表面活性剂在色谱分析中的应用

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表面活性剂在色谱分析中的应用

摘要:本文综述了表面活性剂在色谱分析中的应用,具体介绍了在毛细管电动色谱(MECC)、胶束电动毛细管色谱中(MEKC)、胶束液相色谱(MLC)中的应用,并对表面活性剂的应用前景进行了展望。

关键词:表面活性剂;毛细管电动色谱;胶束电动毛细管色谱;胶束液相色谱

Abstract:This review surveys the application of surfactants in the chromatographic analysis,which are detail introduced in the capillary electrokinetic chromatography (MECC), micellar electrokinetic chromatography (MEKC), micellar liquid chromatography (MLC). The prospect of the applications of surfactants are discussed.

Key words:surfactant;MECC;MEKC;MLC

表面活性剂(SA)中有一类同时具有亲水基和亲油基,其结构中的一部分具有亲水性质,另一部分具有亲油性质(疏水性质),这种特殊结构决定了它与众不同的特性。表面活性剂包括阳、阴、非离子型及两性型四种基本类型以及混合与聚合型等表面活性剂(分别记为CAS、ASA、NSA、ZSA及MSA、PSA),它们在分析化学中已获得广泛应用。SA在色谱中的应用也取得显著成效,其中胶束色谱(MC)的诞生,标志着这一领域的日益成熟,并为众多的研究者们所重视,本文对这些成果予以系统总结,以期深入广泛地开展有关研究。

1.胶束色谱机理与表面活性剂的作用

自70年代末期Armstrong等[1]将SA胶束溶液作为流动相引入薄层色谱(TLC)和高效液相色谱(HPLC)以来,开辟了胶束色谱新的领域。许多分析家相继将SA或引入色谱流动相(作洗脱剂,萃取剂或离子对试剂),或用作显色剂及检测信号增敏剂,或用于浸溃及涂敷固定相等。在无机、有机、药物和生化样品等的分离与分析中获得广泛的应用。

SA的共同特性是当SA浓度大于临界胶束浓度(cmc)时,形成有序排列,即胶束状分子聚集体,在极性溶剂(如水)中形成极性端基向外而碳链在内的正相胶束(normal micelle,简称胶束);而在非极性溶剂(如环已烷)中形成极性端基在内而碳链伸展在外的逆(反)胶束,前者为水包油型(O/W),后者为油包水型(W/O)。胶束中的SA与本体溶液中游离的SA处于动态平衡中。在cmc以上,增加SA总浓度只能增加溶液中胶束浓度而游离SA 浓度几乎保持不变。

MC较常规色谱有着独特的优越性及某些不足处:即①专属性或选择性好,一般只需调节流动相中所用SA浓度便能改变流动相的表观极性以改善分离效果;②应用范围广,MC 既可分离亲水性物质,又可分离亲脂性物质或两亲性物质,还能同时分离亲水、亲脂性物质。特别是逆胶束色谱更扩大了应用对象,且分离效果好,在反相(RP)色谱中尤显示其优越性;③所用SA的价廉,且一般无毒,不挥发不燃烧,使用安全;④适用于各种形式的色谱,如纸色谱(PC)、TLC、HPLC、气相色谱(GC),毛细管区域电泳(CPZ,相应称胶束电泳毛细管色谱MECC)及凝胶过滤色谱等;⑤检测灵敏度高,胶束流动相及固定相可增加检

测信号强度及其稳定性,特别是荧光与磷光信号。所建立的室温磷光(RTP)-HPLC分析法检测下限低、线性范围宽;⑥有利于梯度洗脱,改善操作条件,增大SA浓度主要使胶束浓度增大(而游离单体浓度不变),能实现梯度洗脱并降低损耗,缩短分析时间;⑦不足处仍是MC不适于色谱制备分离,且有时柱效较常规色谱低。

胶束体系较常用的单纯或混合有机溶剂体系有很大区别,可与溶质发生下列作用:①静电相互作用(electrostatic interaction),即离子型SA形成的荷电胶束能吸引相反电荷的溶质于其表面;②憎水相互作用(hydrophobic interaction),非极性及不易极化的物质或通过憎水作用分配于疏水内蕊;③静电/憎水双重作用,兼具亲水亲脂基团的两亲物质(如氨基酸等)可通过憎水/静电双重作用分配于胶束的SA定向分子之间形成“栅栏”结构,非极性碳氢链插入胶束内部,而极性端基混于SA极基之间,通过偶极子或氢健作用联系起来;④亲核作用,某些含氧SA与溶质分子可形成氢键。此外尚有空阻作用等。

有关MC机理研究正在不断深入。Armstrong等研究MLC中溶质分配行为时建立了固定相S,胶束相(拟似相或拟均相)M,与水相W的三相模型(图1),给出如下分配公式:V s/(V e-V m)=V(K MH-1)c m/K SW+1/K SW,并能计算溶质各分配系数K SW、K MW、K SM,奠定了MC 理论基础。Love等基于胶束效应及三相模型导出有关胶束流动相容量因子的计算公式,并算出平衡常数K MW;更重要的是倘若平衡常数可用独立的方法得到,便可由此准确地预期色谱容量因子。这意味着经过色谱测量可能准地预计色谱保留行为。唯混合流动相目标尚未能实现。Armstrong还依据七种染料溶质的色谱行为评价了它们与胶束的作用,并分为结合、非结合及反结合三种类型,指出胶束自身及环境的较小变化能引起溶质胶束相互作用较显著变化。Yarmchuk等发现溶质保留的递减顺序随SA浓度增大而颠倒的原因,乃是两种平衡竞争的结果所致,其容量因子的对数与SA浓度的对数成线性递减关系。对于可离子化的物种即有机弱酸、弱碱的胶束色谱机制还提出了相差分配模型。Pramaura研究发现,溶质保留对胶束浓度、缔合常数与分配系数有依赖关系。极性溶质还受到SA吸附量的影响。姬尚强依据疏水理论研究结果指出非极性分子滞留主要取决于流动相所施加的疏水作用,即体系熵值增加而非固定相则对溶质分子产生强烈的吸引。Tang以NSA为洗脱剂考察两性物质的反相色谱行为,指出SA浓度增加降低了表面张力,因而减小了保留时间。研究还发现胶束溶液能减小电位检测的基线电流漂移。Landy等考察了逆胶束LC的快速洗提能力。Kim将PV A柱MLC用于分析血清中核苦酸及碱基时考察了pH值、温度、胶束浓度的影响,提出了有关作用机理。

