体积VR(retentionvolume)：

从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时所通过的载气体积。

当色谱柱载气流速为F0(ml/min)时，它及保留时间的关系为：

VR=tRF0(3)

(4)调整保留体积VFT(adjustedretentionvolume):是指扣除死体积后的保留体积,

即：VR'=VR-V0=tR'-FO(4)

在肯定的试验条件下VR、VR'及载气流速无关(tR-FO及tR'・F0为一常数)

(5)相对保留值r21(relativeretentionvalue)：指组分2和组分1的调整保留值之比。

(5)

相对保留值的特点是只及温度和固定相的性质有关，及色谱柱及其它色谱操作条件无关。反

映了色谱柱对待测两组分1和2的选择性，是气相色谱法中最常运用的定性参数。

3.峰高(h):色谱峰顶及基线之间的垂直距离

4»色谱的区域宽度(peakwidth)通常用二种方法来表示：

(standardeviation)：(1)标准偏差

为0。607倍峰高处色谱修宽度的一半。为正态分布曲线上拐点间距离之半。对于正常峰,

的大小表示组分被带精彩谱柱的分散程度，(小，柱效高)的大小及柱效有关，

越大，组分流出越分散;反之亦反。

(2)半(高)峰宽Wh/2(peakwidthathalf-height)：

峰高一半处的色谱峰宽度，半峰宽及标准偏差的关系为：

(3)峰宽或称Wb：通过色谱峰两侧的拐点作切线，切线及基线交点间的距离为峰宽,即图中

GH,

峰宽及标准偏差的关系为：=1o699Wb=4Wh/2

5»流出曲线图的作用：

a,依据色谱峰的位置(保留值)可以进行定性：

bo依据色谱峰的面积或峰高可以进行定量测定；

Co依据色谱峰的位置及其宽度，可以对色谱柱分别状沆进行评价.

§2-2气相色谱分析理论基础

内容提要：GC基本原理、塔板理论及速率理论

重点难点：GC基本原理中安排系数等概念

色谱分别是色谱体系热力学过程和动力学过程的综合表现。

热力学过程是指:及组分在体系中安排系数相关的过程；

动力学过程是指:组分在该体系两相间扩散和传质的过程。

组分、流淌相和固定相二者的热力学性质使不同组分在流淌相和固定中具有不同的安排系数,

安排系数的大小反映了组分在固定相上的溶解一挥发或吸附-解吸的实力。

安排系数大的组分在固定相上溶解或吸附实力强，因此在柱内的移动速度慢；安排系数小的

组分在固定相上溶解或吸附实力弱，因此在柱内的移动速度快。

经过肯定时间后，由于安排系数的差别，使各组分在柱内形成差速移行，达到分别的目的。

一。安排过程

在色谱安排过程中，假设考虑柱内微小一段的状况：

图2色谱主柱内的安排平衡

在肯定温度、压力下，组分在该•小段柱内发生的溶解-挥发或吸附一解吸的过程称为安排

过程。

1o安排系数K(distributioncoefficient)：

安排系数也称为平衡常数，是指在肯定的温度和压力下，在两相之间达到平衡时，组分溶解

在固定相中的平均浓度及其在流淌相中的平均浓度之比。

(7)

式中：CL•为组分在固定相中的平均浓度；

cG一为组分在流淌相中的平均浓度，

K-是一个无因次量，它是由组分及固定液的热力学性质确定的，只随柱温柔柱压而变更，

及色谱柱中气相和液相的体积无关。

安排系数K是气一液安排色谱中的重要参数.假如两个组分的安排系数相同，则它们的色

谱峰完全重合;反之，安排系数相差越大，相应的色谱峰相距越远，分别越好。

2.安排比k(partitionralion)：

又称“容量因子”.即在肯定的温度和压力下，组分在两相间达到安排平衡时，组分在固定相

和流淌相中的质量比：(8)

式中：mS-组分在固定相中的质量，mM一组分在流淌相中的质量。

3.安排系数(K)和安排比k的关系：

设Vs为固定相的体积，Vm为流淌相的体积，则上式可写成：或(9)

Vm——为柱内流淌相的体积，也称为柱的死体积：包括固定相颗粒之间和颗粒内部空隙中

的流淌相体积；

Vs——为固定相的体积，它指真正参及安排的那部分体积:若固定相是吸附剂、固定液、离•

子交换剂或凝胶，则分别指吸附表面积、固定液体积、离子交换剂交换容晟或凝胶孔容。

——为色谱柱的相比

4。安排系数K和安排比k及保留值tR的关系：

安排平衡是在色谱柱中固定相和流淌相之间进行的，因此安排比也可以用组分在固定相和流

淌相中的停留时间之比来表示，则安排比可写成：(10)

任一组分的k值可由试验测得，即为调整保留时间tR'及不被固定相吸附或溶解的组分的

保留时间to的比值.可将7看作色谱柱对组分保留实力的参数，k值越大，保留时间越长。

安排系数K及保留时间的关系为：tR'=k・tO=K・tO・Vs/Vm(11)

由此式可见，在肯定的试验条件下，组分的调整保留时间正比于安排系数K(或安排比k),K

(或k)越大，组分在色谱柱内的保留时间越长。由于安排系数(或安排比)是由组分的性

质确定的，因此保留值可用于定性。在填充色谱柱中，选择不同的固定液及其用量，可以限

制组分在色谱柱上的保留值。

综上所述，在色谱分析中要使两组分分别，它们的保留时间t必需不同，而t是由两组分的K

或k确定，所以待分别组分K或k不同是色谱分别的先决条件。

安排比意义;安排比是衡量色谱柱对组分保留实力的重要参数，k值越大，保留时间越长，k

值为零的组分，其保留时间即为死时间.

K值可以通过:1)滞留因子，RS=uS/u

RS=w=mM/(mS+mM)=1/(1+k)

tM=L/u

tR=L/uS=tM*u/uS=tM*1/RS

tR=tM(1+k)=tM+tMk

k=(tR-tM)ZtM=tR7tM2—16

k值可依据2-16式由试验测得.

二、色谱分别基本理论

色谱理论可分为热力学及动力学理论两方面：

热力学理论是由相平衡观点来探讨分别过程一-塔板理论；探讨试样中各组分在两相间的安

排状况；

动力学理论是以动力学观点一速度来探讨各种动力学因素对柱效的影响一一速率理论。探讨

各组分在色谱柱中的运动状况。

塔板理论把色谱柱比作一个分播塔，塔板的概念是从分谯中借用来的，事实上色谱柱中并无

塔板，只是引用了处理分诩过程的概念和理论来说明色揩的分别过程。

塔板理论把色谱柱想象成由很多塔板组成，在每一个塔板内，一部分空间为涂在担体上的液

相占据，另--部分空间充溢载气，载气所占据的空间体积称为板体积。组分随载气进入色谱

柱后，在两相间进行安排，

塔板理论假设：

(1)在色谱柱中的每一个小段长度H内，组分可以快速在气液两相间达到安排平衡，这一

小段称为理论塔板(实际在柱内不存在)，其长度称为理论塔板高度，简称板高，以H表示.

(2)载气不是连续流过色谱柱，而是脉冲式(间歇式)，每次通过一个塔板体积。

(3)样品都加到第1块塔板上，且组分沿色谱柱(纵)向扩散可以忽视不计。

(4)某一组分的安排系数在全部塔板.上是常数。

依据上述假设，试样由载气带进色谱柱，及固定液接触而被溶解，在每个塔板高度内被分别

的组分在气相和液相之间达成一次安排平衡，随着载气的不断进入，被溶解的组分又从固定

液中挥发出来，挥发出来的组分随载气向前移动又再次被固定液溶解.经过若干个塔板即经

过溶解一挥发的多次反复安排(103〜106次)，待分别组分由于安排系数不同而彼此分别，

安排系数小(挥发性大)的组分首先由色谱柱中流出，明显，当塔板数足够多时，即使安排

系数差异微小的组分也能得到良好的分别效果。

2.柱效能指标(n、H)--可以由塔板理论导出

(1)理论塔板数(n):柱长(L)肯定时,n越大，柱效就越高：

阅历公式：

(12)

式中：tR、Y1/2.Y应当采纳同一单位(时间或长度)

(2)理论塔板高度(H):设色谱柱长为L,则理论塔板高度

由此可见：色谱峰越窄即Y1/2或Y越小，理论数塔板n越大，对给定长度的色谱柱而言，

塔板高度H越小，组分在柱内被安排的次数愈多，则柱效越高。因此n和H可作为描述

柱效能的指标.

(3)有效(理论)塔板数(neft)

在实际应用中，常常出现计算出的n虽然很大，但色谱柱的效却不高，这是由于保留时间tR

中包含了死时间to,而to并不参与柱内的安排过程，因此理论塔板数和理论塔板高度并不

能真实地反映色谱柱分别效能的好坏。为此，提出

用有效塔板数neft和有效高度Heft评价柱效能的指标，即：

(4)有效塔板高度Heft

(15)

物质在给定色谱柱上的neft越大，说明该物质在柱中进行安排平衡的次数越多,对分别有利，

但不能表示该物质的实际分别效果。是否能在色谱柱上分别，主要取决于各组分在两相间安

排系数K的差异。假如两组分在同一色谱柱上的安排系数相同，无论neft有多大，这两

种组分也无法被分别开。

塔板理论在说明色谱图的形态，计算n和H方面是胜利的。但其某些基本假设不完全符合

色谱的实际状况(如K和组分的量无关、组分在两项中安排能快速达到平衡、纵向犷散可以

忽视等)。塔板理论只能定性地给出塔板高度的概念，而未能找出影响板高H的因素，也

就更无法提出降低板高的途径；这主要是由于塔板理论没有考虑到动力学因素对色谱分别过

程的影响。

留意：同一色谱柱对不同物质的柱效能是不一样的，当用这曲指标表示柱效能时，必需说说

明是对什么物质而言的。

三.速率理论

1956年VanDeemter等人在塔板理论的基础.匕提出了关于色谱过程的动力学理论--速率理

论.

该理论仍旧采纳塔板高度的概念，但同时考虑到H还取决于同一组分的不同分子在柱中差速迁

移过程中所引起的色谱峰扩展程度，将色谱过程及组分在两相间的扩散和传质过程等动力学因

素联系起来，从理论上总结出影响塔板高度的各种因素，

导出H及其影响因素之间的关系式：

式中：A、B、C在肯定试验条件下为常数;u为载气的线速度(cm/s)

速率理论综合考虑了柱内影响板高的三种动力学限制过程(使谱带扩展的因素归纳成三项)

一一涡流扩散项A、纵向分子扩散项B/u和传质阻力项Cu；欲降低H,提高柱效，需降

低这三个塔板重量，各项的物理意义如下：

1.涡流扩散项A(eddydiffusion)