荷电SA已广泛用作流动相,改善荷电溶质的分配特性。离子交换模型(保留机制)认为,SA疏水部分吸附于非极性键合柱上,使柱行为象一离子交换器或称该机制为“溶剂再生(动态的)离子交换色谱”并得到支持。还对离子对模型与憎溶进行了理论解释,认为流动相中荷电SA先与相反荷电溶质结合在极性溶剂中形成不带电的离子对,然后吸附在非极性固定相上。离子相互作用模型认为,SA的亲脂部分吸附在固定相中为第一层,反电荷离子占第二层,即形成一双电层结构,在SA与溶质间建立起一动态平衡,这可以解释某些现象。与此同时,还提出了一个含有4个参数的热力学平衡的亲电SA色谱行为的定量离子作用模型,对非荷电SA可予以简化。

MLC不足处是柱效降低。Dorsey考察了其原因并提出解决办法,认为固定相不易被胶束水溶液相所润湿而导致低效传质,这点已被Foley所证实。他发现低浓度有机溶剂改性剂可修饰改良固定相表面,为高效传质提供了润湿的固定相。升高温度能克服胶束流动相高粘度的缺点而改善了峰形。实验表明,含3-6%丙醇的胶束流动相在40℃柱温下柱效接近常规有机溶剂。改性剂以正丙醇最佳,其他如甲醇、乙醇、乙腈等对胶束流动相增加效率甚少。实际上3%(V/V)丙醇改性剂使C18固定相90%以上的表面被覆盖,同浓度的甲醇改性剂则表面覆盖率仅50%;疏水表面以中等极性溶剂覆盖(使固相溶剂化),可起到相转移催化剂作用,有利于溶剂的胶束/固相传质转移,提高色谱效率。仅用SDS则本身将被吸附于固定相上使之不易溶剂化,因而柱效降低。Hinze对NSA作MLC流动相进行了评价,证实了MLC效率降低系因固定相低效传质所致,发现NSA比离子型SA被固定相吸附更显著,MLC 效率降低与固定相吸附SA量有关,似存一线性关系。Yarmchuk根据溶质在固定相的吸附/脱附动态平衡及溶质相对流动相胶束的进/出平衡,建立了MC传质模型以解释低效的原因,指出为提高传质效率应升高温度,降低线速率与胶束浓度。Armstrong研究了胶束对分子扩散的影响,指出流动相的传质影响会被其他因素所掩盖,所以减少流动相胶束浓度以提高色

谱效率未必一定有效。

2.表面活性剂在毛细管电动色谱(MECC)中的应用

2.1 MECC的理论研究

十年来,最受分析化学界瞩目的发展之一,是高效毛细管电泳(HPCE)的兴起。HPCE 以其分离效率高、样品用量少、分析时间短、运行成本低等优点,获得了越来越多的生化学家和分析化学家的研究和应用,并向成熟的高效液相色谱(HPLC)技术提出了挑战。在以往的概念和应用中,电泳技术只用来分离离子化合物。1984年,Terabe等提出了HPCE的“假固定相”概念,他们将阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)加入电解质溶液中,分离了中性分子。他们的工作被称为电泳发展中的“里程碑”。自此,各种不同的表面活性剂,包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂,都被陆续用于电泳分离并获得成功。表面活性剂的应用大大提高了电泳分离氨基酸及其衍生物、肽、蛋白质、核酸及其组份、药物等生化物质的能力,同时为无机离子分析另辟新径,并在HPCE中树起一帜,成为被称为毛细管电动色谱(MECC)的重要一支。

一般认为,烷基链碳数不足8的表便活性剂不能形成胶束,而MECC终表面活性剂的浓度必须大于它的临界胶束浓度。在MECC中采用最多的是阴离子表面活性剂,SDS是最常用的阴离子表面活性剂。在MECC中,被分析物质在水相和胶束相中进行分配,溶质在水相中的迁移受电渗流的支配,而在胶束相中的迁移是电渗流和胶束电迁移共同作用的结果,不同物质根据其电迁移率及分配系数的不同而被分离。近年来,有关MECC的理论研究不断深入。Burton等[2]评估过两种阴离子表面活性剂及两种阳离子表面活性剂对一些芳香化合物的分离的影响。Khaledi等[3]人描述了酸性及碱性化合物在MECC中的各种模式,讨论了迁移时间,电迁移率,pH值和表面活性剂浓度之间的关系。

2.2 阴离子表面活性剂的应用

2.2.1 SDS-MECC的改良新技术

SDS作为MECC中最常见的阴离子表面活性剂,已成功地应用于许多化合物尤其是生化分子的分离。随着研究的深入,人们对SDS-MECC进行了许多改进尝试,以满足更高要求的分离的需要。以下是对近年来发展的一些改良技术的简介:

2.2.1.1 环糊精的应用

Tarebe等[4]首次提出用环糊精(CD)作为MECC的添加剂,CD可以喝SDS同时使用,亦可完全取代SDS。被分离组分在水相、胶束相和CD的洞环中不同的迁移速率,其迁移时间取决于其迁移速率及其在不同相之间的分配情况。CD-MECC已经用于许多强疏水性化合物的分离。

2.2.1.2 胆汁盐类的应用

胆汁盐是最常用的生化表面活性剂之一。以Tarabe为首的研究小组[5]首先将它应用于手性生化分子的分离。Nishi[6]和Cole[7]比较了胆汁盐类与SDS在MECC分离中的不同效应,提出胆汁盐较SDS可更好地分离非极性化合物,因为更多的有机溶剂可加入胆汁盐溶液中而不影响分离效率。常用的胆汁盐类有牛磺脱氢胆酸钠等。