当色谱柱内同时起步的组分①、②、③随流淌相进入色谱柱朝柱口方向移动时，假如固定相

颗粒大小及填充不匀称，组分分子穿过这些空隙时遇到大小不一的颗粒而必需不断变更流淌

方向，使组分分子在柱内形成了紊乱的“涡流”，不同的组分

分子所经过的路径长短不一，组分分子或前或后流精彩谱柱，造成色谱峰的峰形扩张。

Adp=2

一填充不规则因子：dp一固定相颗粒平均直径；

图3涡流扩散使峰展宽

涡流扩散项A及填充物的平均直径dp又有关。采纳粒度较细，颗粒匀称的担体，尽量填充

匀称可以降低涡流扩散项.降低板高H,提高桂效。但在气相色谱中，粒度很小时，柱阻大,

且不易填匀因此一般采纳粒度为和固定相填充不匀称因子

60-80目或80—100目的填充物较好。(空心毛细管柱的A项为零)

2.纵向分子扩散项(moleculardiffusion)B/u

当试样分子以“塞子”的形式进入色谱柱后，随流淌相在柱中前进时，由于存在浓度磷度,

组分分子自发地向前和向后扩散即沿着色谱柱轴向扩散，这种扩散称为“纵向分子扩散”，

结果使色谱峰扩张，板高H增大。

BDg=2

Dg一组分在流淌相中的扩散系数(cm2/s)，及流淌相的相对分子量平方根成反比(Dg-

1/M1/2)；及柱温成正比，及柱压成反比。在液相色谱中，由于组分在液体中的扩散系数

很小(气体中的1/105)此项可忽视不计。

-弯曲因子，亦称阻碍因子，由于固定相颗粒的存在使扩散受阻，填充柱＜1,硅藻土单体为

0.5-0,7,毛细管柱=1；

措施:选择分子量较大的载气(如N2)、较低的柱温、较高的u以减小B/u。

图4纵向分子扩散使峰展宽

(a)柱内谱带浓度分布构型;(b)相应的相应信号

3.传质阻力项(resistancetomasstransfer)Cu

试样组分的分子在两相中进行溶解、扩散、安排时的质量交换过程，称为传质过程;在传质

过程中所受到的阻力叫传质阻力。它包括气相传质阻力和液相传质阻力，即：

Cu=(Cm+Cs)u

式中Cm一流淌相传质阻力,指试样组分从流淌相扩散到流淌相及固定相界面进行质量交换

过程中所受到的阻力；

Cs—固定相传质阻力，为组分从两相界面扩散到固定相内部达到安排平衡后又返回到两项

界面时受到的阻力。

Cmu:组分分子进入色谱柱后，从流淌相扩散到两相界面须要肯定的时间。该时间及扩散是

经过的距离平方成止比，及组分的Dm成反比；而扩散经过的路径确定于固定相颗粒间空隙

的大小，即确定于dp的大小。由于组分处在颗粒空隙间的不同位置，因此到达两相界面的

时间不同，从而使谱带展宽：

-由柱填充性确定的因子；Dm一组分在流淌相中的扩散系数。式中：

由此可见：Cmu及扩散是经过的距离平方成正比，即确定于dp的大小；

及组分扩散系数成反比.

因此：采纳细颗粒的流淌相、增大Dm、适当降低流淌相线速度等均可使流淌相传质阻力减

小。

图5组分在流淌相中的传质

Csu:组分分子从两相界面扩散到固定液内部，在固定液中消耗的时间不同，达安排平衡后又

返回到两相界面所需时间不同，使色谱带展宽：

式中：q-及固定相性质有关的因子，匀称液膜q为2/3；df—液膜平均厚度；Ds-组分分

子在固定液中的扩散系数，

图6固定相传质对谱带展宽的影响

（a）两相达平衡；（b）达平衡后的瞬间内

固定相传质速度受组分在固定相内扩散速率的限制，且固定液含量低，df小，组分在固定

液内扩散的时间缩短，有利于安排平衡的建立,但含量过低，易使载体表面的活性中心暴露,

造成峰拖尾现象.

4.速率理论方程：综合上述各塔板高度重量，则：

此即范特姆特（VanDeemter）方程，即速率方程式。

当除u以外的参数都视作常数时，VanDeemter方程可简写为：

速率理论概括了涡流扩散、分子扩散和传质阻力对塔板高度的影响，指出了影响柱效能的因

素,对色谱分别条件的选择具有指导意义。

§2.3色谱分别条件的选择

内容提要：分别度的概念、色谱分别方程式以及它的含意、分别操作条件的选择

重点难点：分别度的概念的驾驭、色谱分别方程式的应用以及它的含意

一、分别度,16/

总分别效能指标：分别度（又称为辨别率）一一对两色谱峰分别程度的量度.