2.2.1.3 生化分子旋光异构体的分离

由于不同旋光异构体化合物的药理作用可能截然不同,生化学家和药物学家对旋光异构体的分离极为重视。采用α、β或γ环糊精、胆汁盐或金属离子-手性氨基酸络合物,可以实现许多氨基酸衍生物。药物的旋光异构体的分离。其中,环糊精或胆汁盐与被分析的対映体形成相应的络合物,由于络合物的空间结构。稳定常数和在胶束中的分配等的不同导致了迁移率的不同,因而使分离成为可能。金属离子如Cu与手性氨基酸可同时加入SDS溶液中以分离旋光异构体。其分离机理为络合基交换,被分离物质(通常是络合基)取代加入的手性氨基酸,与Cu中形成不同的络合物而被分离。Deyl等[8]在他们的综述中讨论了牛磺酸脱氧胆酸钠和N-十二烷基-L-缬氨酸钠在分离旋光异构体分离的影响。Snopek[9]在电迁移法分离旋光异构体化合物的综述中,评价了MECC技术的应用。

2.2.1.4 有机溶剂的应用

实验表明,在MECC体系中加入有机溶剂如甲醇可极大地影响分析的迁移时间和分离效率,从而提高选择性。Bushey和Jorgenson[10]研究了甲醇对一些胺类化合物的SDS分离的影响。

2.2.1.5 其它添加剂的应用

曾成功地用于HPLC中的添加剂,相继被试验用于MECC中。Wallingford等[11]认为,由于硼酸的加入,使儿茶酚和儿茶酚胺与硼形成络合物,从而提高了电化学检测灵敏度和选择性。Kajiwara[12]利用Ca、Zn等能够与一些蛋白质形成络合物的特点,有效地分离了这些蛋白质。Terabe的研究小组将尿素与SDS共用,更有效地分离了疏水性化合物。

2.3 阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂的应用

尽管阴离子表面活性剂已成功地解决了许多分离难题,但研究人员仍在开辟其它种类的表面活性剂在MECC中的应用途径。常规的HPCE中,电渗流流向电场负极即检测器端。小分子阴离子包括无机阴离子和有机酸阴离子受电迁移力的作用欲迅速移向电场正极。其电迁移方向与电渗流方向相反。因此,这些小分子阴离子需要很长的时间才能被电渗流带往电场负极,或者根本不往负极移动,常规HPCE很难分析这些阴离子。研究人员发现,在电解液中加入阳离子表面活性剂如长链烷基胺盐可以有效地减小电渗流甚至使电渗流改向。他们认为是阳离子表面活性剂屏蔽了毛细管内表面的负电荷而引起电渗流的变化。在负高压下,置检测器于电场正极端(地端),这样,小分子阴离子的电迁移也电渗流方向一致,可大大缩短其迁移时间。Millipore Waters公司的HPCE研究小组据此结合了间接分光光度检测法,提出了一套分析方法,并使其添加于电解液中的电渗流改性剂Nice-Pak OFM Anion BT 成为专利产品。阳离子表面活性剂对电渗流的影响与烷基碳数及浓度有关。最近,Kaneta 等[13]专门研究了阳离子在阳离子表面活性剂中的迁移行为,从理论上进行了探讨。据称,有关阳离子表面活性剂的其它研究至今仍然极少。除了长链烷基胺盐外,被采用的还有含氟阳离子表面活性剂。Muijselaar等[14]认为,在分离蛋白质时,这种表面活性剂可以减少蛋白质在毛细管内壁的吸附。

非离子表面活性剂的应用尚不太多。非离子表面活性剂在HPCE中亦起着改善电渗流

的作用。其优越性在于加入非离子性表面活性剂并不增加电解液的电导,因而不影响电泳电流。Swedberg等[15]使用辛基苷为添加剂,分离了一些肽和抗抑制剂。

2.4 两性离子表面活性剂的应用

两性离子表面活性剂(简写为ZS)是指分子结构中同时含有阳离子亲水基团和阴离子亲水基团的表面活性剂。有关这类表面活性剂的报道始见于1937年的美国专利,1940 年美国杜邦公司首次报道了甜菜碱型ZS 的研制,1948 年德国的Adolf 等报道了氨基酸类ZS抗电解质的性能及其在外科杀菌等方面的应用[16]。由于ZS分子具有与众不同的结构和性质,所以除了将其作为一般表面活性剂应用外,还在许多领域有着重要的应用,如在分析检测中的应用。

近年来,ZS 被大量地用于色谱分离技术中。起初作为固定相,即把ZS以半胶束的形式吸附到用十八烷基硅(ODS)填充的分离柱中,其机理可用二元双电层理论(EDL)和瞬时离子对(TIPs)理论来解释。对于一个用电解质洗提剂处理过的ZS固定相,会形成一个EDL。以磺基甜菜碱为例,洗提剂中的阳离子在ZS带负电荷的磺酸基周围形成二元EDL,而其中的阴离子则在ZS带正电的季铵盐周围形成二元EDL,且磺基在分子末端,离ODS 的表面最远。在这种EDL 里,阴离子和阳离子以等摩尔比存在,当把样品注射到二元双电层的固定相中,样品中的阳离子将不会停留,因为它们将受到位于二元双电层上半部分阳离子层的排斥作用。相反,被检测的阴离子将进入二元双电层中而停留,这样阴离子就能得到分离。此现象也可进一步用离子对的概念来解释,此理论由Bjerrum 在1926 年首先提出,当时是表述电解质溶液中阴、阳离子的相互作用。现有人可将其用来解释双电层中离子的相互作用,即样品中的阴离子能进入阳离子- EDL的外层中,促成中性离子对的形成,但同时也受到阴离子- EDL的斥力,这样趋向与阳离子- EDL 形成离子对的阴离子有较长的停留时间,而那些不易形成离子对的离子将有较短的停留时间而先流出。形成离子对的平衡常数K可用来估计样品中阳离子的停留时间。Hu[17]等人的研究结果表明,用稀释的电解质作洗提剂,用甜菜碱型ZS作固定相能达到很好的分离阴离子的效果。若增大ZS 两荷电基团之间的烷基链长度,使两荷电基之间的距离增大,那么用这类ZS作固定相,由于极性离子的结合度要小一些,所以相对于用一般的作固定相的ZS 分离速度要快,并且对极性离子的选择性高、分离效果好。此种方法已大量应用于海水中I-的分离测定。

对于一般的ZS,若以水作流动相,既能分离阳离子,又能分离阴离子,但如果以电解质作流动相,不同的表面活性剂可分离电性相反的离子。如果用C12H25N+(CH3)2 (CH2)3SO3-作固定相,以Na2SO4作流动相,只可分离阴离子,而不能分离阳离子;若用十二烷基胆碱磷脂(C17H38NO4P) 作固定相,以KSCN作流动相,则只可分离阳离子。若以四硼酸钠作洗提离子,检测离子的停留时间可通过改变洗提离子的浓度来控制,此法灵敏度高,已被应用于雪和雨水中阴离子的检测。

随着色谱技术在生物领域中的应用,甜菜碱型ZS又被作为流动相使用,即把ZS溶解于电解质溶液中,此流动相能快速洗提含蛋白质的生物样品。对生物样品来说,不能直接注入色谱柱中,因其中所含的Cl-将引起其他分析离子峰的重叠,蛋白质也将吸附在固定相上,

从而缩短分离柱的使用寿命。以前都是采用预处理的办法将这两种物质除去,但预处理过程耗时,使体系不稳定,甚至有时由于氧化或还原改变其他物质的性质,且预处理过程所用的物质将污染体系,增加分析误差。而用ZS作流动相能克服上述缺点,在此流动相中的ZS 主要有两方面的作用:①它能保持固定相中的ZS数量恒定,从而增加被分析离子停留时间的稳定性;②两性胶束能通过除去蛋白质中的洗提剂而达到清洗分离柱的效果,延长了分离柱的使用寿命。此法已成功应用于尿液和血清样中许多阴离子的检测。

3.表面活性剂在胶束电动毛细管色谱中(MEKC)的应用

自从1984 年胶束电动毛细管色谱(MEKC,micellar electrokinetic chromatography)问世以来,它便以其具有高分辨率和可以同时分离离子化合物与中性化合物的优点,成为毛细管电泳(CE,capillaryelectrophoresis)家族中十分重要的一员。在MEKC中,离子型表面活性剂在毛细管内的溶液中形成带电的胶束,能进入胶束的待分离物质在随毛细管内溶液流动的过程中会在胶束的非极性内核与胶束外部的极性溶液间进行分配,从而起到了层析的效果。此过程中形成的胶束被称作伪固定相,其作用类似于层析中的固定相。MEKC能将不同的电中性物质分开,因为与普通的区带毛细管电泳(CZE,capillary zone electrophoresis)相比,决定电中性物质分离效果的是层析作用。同时,因为待分离物质所带电荷不同,受电场力牵引的速度就不同,因而待分离物在电泳和类似层析两个因素同时作用下,会达到更好的分离效果。这就是MEKC具有高分辨率的原因。

在MEKC中,表面活性剂是通过形成带电胶束而起作用的,胶束是影响分离效果的关键因素,表面活性剂的浓度、种类、pH值和无机离子浓度等对胶束的形成会起作用的因素都会对分离效果有影响。如今,被用作MEKC的表面活性剂种类很多,除最常用的十二烷基磺酸钠(SDS) 以外,非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的混合体系也被成功的应用。尤其是当离子型表面活性剂的亲水基与待分离物之间有很强的静电相互作用时,非离子型表面活性剂的加入会降低混合型胶束表面的电荷,从而有效地避免待分离物与胶束同时迁移。[18]高分子表面活性剂是一类可以形成单分子胶束的表面活性剂,一些高分子表面活性剂也被成功的应用于MEKC。不同的表面活性剂之所以会对MEKC有不同的影响,从根本上讲是由表面活性剂的结构决定的。ZS 在MEKC中一般作为调节剂或在混合胶束中应用,ZS与其他类表面活性剂相比,选择性差异较大。Greve[19]采用一种带有胺基和磺酸基的ZS 在其cmc附近使多种小肽得到很好分离。Nass Q等[20]把ZS同硫酸和阴离子表面活性剂混合作缓冲剂,通过提高电渗流和产生一个负的胶束电泳流的方法,达到延长迁移时间的效果,此法已成功地用于各种非法毒品的分析检测中,其不仅能很好地分离主要成分鸦片,对于海洛因中的一些中性和酸性的掺杂物质也能在酸性条件下很好地分离出来。

MEKC主要用作小分子化合物的分离与分析,例如,手性药物的分离,氨基酸和相关多肽的分离,复杂混合物的分离等。MEKC与高压液相色谱(HPLC)相似,峰面积与溶质浓度成正比,因此可以将MEKC用来定量分析某些物质。Sano等就是通过MEKC中峰面积的比例测定磷酸化和非磷酸化的某蛋白激酶的相对含量,最终建立了可以高通量筛选某蛋白激酶抑制剂的平台。因为MEKC不仅是比较准确的测量方法,而且快速简便。

在MEKC出现之前,就有将表面活性剂加入到电泳介质(凝胶)中进行电泳的试验研究了。普通的凝胶电泳、等电点聚焦电泳和SDS电泳是用来分离和分析大分子物质的常用方法。疏水性较强的蛋白不易溶于极性溶剂,因此无法直接利用电泳进行分离。一些研究人员在凝胶中加入离子型表面活性剂,使其形成胶束,从而增大疏水性蛋白(如膜蛋白)的溶解性,使电泳得以进行。与MEKC所不同的是,一般电泳多用来分离生物大分子物质,主要是易变性的蛋白质,因此应选用性质温和的表面活性剂表面活性剂还应同时加在凝胶和电泳缓冲液中。

微乳状液是由不相混溶的油、水和表面活性剂自发形成的外观均匀、透明、稳定的液体。水包油型(O/W) 的微乳状液可用作CE 的电泳溶液。与MEKC相似,此时的微乳可看作伪固定相。这样的CE 称作微乳电动色谱(MEEKC, microemulsion electrokinetic chromatography)。