为了综合考虑保留值的差值及峰宽两方面因素对柱效率的影响，以分别度作为色谱蜂的总分

别效能指标：

分别度R定义为：相邻二组分的色谱峰保留值之差及峰宽总和的一半的比值。

式中：分子为两组分保留值之差一由色谱体系热力学过程确定；

分母为两峰宽度之和一半一取决于色谱体系动力学过程；

当峰形不对称或相邻两峰同有重叠时,峰宽度Y测量较困难，此时可用半峰宽代替峰宽：

（21）

（以上两式不完全相等，但差别很小R=0.59R'）

分别度R的值越大，说明相邻两组分分别效果越好。

对一般分析要求R在1~1.5之间。

二、色谱分别基本方程式

基本分别方程（neft、21、k、R之间的关系）

对于两个相邻的色谱峰，假设峰底宽度相等，可推导出：

柱效因子相对分别因子保留程度因子

（式中:n2为组分2的理论塔板数。）

上式称为色谱分别的基本方程式.它清晰地表明白分别度R、理论塔板n、相对保留值⑵以

及安排比（容量因子）k之间的关系。

（1）柱效的影响

分别度R及塔板数n的平方根成正比，增加n,可以增加R,但若通过增加L来增加n,

会延长分析时间，所以降低塔板高度H是增大分别度的有效途径。实际工作中，为达到所需

的分别度，依据下式可计算出给定分别度下应具有的塔板数：

（2）安排比的影响

增大安排比k也可以增加分别度R,k是由组分色谱峰和空气峰的相对位置确定的,它及固

定相含量和流淌相性质及温度有关。

（增加固定液用量虽可增大分别度，但会延长分析时间，引起色谱峰展宽）

K值的最佳范围是1<k<10.

（3）相对保留值的影响

r12是柱选择性的量度（及固定相有关）r21增大，可便分别度增大。r12是由相邻两色谱

峰的相对位置确定的，确定于固定相和流淌相的性质。在气相色谱法中：通过变更固定相来

改善「12值（流淌相惰性）；在液相色谱法中：通过变更流淌相来改善八2值（固定相昂贵）。

（当r12=1时，无论柱效有多高，R为零,两组分不行能分别）

三、气相色谱分别条件的选择

一。载气及流速

1.载气对柱效的影响：主要表现在组分在载气中的扩散系数Dm（g）上，它及载气分子量的

平方根成反比，即同一组分在分子量较大的载气中有较小的Dm（g）。依据速率方程：

（1）涡流扩散项及载气流速无关；

（2）当我气流速u小时，分子扩散项对柱效的影响是主要的，因此选用分子量较大的载气,

如N2、Ar,可使组分的扩敦系数Dm（g）较小，从而减小分子扩散的影响，提高柱效；

（3）当载气流速u较大时，传质阻力项对柱效的影响起主导作用，因此选用分子量较小的

气体，如IH2、He作载气可以减小气相传质阻力，提高柱效。

2.流速（u）对柱效的影峋：从速率方程可知，分子扩散项及流速成反比，传质阻力项及流

速成止比，所以要使理论塔板高度H最小，柱效最高，必有一最佳流速。对于选定的色谱

柱,在不同载气流速下测定塔板高度，作H-u图.

由图可见，曲线上的最低点，塔板高度最小，柱效最高。该点所对应均流速即为最佳载气流

速。在实际分析中，为了缩短分析时间,选用的载气流速稍高于最佳流速.

图1H-u曲线

二.柱温的选择

重要操作参数，主要影响来自于K、k、Dm（g）、Ds（I）;从而干脆影响分别效能和分析速

度。柱温及R和t亲密相关。提高t,可以改善Cu,有利于提高R,缩短t,但是提高柱

温又会增加B/u导致R降低,r21变小.但降低t又会使分析时间增氏.

在实际分析中应兼顾这几方面因素，选择原则是在是在难分别物质对能得到良好的分另J,分

析时间相宜且峰形不托尾的前提下，尽可能采纳较低的柱温.同时，选用的柱温不能高于色

谱柱中固定液的最高运用温度（通常低20—50C）.对7沸程宽的多组分混合物可采纳”程

序升温法”，可以使混合物中低沸点和高沸点的组分都能获得良好的分别。

三.固定液的配比又称为液担比。

从速率方程式可知，固定液的配比主要影响Csu,降低df,可使Csu减小从而提高柱效。但

固定液用量太少，易存在活性中心，致使峰形拖尾；且会引起柱容量下降，进样量削减。固

定液液膜薄，柱效能提高，并可缩短分析时间.但固定液用量太低，液膜越薄,允许的进样量

也就越少.在填充柱色谱中，液担比一般为5%〜25%。

四.担体的性质和粒度，要求表面极大、表面和孔径分布匀称，粒度匀称细小.

五.进样时间和进样量的选择，进样量必需很快，进样时间一般都在一秒以内。最大允许的

进样量，应限制在峰面枳或峰高及进样量呈线性关系范围。

1.进样快速（塞子状）--防止色谱峰扩张；

2.进样量要适当:在检测器灵敏度允许下，尽可能少的进样量:液体样0。1〜103,气体试样

为0.1〜10ml

六.气化温度的选择气化温度的选择主要取决于待测试样的挥发性、沸点范围。稳定性等

因素。气化温度一般选在组分的沸点或稍高于其沸点，以保证试样完全气化。对于热稳定性

较差的试样，气化温度不能过高，以防试样分解。

§2o4固定相及其选择

内容提要:固定相的分类、性质以及选择固定相的要求和条件

重点难点:固定液相关内容的驾驭

选择适当的固定相就成为分析中的关键

一、气-固色谱固定相

1.适用范围:分别常温下的气体及气态燃类物质，往往可双得满足的分别效果.

2。分类：

吸附剂;非极性：活性炭

弱极性：氧化铝

强极性：硅胶,分子筛

3.发展：石墨化碳黑、碳分子筛

二、气一液色谱固定相

1.担体（或载体）

是一种化学惰性的多孔固体颗粒，支持固定液，表面积大，稳定性好（化学、热），颗径

和孔径分布匀称;有肯定的机械强度，不易破裂。

（1）担体的种类和性能：

硅藻土型：红色硅藻土担体一强度好，但表面存在活性中心，分别极性物质时色谱峰易拖尾;

常用于分别非、弱极性物质。

白色硅藻土担体一表面吸附性小，但强度差，常用于分别极性物质.