4.表面活性剂在胶束液相色谱(MLC)中的应用

与MEKC相似,将表面活性剂加入HPLC的流动相(有机流动相)中,形成反胶束,用带有反胶束的流动相作为洗脱液的HPLC被称作胶束液相色谱(MLC,micellar liquid chromatography)。胶束的存在提高了HPLC的分辨率,同时调整了溶质离子的保留时间,因此MLC可以用来分析含有更多组分的药物分子的混合物。Gonzalo-Lumbreras 等通过MLC成功地检测分析了存在于尿液中的各种甾体类激素的合成代谢物和分解代谢物。除此之外,MLC可以用来直接测定血样中小分子药物的含量,而不需血样前处理工作。因为反胶束的存在可以将血液中的水溶性蛋白包在其极性核内,而走在HPLC的最前端,从而被除去。Elisa[21]等通过直接进样血样并用MLC的方法实现了对几种巴比妥酸盐的同时检测。

除了用于药物分析外,Molero-Monfort等认为:因为药物被细胞主动转运的难易主要由药物本身的物化性质决定,而保留时间正是药物物化性质的综合体现,所以通过对药物MLC 保留时间的比较测定可以预测出某种药物是否易于被生物细胞吸收。Molero-Monfort 的独到见解为拓展MLC 的应用开辟了新思路。

5.展望

表面活性剂在生物分离领域中占有极其重要的位置,它们的应用具有广阔的发展前景。新型分离技术还需进一步完善和延伸,进而开发出更新的分离技术。对原有技术的完善和延伸需要设计开发新型表面活性剂,并将其用于现有的分离方法中。对表面活性剂结构、性质与功能关系的研究有助于寻找更适合某一分离方法的表面活性剂。表面活性剂形成胶束或反胶束受环境影响比较大,除了表面活性剂本身需改进外,还应研究助表面活性剂、无机盐和溶剂对分离方法的影响,以完善分离方法,提高分离效率。

表面活性剂形成胶束或反胶束,当其与层析或电泳方法相结合时,相当于将两种方法结合使用,从而改善分离效果。可尝试将各种分离机理不同或相似的方法相结合,从而创造出新的分离方法。CE和HPLC是两种精确度较高且重复性较好的分离方法,它们与表面活性剂的结合可以完善药物分析方法,扩充药物分析范围。

在现有的使用表面活性剂的分离方法的基础,随着新型表面活性剂的研制开发,会有更

多的新型生物分离技术的发明和应用,势必会对生物分离领域注入新的活力。

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Determination in serum of some barbiturates using micellar liquid chromatography with direct injection [J ]. Anal Biochem,2002,309:261 - 268.

药物色谱分析(气相色谱部分复习要点)

《药物色谱分析》复习重点 第二章 色谱法的基本术语及理论 掌握教材中所有知识点 第三章 气相色谱法 1. 了解气相色谱法的特点及分类; 2. 气相色谱的固定液 (1)对固定液的要求 (2)样品组分与固定液之间的分子作用力的种类 (3)固定液的极性与分离特性评价,主要掌握Rohrschneider 常数,了解McReynolds 常数 (4)固定液的分类,掌握几种常见常见固定液如聚二甲基硅氧烷类、聚苯基甲基硅氧烷类、氰烷基聚硅氧烷类和聚乙二醇的特点及使用分析对象,特别是一些商品代码所表示的对应的固定液名称。 (5)气相色谱中如何选择固定液 3、气-液色谱柱气相色谱法 (1)气-液色谱柱气相色谱法中对担体的要求; (2)使用前担体的表面处理的原因及方法,其中担体表面处理时釉化的目的是什么? (3)了解填充柱的制备过程,掌握填充柱的老化的目的、方法及注意事项。 (4)掌握填充柱气相色谱条件的选择,重点是载气和温度的选择。 4.气-固色谱与气-液色谱的特点比较 5. 毛毛细细管管柱柱气气相相色色谱谱法法 ((11))掌掌握握毛毛细细管管气气相相色色谱谱仪仪的的流流程程示示意意图图((P P 4477图图33--66,,会会画画出出主主要要流流程程和和标标出出主主要要部部件件)) (1)毛细管柱的柱管使用聚酰亚胺涂层的原因及作用。 (2)交联毛细管柱的特点及常用交联方法,毛细管气相色谱柱交联引发剂主要有哪些? (3)毛细管柱进样方式,掌握分流及吹尾气目的。

(4)分流比及测定方法;线性分流与非线性分流及影响样品失真的因素。 (5)分流进样法的优缺点。 第四章 气相色谱检测器 气相色谱检测器的种类及其原理、性能特点(主要FID 、ECD 、NPD ),会会画画F F I I D D 检检测测器器的的示示意意图图((P P 6644图图44--33,,标标出出主主要要部部件件))。。 第五章 气相色谱相关技术 1.程序升温色谱法 (1)特点 (2)主要方式及适用对象 2.顶空气相色谱法 (1)特点、分类 (2)静态顶空分析的原理及影响静态顶空气相色谱分析的因素 (3)动态顶空分析的原理及动态顶空法操作条件选择 第六章 GC 在药物分析中的应用 1. 如何判断待测物是否可以直接进行GC 分析 2. 哪些化合物经过衍生化后可以进行GC 分析 3.当待测物用GC 法和HPLC 法均可分析时应如何选择 4.了解GC 在药物分析中的应用 第十四章 毛细管电泳法 1、了解毛细管电泳的基本装置,特别是进样方式、常用检测器等。 2、掌握毛细管电泳的基本的基本原理,特别是电渗及电渗流。 3、了解毛细管电泳的主要有哪几种分离模式及毛细管电泳的应用。

色谱学分析基础

一、填空: 1. 氢火焰离子化检测器和热导池检测器分别属于(质量)和(浓度)型检测器。气相色谱仪的心脏是(色谱柱)。 2. 固定液一般是按照(相似相溶)原理选择;在用极性固定液分离极性组分时,分子间作用力主要是(静电力),极性愈大,保留时间就愈(长)。 3. 固定液通常是高沸点的有机化合物,这主要是为了保证固定液在使用温度下有(较好的热稳定性及化学稳定性),防止(固定液分解)。 4. 用于气液色谱的担体主要分为(硅藻工型)。(非硅藻工型)两类。 5. 与填充柱相比,毛细管色谱柱的相比(β)大,有利于实现快速分析。但其柱容量(小)。 6. 在HPLC仪中,为了克服流动相流经色谱柱时受到的阻力,要安装(高压输液泵)。 7. 气相色谱分析中,载气仅起输送作用;而液相色谱分析中,流动相还要直接参加____反应____,要想提高高效液相色谱的柱效,最有效的途径是(高压输流动相)。 8. 欲分离位置异构体化合物,宜采用的高效液相色谱的分离模式是(化学键和相色谱法)。 9、色谱法中,将填入玻璃管内静止不动的一相称为(固定相),自上而下运动的一相称 为(流动相),装有固定液的柱子称为色谱柱。 10、液相色谱检测器一般可用紫外检测器,(示差折光检测器);气相色谱检测器可用(氢火焰离子检测器),(热导检测器),(火焰光度检测器)等。 简答题: 色谱学分析基础: 1、色谱塔板理论的假设?答:塔板理论是将色谱柱比作蒸馏塔,把一根连续的色谱柱设 想成由许多小段组成。在每一小段内,一部分空间为固定相占据,另一部份空间充满流动相。组分随流动相进入色谱后,就在两相进行分配。并假定在每一小段内组分可以很快地在两相中达到分配平衡,这样一个小段称作一个理论塔板,一个理论塔板的长度称理论塔板的高度。经过多次分配平衡,分配系数小的组分先离开蒸馏塔,分配系数大的组分后离开蒸馏塔。由于色谱柱内塔板数相当多,因此即使组分分配系数只有微小差别,仍可获得好的分离效果。 2、色谱定性的方法都有哪些?答:利用纯物质对照性;相对保留值法;加入已知物增加 峰高法;保留指数定性法;其他方法。 3、内标法定量分析时,内标物选择应满足那些条件?答:①内标物应是试样中原来不存 在的物质,性质与被测物质相近,能完全溶解于试样中,但不能与试样发生化学反应 ②内标物的峰位置应尽量靠近被测组分的峰,或位于几个被测物质的峰的中间并与这 些色谱峰完全分离③内标物的质量应与被测物质质量相接近,能保持色谱峰大小差不多 4、色谱分析中,固定相的选择原则是什么?相似相溶原理。选择与试样性质相近的固定 相 5、色谱定量分析中为什么要用校正因子?在什么情况下可以不用? 答:当两个质量相同的不同组分在相同条件下使用同一个检测器进行测定时,所得的峰面积却常不同。因此,混合物中某一组份的质量分数并不等于该组分的峰面积在各组分峰面

怎样分析气相色谱图

在实际工作中,当我们拿到一个样品,我们该怎样定性和定量,建立一套完整的分析方法是关键,下面介绍一些常规的步骤: 1、样品的来源和预处理方法 GC能直接分析的样品通常是气体或液体,固体样品在分析前应当溶解在适当的溶剂中,而且还要保证样品中不含GC不能分析的组分(如无机盐),可能会损坏色谱柱的组分。这样,我们在接到一个未知样品时,就必须了解的来源,从而估计样品可能含有的组分,以及样品的沸点范围。如果样品体系简单,试样组分可汽化则可直接分析。如果样品中有不能用GC直接分析的组分,或样品浓度太低,就必须进行必要的预处理,如采用吸附、解析、萃取、浓缩、稀释、提纯、衍生化等方法处理样品。 2、确定仪器配置 所谓仪器配置就是用于分析样品的方法采用什么进样装置、什么载气、什么色谱柱以及什么检测器。 一般应首先确定检测器类型。碳氢化合物常选择FID检测器,含电负性基团(F、Cl等)较多且碳氢含量较少的物质易选择ECD检测器;对检测灵敏度要求不高,或含有非碳氢化合物组分时,可选择TCD检测器;对于含硫、磷的样品可选择FPD检测器。 对于液体样品可选择隔膜垫进样方式,气体样品可采用六通阀或吸附热解析进样方法,一般色谱仅配置隔膜垫进样方式,所以气体样品可采用吸附-溶剂解析-隔膜垫进样的方式进行分析。 根据待测组分性质选择适合的色谱柱,一般遵循相似相容规律。分离非极性物质时选择非极性色谱柱,分离极性物质时选择极性色谱柱。色谱柱确定后,根据样本中待测组分的分配系数的差值情况,确定色谱柱工作温度,简单体系采用等温方式,分配系数相差较大的复杂体系采用程序升温方式进行分析。 常用的载气有氢气、氮气、氦气等。氢气、氦气的分子量较小常作为填充柱色谱的载气;氮气的分子量较大,常作为毛细管气相色谱的载气;气相色谱质谱用氦气作为载气。 3、确定初始操作条件 当样品准备好,且仪器配置确定之后,就可开始进行尝试性分离。这时要确定初始分离条件,主要包括进样量、进样口温度、检测器温度、色谱柱温度和载气流速。进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。样品浓度不超过10mg/mL时填充柱的进样量通常为1-5uL,而对于毛细管柱,若分流比为50:1时,进样量一般不超过2uL。进样口温度主要由样品的沸点范围决定,还要考虑色谱柱的使用温度。原则上讲,进样口温度高一些有利,一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点,但要低于易分解温度。