非硅藻土型担体：

有箱担体，适用于强极性和腐蚀性气体的分折；玻璃微球，适合于高沸点物质的分析;岛分

子多孔微球既可以用作气•固色谱的吸附剂，又可以用作气一液色谱的担体。

（2）担体的预处理:除去其表面的活性中心，使之钝化。

酸洗法（除去碱性活性基团）；

碱洗法（除去酸性活性的基团）；

硅烷化（消退氢键结合力）；

釉化处理（使表面玻璃化、堵住微孔）等。

2.固定液一-涂在担体上作固定相的主成分

（I）对固定液的要求：

化学稳定性好：不及担体、载气和待测组分发生反应；

热稳定性好：在操作温度下呈液体状态，蒸气压低，不易流失；

选择性高：安排系数K差别大；

溶解性好:固定液对待测组分应有肯定的溶解度。

（2）组分及固定液分子间的相互作用：

组分及固定液分子间相互作用力通常包括:静电力、诱导力、色效力和氢键作用力。

在气-液色谱中，只有当组分及固定液分子间的作用力大于组分分子间的作用力，组分才能在

固定液中进行安排.选择相宜的固定液使待侧各组分及固定液之间的作用力有差异，才能达

到彼此分别的目的。

（3）固定液的分类：固定液有四百余种，常用相对极性分类。

（4）固定液的选择：

一般是依据试样的性质（极性和官能团），依据“相像用溶”的原则选择适当的固定液。

详细可从以下几方面考虑：

I）分别非极性混合物•般选用非极性固定液

组分和固定液分子间的作用力主要是色散力.

试样中各组分按沸点由低到高的依次出峰。

常用的有：角鲨烷（异三十烷）、十六烷、硅油等；

2）分别中等极性混合物一般选用中等极性固定液

组分和固定液分子间的作用力主要是色散力和诱导力。

试样中各组分按沸点由低到高的依次出峰。

3）分别极性组分选用极性固定液

组分和固定液分子间的作用力主要是定向力。

待测试样中各组分按极性由小到大的依次山峰。

例如：用极性固定液聚乙二醇一20M分析乙醛和丙烯醛时，极性较小的乙醛先出峰。

4）分别非极性和极性（易极化）组分的混合物选用极性固定液：

非极性组分先流出，极性（或易被极化）的组分后出峰.

例如:采纳中等极性的邻奉二甲酸二壬酯作固定液，沸点相差微小的芾（沸点80。1℃）和环

乙烷（沸点为80。8℃）可以定量分别，环己烷先出峰，不采纳非极性固定液则很难使二者分

别。

5）对于能形成氢键的组分选用强极性或氢键型的固定液

如I：多元醇、懵隧、酚和按等的分别，不易形成氢键的先出峰。

§2.5气相色谱检测器

内容提要：气相色谱的四种检测器、气相色谱检测器的性能指标

重点难点：TCD和FID的工作原理、灵敏度、检测线等概念；

一、热导检测器TCD

热导检测据是通用型检测器。几乎对全部物质都有响应。由于结构简洁，性能稳定，通用性

好，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成熟的一种检测器。其主要缺点是灵

敏度较低

结构：

热导池由池体和热敏元件构成

池体用不锈钢制成；池体内装两根电阻完全相等的鸨丝或伯丝热敏元件。构成参比池和测量

池

热导池检测器检测原理是培于不同的物质有不同的导热系数。参比池和测量池及固定电阻组

成惠斯登电桥。热导检测器电桥线路示意图

未进样时：（无信号输出）R1=R2R参=[^测

R参XR1=R测XR2

△R参=△R测

进样后：（输出信号）

△[^参中^R测

3.影响热导检测器灵敏度的因素

（I）桥电流

桥电流增加，使鸨丝温度提高，鸨丝和热导池体的温差加大,气体就简洁将热量传出去，灵敏度

就提高。

响应值及工作电流的三次方成正比。所以，增大电流有利于提高灵敏度，但电流太大会影响

鹤丝寿命。一般桥电流限制在100~200mA左右（N2作载气时为100〜150mA,H2作载

气时150〜200mA为宜）

（2）池体温度池体温度一般等于或高于柱温。

（3）载气种类载气及试样的导热系数相差愈大，则灵敏度愈高。一般物质导热系数较小,

故选择导热系数大的H2或Ne作载气有利于灵敏度提高。如用N2作载气时，有些试样（如

甲烷）的导热系数比它大就会出现倒峰。列出某些气体及蒸气的导热系数。同一种物质，峰

面积越大，浓度越大，不同物质，及载气的导热系数相差越大，峰面积越大，灵敏度越大

（4）热敏元件阻值，选阻值高,电阻温度系数大的，灵敏度就高。

（5）一般热导池的死体积较大，且灵敏度较低，应选用微型池体（2。5pL）的热导池.

三、氢火焰离子化检测器（FID）,广谱，质量型

火焰离子化检测器属选择性检测器，是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物

在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下,使离子形成离子流，依据离子流产生的电信号

强度，检测被色谱柱分别出的组分。

1.特点：

灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约103倍；检出限低，可达10-12g・S-1；

火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物；

死体积小，响应速度快，线性范围也宽，可达106以上；而且结构不困难，操作简洁，是

目前应用最广泛的色谱检;则器之一.

其主要缺点是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等物质。

离子室：包括气体入口、火焰喷嘴、放射极和收集极等部件。离子室是一金属圆筒，气体入

口在离子室的底部,氢气和载气按肯定的比例混合后，由喷嘴喷出,再及助燃气空气混合，点

燃形成氢火焰.靠近火焰喷嘴处有一圆环状的放射极（通常是由的丝作成），喷嘴的上方为一加

有恒定电压（+300V）的圆筒形收集极（不锈钢制成），形成静电场，从而使火焰中生成的带电

离子能被对应的电极所吸引而产生电流。

通过在放射极和收集极之诃施加极化电压，形成直流电场，由色谱柱流出的载气（样品）流经

温度高达2100℃的氢火焰时，待测有机物组分在火焰中发生离子化作用，使两个电极之间

出现肯定量的正、负离子，在电场的作用下，正、负离子各被相应电极所收集。当我气中不

含待测物时，火焰中离子很少，即基流很小，约10-14A.当待测有机物通过检测器时，火焰中电

离的离子增多,电流增大（但很微弱10—8〜10-12A）o需经高电阻（1的〜了11）后得到较

大的电压信号，再由放大器放大，才能在记录仪上显示出足够大的色谱峰。该电流的大小,

在肯定范围内及单位时间内进入检测器的待测组分的质量成正比，所以火焰离子化检测器是

质量型检测器.

火焰离子化检测器对电离势低于H2的有机物产生响应，而对无机物、久性气体和水基本上

无响应，所以火焰离子化检测器只能分析有机物（含碳化合物），不适于分析惰性气体、空气、

水、CO、CO2、CS2、NO、SO2及H2s等。

氢火焰离子化检测器的操作条件选择时应留意气体流量和工作电压

N2:H21:1-1.5：1

H2：Airi：10

极化电压100〜300V

六、检测器性能指标

1.灵敏度S：检测器灵敏度亦称响应值或应答值

灵敏度是响应值对进样量的变更率

a。对浓度型检测器：

b：,对质量型检测器：

20检出限（亦称敏感度）：D=3N/S

3.最小检出品（）0

质量型：Q0=1.065Y1/2D

浓度型：Q0=1.065Y1/2F0D

4。线性范围：用最大进样量及最小检出量比值表示，这个范围愈大，愈有利于精确定量.

检测器的性能指标一一灵敏度（高卜稳定性（好）、响应（快）、线性范围（宽）

（一）灵敏度----应答值

单位物质量通过检测器时产生的信号大小称为检测器对该物质的灵敏度。

响应信号（R）一进样量（Q）作图，可得到通过原点的宜线，该直线的斜率就是检测器的灵敏度,

以S表示：

由此可知：灵敏度是响应信号对进入检测器的被测物质质品的变更率。

气相色谱检测器的灵敏度的单位，随检测器的类型和试样的状态不同而异：

对于浓度型检测器：

S—灵敏度（mV・mL・mg-1或mV・mL・mL—1）

C1一记录仪灵敏度（mV・cm—1）

A一色谱峰面积（cm2）

Fo一载气流速（mL・min-1）

m一进入检测器的样品量（mg）

C2一记录纸移动速度的倒数（min・cm・1）

当试样为液体时，S的单位为mV-ml/mg,即1mL载气中携带1mg的某组分通过检测器时

产生的mV数；

当试样为气体时，S的单位为即1ml载气中携带1ml的某组分通过检测器时

产生的mV数；

对于浓度型的检测器：灵敏度的定义为：1mL载气中含有1mg或1mL样品时，检测器输出

的毫伏数.

对于质量型检测器：

当试样为液体和气体时，S的单位均为：mV-s/g,即每秒钟有1g的组分被载气携带通过

检测器所产生的mV数。

灵敏度不能全面地表明•个检测器的优劣，因为它没有反映检测器的噪音水平。由于信号可

以被放大器随意放大，S增大的同时噪声也相应增大，因此，仅用S不能正确评价检测器的

性能。

（二）检测限（敏感度）

噪声一一当只有载气通过检测器时，记录仪上的基线波动称为噪声，以N表示。噪声大，

表明检测器的稳定性差。

检测限一一是指检测器产生的信号恰是噪声的一倍（3N）时，单位体积或单位时间内进入检

测器的组分质量，以D表示。灵敏度、噪声、检测限三者之间的关系为：

检测限的单位:对于浓度型检测器为mg/ml或ml/ml；对质量型检测器为：g/s。

检测限是检测器的重要性能指标，它表示检测器所能检出的最小组重量，主要受灵敏度和噪

声影响.D越小,表明检测器越敏感，用于痕量分析的性能越好。

在实际分析中，由于进入检测器的组重量很难确定（检测器总是处在及气化室、色谱柱、记

录系统等构成的一个完整的色谱体系中）。

所以常用最低检出量表示：

图2检测器噪声

（三）最低检出量一一，恰能产生2倍噪声信号时的色谱进样量，以Q0表示。

（三）线性范围

检测器的线性范围是指其响应信号及被测组分进样质显或浓度呈线性关系的范围。通常用最

大允许进样量QM及最小检出量Q0的比值来表示。比值越大，检测器的线性范围越宽，线

性范围越大，定量范围越宽，表明试样中的大量组分或微量组分，检测器都能精确测定。不

同的检测器线性范围不同

§2.6气相色谱定性方法

内容提要：依据保留值进行定性，及其他方法联用

重点难点：依据保留值进行定性

一、概述：各种物质在肯定色谱条件下都有确定不变的保留值,因此保留值可作为一种定性

指标。

现状:GC定性分析还存在肯定问题。其应用仅限于当未知物通过其它方面的考虑（如来源，

其它定性方法的结果等）后，已被确定可能为某几个化合物或属于某种类型时作最终的确证;

其牢靠性不足以鉴定完全未知的物质。

近年,GC/MS、GC/光谱联用技术的开发，计算机的应用，打开了广袤的应用前景。

二、依据色谱保留值进行定性

定性方法的牢靠性及色谱柱的分别效率有亲密的关系，为了提高牢靠性，应当采纳重现性较

好和较少受到操作条件影响的保留值.