气相色谱法基本原理及其应用

安徽建筑大学 现代水分析技术论文 专业:xx级市政工程 学生姓名:xxx 学号:xxx 课题:气相色谱法基本原理及其应用指导教师:xxx xx年xx月xx日

气相色谱法基本原理及其应用 xx (安徽建筑工业学院环境与能源工程学院,合肥,230601) 摘要:气相色谱法是分离混合物中各组分的一种有效的手段,其中气相色谱仪是20世纪50年代末在多数科学家的共同努力下诞生的。本文针对气相色谱法的起源与发展历程、工作原理与特点、在环境水污染物分析领域的应用进行了详细的概述,并列举了饮用水中挥发性有机物的气相色谱检测方法,同时提出了该方法新的发展前景。它的发展已在环境监测、水污染控制领中得到了广泛的应用。 关键词:气相色谱法;发展历程;工作原理;水污染物分析 1.气相色谱法的起源与发展历程 (1)气相色谱法的起源 色谱的发现首先认识到这种分离现象和分离方法大有可为的是俄国的植物学家Tswett。Tswett于1903年在波兰华沙大学研究植物叶子的组成时,将叶绿素的石油醚抽提液倒入装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端,然后用石油醚进行淋洗,结果不同色素按吸附顺序在管内形成一条不同颜色的环带,就像光谱一样。1906年,Tswett在德国植物学杂志上发表的一篇论文中首次把这些彩色环带命名为“色谱图”,玻璃管称为“色谱柱”,碳酸钙称为“固定相”,石油醚称为“流动相”。Tswett开创的方法叫做“液-固色谱法”[1-2],这就是色谱法的起源。 1941年,英国科学家Martin和Synge在研究液-液分配色谱时,预言可以使用气体作流动相,即气-夜色谱法。他们在1941年发表的论文中写到“流动相不一定是液体,也可以是蒸气,如以永久性气体带动挥发性混合物,在色谱柱中通过装有浸透不挥发性溶剂的固体时,可以得到很好的分离”[3]。1950年,Martin和James使用硅藻土助滤剂做载体,硅油为固定相,用气体流动相对脂肪酸进行精细分离,这就是气^液分配色谱的起源。后来,他们在1952年的Biochemical Journal上又连续发表了3篇论文[4-6],叙述了用气相色谱分离低碳数脂肪酸、挥发性胺和吡啶类同系物的方法,这标志着气相色谱法正式进入历史舞台。当时在石油化工的分析中,正当传统的分析方法无能为力时,气相色谱法就像及时雨一样,成为化学分析的得力助手。从此,科学家对气相色谱法的研究逐步展开。 (2)气相色谱法的发展 在历史上,气相色谱法的发展总是和气相色谱仪器的发展密不可分。每一种气相色谱新技术的出现,往往都伴随着气相色谱仪器的改进。因此,了解气相色谱法的发展历史可以从气相色谱仪的发展入手。历史上最早的气相色谱仪1947年由捷克色谱学家Jaroslav Janak发明的。该仪器以C为流动相、杜马测氮管为检测器测定分离开的气体体积。在样品和CA 进入测氮管之前,通过KOH溶液吸收掉CA,按时间记录气体体积的增量。这台仪器虽然简陋,但对当时的气相色谱研究起到了巨大的推动作用。Jaroslav Janak发明的气相色谱仪也有一些明显的不足:它只能测室温下为气体的样品, 样品中的CA不能被测定,而且没有实现自动化。20世纪50年代末,它逐渐被更先进的气相色谱仪所取代。W55年,第一台商品化气相色谱仪诞生,标志着气相色谱仪的发展进入了崭新的时代。 现代气相色谱仪主要由5个系统组成,即气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统与检测记录系统。气路系统与温控系统自气相色谱诞生以来很少有突破性的进展。气路系统主要朝自动化方向发展,20世纪90年代出现了采用电子压力传感器和电子流量控制器,通过计算机实现压力和流量自动控制的电子程序压力流量控制系统,这是气路系统的一大进步[7]。温控系统则基本朝着精细、快速、自动化方向发展。相比之下,进样系统、分离系统与检测记录系统是气相色谱仪的核心组成系统,它们的每一次变革和进步都推动着气相色谱的

色谱分析仪基础知识培训

在线色谱分析仪基础知识 色谱法,又称色层法或层析法,是一种物理化学分析法,它利用不同溶质(样品)与固定相和流动相之间的作用力(分配、吸附、离子交换等)的差别,当两相做相对移动时,各溶质在两相间进行多次平衡,使各溶质达到相互分离。它的英文名称为:chromatography 这个词来源于希腊字chroma和graphein,直译成英文时为color和writing两个字;直译成中文为色谱法。但也有人意译为色层法或层析法。 1906年由俄国科学家茨维特研究植物色素分离,提出色谱法概念;他在研究植物叶的色素成分时,将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管,然后加入油醚使其自由流下,结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。按光谱的命名式,这种法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离,“色谱”二字虽已失去原来的含义,但仍被人们沿用至今。 茨维特经典色谱分析实验示意图 9.1基础知识 固定相——色谱法中,静止不动的一相(固体或液体)称为固定相(stationary phase);流动相——运动的一相(一般是气体或液体)称为流动相(mobile phase)。 按固定相的几形式色谱分析法分为: 柱色谱法(column chromatography)

柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管壁上做成色谱柱,试样从柱头到柱尾沿一个向移动而进行分离的色谱法。目前在线色谱仪采用的是柱色谱法。 纸色谱法(paper chromatography) 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体,把试样点在滤纸上,然后用溶剂展开,各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现,根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。 薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC) 薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层,然后用与纸色谱法类似的法操作以达到分离目的。 简单的说,色谱分析仪就是基于色谱法原理用色谱柱先将混合物分离开来,然后再用检测器对各组分进行检测。与前面介绍的几种气体成分分析仪不同,色谱分析仪能对被测样品进行全面的分析,既能鉴定混合物中的各种组分,还能测量出各组分的含量。因此色谱分析仪在科学实验和工业生产中应用的越来越广泛。 色谱分离基本原理: 由以上法可知,在色谱法中存在两相,一相是固定不动的,我们把它叫做固定相;另一相则不断流过固定相,我们把它叫做流动相。 色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。 使用外力使含有样品的流动相(气体、液体)通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时,混合物中的各组分与固定相发生相互作用。 由于混合物中各组分在性质和结构上的差异,与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同,随着流动相的移动,混合物在两相间经过反复多次的分配平衡,使得各组分被固定相保留的时间不同,从而按一定次序由固定相中先后流出,色谱柱的出口安装一个检测器,当有组分从色谱柱流入检测器中,检测器将输出对应于该组分浓度人小的电信号,通过记录仪把各个组分对应的输出信号记录下来,就形成了色谱图,如下图所示。根据各组分在色谱图中出现的时问以及峰值大小可以确定混合物的组成以及各组分的浓度。