由于保留时间（或保留体积）受柱长、固定液含量、载气流速等操作条件的影响比较大.因此

一般相宜采纳仅及柱温有关，而不受操作条件影响的相对保留值「21作为定性指标.

1o对于比较简洁的多组分混合物，假如其中全部待测组分均为己知，它们的色谱峰也能一

一分别，那么为了确定各个色谱峰所代表的物质，可将各个保留值及各相应的标准试样在同

一条件下所测得的保留值进行比照比较，确定各个组分（相对保留值法）。

2.未知峰鉴定：

a,首先充分利用对未知物了解到的状况（来源，性质等）估计出未知物可能是哪几种化合

物；

b.再从文献中找出这些化合物在某固定相上的保留值，及未知物在同一固定相上的保留值进

行粗略比较,以解除•部分，同时保留少数可能的化合物：

c.然后将未知物及每一种可能化合物的标准试样在相同的色谱条件下进行验证，比较两者的

保留值是否相同.

I假如未知物及标准试样的保留值相同，但峰形不同，仍旧不能认为是同一物质

I将两者混合起来进行色谱试验，假如发觉有新峰或在未知峰上有不规则的形态（例如峰略

有分叉等）出现,则表示两者并非同一物质；

I假如混合后峰增高而半峰宽并不相应增加，则表示两者很可能是同一物质.

3.多柱法：在•根色谱柱.二用保留值鉴定组分有时不肯定牢靠，因为不同物质有可能在同•

色谱柱上具有相同的保留值.所以应采纳双性或多柱法进行定性分析.即采纳两根或多根性

质（极性）不同的色谱柱进行分别，视察未知物和标准试样的保留值是否始终重合

三.保留指数法：是一种重现性较其他保留数据都好的定性参数；

方法：保留指数I是把物质的保留行为用两个紧靠近它的标准物（一般是两个正构烷烧）来

标定，并以均一标度来表示。

1=100[logXi-logXz）/JogXz+1—logXz）4-Z]

通式1=100[n（logXi—logXz）/（logXz+n—logXz）+Z]2-53

要求:被测物i的保留值X值应恰好在两个正构烷煌的X值之间，即

XZ（XivXz+n：正构烷烧的保留值人为定为碳数乘以100；

小结；因此，欲求某物质的保留指数I值，只要将它及相邻的正构烷危混合在一起,在给定

条件下进行GC试验，然后用上式求L

例：求乙酸正丁酯在阿皮松L柱上，柱温为100C时的保留指数.

解:选正庚烷、正辛烷两个正构烷烧，试验得知乙酸正丁醋的峰在该两个正构烷燃峰的中间，

X为：

正庚烷（n-C7）XZ=174.0mmIg174.0=2,2406；

乙酸正丁酯Xi=310.0mmIg310.0=2.4914；

正辛烷（n-C8）XZ+1=373”4mmIg373«4=2.5722。

代入2-53式可得：1=775.63

同一物质在同一柱上，其I值及柱温呈直线关系，这便于用内插法或外推法求出不同柱温下的

I值。

保留指数法的精确度和重现性都好，相对误差小于1%,只要柱温柔固定液相同，就可用文

献上发表的保留指数进行定性鉴定，而不必用纯物质。

三、及其它方法结合的定性分析法

1.及质谱、红外光谱等仪器联用

GC及MS联用，是目前困难未知物定性问题最有效工具之一.

2.及化学方法协作进行定性分析:带有某些官能团的化合物，经一些特殊试剂处理，发生物

理变更或化学反应后，其色谱峰将会消逝或提前或移后，比较处理前后色谱图的差异，就可

初步分辨试样含有哪些官能团。

四、利用检测器的选择性进行分析：不同类型的检测器对各种组分的选择性和灵敏度是不相

同的。

TCD对无机物和有机物都有响应；FID对有机物灵敏度高，对无机物无响应；ECD只对含有

卤素、氧、氮等电负性强的组分灵敏度高；FPD只对含硫、磷的物质有信号。

§2o6气相色谱定量方法

内容提要：GC定量方法

重点难点:重在了解

在肯定的色谱操作条件下，流入检测据的待测组分i的含量mi（质量或浓度）及检测器的响

应信号（峰面积A或峰高h）成正比：mi=fiAi或mi=fihi

式中，fi为定量校正因子。要精确进行定量分析，必需精确地测量响应信号,确求出定量校

正因子fi。

此两式是色谱定量分析的理论依据.

1.峰面积的测量

（1）峰高乘半峰宽法：对于对称色谱峰，可用下式计算峰面积：

在相对计算时，系数1.06可约去。

（2）峰高乘平均峰宽法：

对于不对称峰的测量，在峰高0.15和0.85处分别测出峰宽，由下式计算峰面积：此法测量

时比较麻烦，但计算结果较精确。

（3）自动积分法

具有微处理机（工作站、数据站等），能自动测量色谱峰面积，对不同形态的色谱峰可以采纳

相应的计算程序自动计算.得出精确的结果,并由打印机打出保留时间和A或h等数据。

2。定量校正因子

由于同•检测器对不同物质的响应值不同，所以当相同质量的不同物质通过检测器时，产生

的峰面积（或峰高）不肯定相等。为使峰面积能够精确地反映待测组分的含量，就必需先用

已知量的待测组分测定在所用色谱条件下的峰面积，以计算定量校正因子。

式中：fi称为肯定校正因子，即是单位峰面积所相当的物质量。它及检测器性能、组分和

流淌相性质及操作条件有关，不易精确测量。在定量分析中常用相对校正因子，即某一组分

及标准物质的肯定校正因子之比，即：

式中：Ai、As分别为组分和标准物质的峰面积；mi、ms分别为组分和标准物质的量。

mi、ms可以用质量或摩尔质量为单位，其所得的相对校正因子分别称为相对质量校正因子

和相对摩尔校正因子，用fm和fM表示。运用时常将“相对”二字省去。

校正因子•般都由试验者自己测定。精确称取组分和标唯物，配制成溶液，取肯定体积注入

色谱柱，经分别后，测得各组分的峰面积，再由上式计算fm或fM.常用的标准物质，对

TCD是苯，对FID是正庚烷

高效液相色谱仪

高效液相色谱仪主要有分析型、制备型和专用型三类.

一般由五个部分组成：

高压输液系统--进样系统一一分别系统一一检测系统一一数据处理系统

一。高压输液系统

贮液装置、高压输液泵、过滤器、脱气装置等

1。mo贮液器：贮液器用于存放溶剂。溶剂必需很纯，贮液器材料要耐腐蚀，对溶剂呈惰

性。贮液器应配有溶剂过渡器，以防止流淌相中的颗粒进入泉内.溶剂过滤器一般用耐腐蚀的银

合金制成，空隙大小一般为2

2.脱气装置：脱气的目的是为了防止流淌相从高压柱内流出时，释放出气泡进入检测器而使噪

声剧增，甚至不能正常检测。

3.高压输液泵高压输液泵是高效液相色谱仪的重要部件，是驱动溶剂和样品通过色谱柱和检

测系统的高压源，其性能好坏干脆影响分析结果的牢靠性。

对高压泵的基本要求是：

①流量稳定：②输出压力高，最高输出压力为5OMpa；③流量范围宽，可在0.01~10ml/min范围

任选.④耐酸、碱、缓冲液腐蚀。⑤压力波动小。

梯度洗脱装置梯度洗脱是利用两种或两种以上的溶剂，依据肯定时间程序连续或阶段地变更配

比浓度，以达到变更流淌相极性、离子强度或pH值，从而吴高洗脱实力，改善分别的一种有效方

法.当一个样品混合物的容量因子是范围很宽，用等度洗脱时间太长，且后出的峰形扁平不便检测

时，用梯度洗脱可以改善峰形、并缩短分别时间。HPLC的梯度洗脱及GC的程序升温相像，可

以缩短分析时间，提高分别效果.使全部的峰都处于最佳分别状态，而且峰形尖而窄。

二。进样器

进样器一般要求密封性好，死体积小，重复性好，保证中心进样，进样时对色谱系统的压力和

流量波动小，并便于实现自动化。

高压进样阀是目前广泛采纳的一种方式.阀的种类很多，有六通阀、四通阀，双路阀等。以六通进

样阀最为常用。

三。分别系统

色谱分别系统包括色谱柱、固定相和流淌相。色谱柱是其核心部分，柱应具备耐高压、耐腐蚀、

抗氧化、密封不漏液和柱内死体积小、柱效高、柱容量大、分析速度快、柱寿命长的要求。通

常采纳优质不锈钢管制成.

色谱柱按内径不同可分为常规柱、快速柱和微量柱三类。

常规分析柱柱长一般为10〜25cm,内径4m。为了爱护分析柱不受污染，一般在分析柱前加一短

柱，约数厘米长,称为爱护柱。~5mm,固定相颗粒直径为5〜10

(微量分析柱内径小于1mm,凝胶色谱往内径3〜12mm,制备往内径较大，可达25mm以上。)

四。检测系统

检测器的作用是将柱流出物中样品组成和含量的变更转化为可供检测的信号，常用检测器有紫

外汲取、荧光、示差折光、化学发光等.

1.紫外可见汲取检测器(ultraviolet-visibledetector,UVD)

紫外可见汲取检测器(UVD)是HPLC中应用最广泛的检测器之一，几乎全部的液相色谱仪都

配有这种检测器.其特点是灵敏度较高,线性范围宽，噪声低，适用于梯度洗脱，对强汲取物质检

测限可达Ing,检测后不破坏样品，可用于制备，并能及任何检测器串联运用。紫外可见检测

器的工作原理及结构同一般分光光度计相像，事实上就是装有流淌地的紫外可见光度计。

(1)紫外汲取检测器：

紫外汲取检测器常用笊灯作光源，笊灯则放射出紫外-可见区范围的连续波长，并安装•个光栅

型单色器，其波长选择范闱宽(190nm〜80()nm)。它有两个流通池,一个作参比，一个作测量

用，光源发出的紫外光照耀到流通池上，若两流通池都通过纯的匀称溶剂，则它们在紫外波长

下几乎无汲取，光电管上接受到的辐射强度相等，无信号输出。当组分进入测量池时，汲取肯

定的紫外光，使两光电管接受到的辐射强度不等，这时有信号输出,输出信号大小及组分浓度有

关。

局限:流淌相的选择受到肯定限制，即具有肯定紫外汲取的溶剂不能做流淌相，每种溶剂都有截止

波长，当小于该截止波长的紫外光通过溶