气相色谱法的基本知识及应用

高效液相色谱法(HPLC) 概述: 色谱法是一种应用范围相当广泛的分离分析技术,它已有近百年的发展史。 二十世纪五、六十年代石油及石油化工的突起促使了GC技术大发展,而七、八十年代生命科学、生化、制药工业的发展推动了HPLC的迅速发展。 目前除分析化学外,生物化学,石油化学,有机化学,无机化学等学科都普遍采用色谱技术。现代高效液相色谱仪,以其高效,快速和自动化等特点成为当代分析仪器中发展最快的仪器。HPLC已成为操作方便、准确、快速并能解决困难分离问题的强有力的分析手段。 适用范围广: 已知有机物中仅20%不经预先化学处理,可用GC分析;而其余80%有机物可用HPLC分析。HPLC适于分离生物、医学大分子和离子化合物,不稳定的天然产物,种类繁多的其它高分子及不稳定化合物。 第一课色谱法概述 色谱法是一种重要的分离分析方法,它是利用不同物质在两相中具有不同的分 配系数(或吸附系数、渗透性),当两相作相对运动时,这些物质在两相中进行多次反 复分配而实现分离。在色谱技术中,流动相为气体的叫气相色谱,流动相为液体的叫 液相色谱。固定相可以装在柱内,也可以做成薄层。前者叫柱色谱,后者叫薄层色谱。 根据色谱法原理制成的仪器叫色谱仪,目前,主要有气相色谱仪和液相色谱仪。 色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。1905年,他将从植物色素提取的石油 醚提取液倒人一根装有碳酸钙的玻璃管顶端,然后用石油醚淋洗,结果使不同色素得 到分离,在管内显示出不同的色带,色谱一词也由此得名。这就是最初的色谱法。后 来,用色谱法分析的物质已极少为有色物质,但色谱一词仍沿用至今,在50年代,色 谱法有了很大的发展。1952年,詹姆斯和马丁以气体作为流动相分析了脂肪酸同系物 并提出了塔板理论。1956年范第姆特总结了前人的经验,提出了反映载气流速和柱效 关系的范笨姆特方程,建立了初步的色谱理论。同年,高莱(Golay)发明了毛细管拄, 以后又相继发明了各种检测器,使色谱技术更加完善。50年代末期,出现了气相色谱 和质谱联用的仪器,克服了气相色谱不适于定性的缺点。则年代,由于检测技术的提 高和高压泵的出现,高效液相色谱迅远发展,使得色谱法的应用范围大大扩展。目前 ,由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用,使得色谱法已成为一种 分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析仪器。 在这里主要介绍气相色谱分析法。同时也适当介绍液相色谱法。气相色谱法的 基本理论和定性定量方法也适用于液相色谱法。其不同之处在液相色谱法中介绍。 第二课气相色谱仪 典型的气相色谱仪具有稳定流量的载气,将汽化的样品由汽化室 带入色谱柱,在色谱柱中不同组分得到分离,并先后从色谱柱中流出, 经过检测器和记录器,这些被分开的组分成为一个一个的色谱峰。色 谱仪通常由下列五个部分组成: 1.载气系统(包括气源和流量的调节与测量元件等) 2.进样系统(包括进样装置和汽化室两部分)

【考试重点】中国药科大学《药物色谱分析》期末考试重点

《药物色谱分析》复习重点 第三章 气相色谱法 1. 了解气相色谱法的特点及分类; 2. 气相色谱的固定液 (1)对固定液的要求 (2)样品组分与固定液之间的分子作用力的种类 (3)固定液的极性与分离特性评价,主要掌握Rohrschneider 常数,了解McReynolds 常数 (4)固定液的分类,掌握几种常见固定液如聚二甲基硅氧烷类、聚苯基甲基硅氧烷类、氰烷基聚硅氧烷类和聚乙二醇的特点及使用分析对象。 (5)气相色谱中如何选择固定液 3、气-液色谱柱气相色谱法 (1)气-液色谱柱气相色谱法中对担体的要求; (2)使用前担体的表面处理的原因及方法,其中担体表面处理时釉化的目的是什么? (3)填充柱的老化的目的、方法及注意事项 4.气-固色谱与气-液色谱的特点比较 5. 毛毛细细管管柱柱气气相相色色谱谱法法 (1)毛细管柱的柱管使用聚酰亚胺涂层的原因及作用 (2)交联毛细管柱的特点及常用交联方法,毛细管气相色谱柱交联引发剂主要有哪些?

(3)毛细管柱进样方式,掌握分流及吹尾气目的。 (4)分流比及测定方法;线性分流与非线性分流及影响样品失真的因素。 (5)分流进样法的优缺点。 第四章气相色谱检测器 气相色谱检测器的种类及其原理、性能特点(主要FID、 ECD、NPD) 第五章气相色谱相关技术 1.程序升温色谱法 (1)特点 (2)主要方式及适用对象 2.顶空气相色谱法 (1)特点、分类 (2)静态顶空分析的原理及影响静态顶空气相色谱分析的因素 (3)动态顶空分析的原理及动态顶空法操作条件选择 第六章GC在药物分析中的应用 1. 如何判断待测物是否可以直接进行GC分析 2. 哪些化合物经过衍生化后可以进行GC分析

色谱分析基本原理..

一、色谱分析法基本原理 色谱法,又称层析法。根据其分离原理,有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同,用溶剂或气体洗脱,以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同,以使组分分离。其中一相为液体,涂布或使之键合在固体载体上,称固定相;另一相为液体或气体,称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂,流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱,是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同,以使组分分离。常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等,可根据载体和试样的性质,选用水或有机溶剂为流动相。色谱法的分离方法,有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。色谱所用溶剂应与试样不起化学反应,并应用纯度较高的溶剂。色谱时的温度,除气相色谱法或另有规定外,系指在室温下操作。分离后各成分的检出,应采用各单体中规定的方法。通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时,可根据其色带进行区分,对有些无色物质,可在245-365nm的紫外灯下检视。纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶,采用荧光熄灭法检视。用纸色谱进行定量测定时,可将色谱斑点部分剪下或挖取,用溶剂溶出该成分,再用分光光度法或比色法测定,也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出,也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处

气相色谱定量分析方法

归一化法 归一化法有时候也被称为百分法(percent),不需要标准物质帮助来进行定量。它直接通过峰面积或者峰高进行归一化计算从而得到待测组分的含量。其特点是不需要标准物,只需要一次进样即可完成分析。 归一化法兼具内标和外标两种方法的优点,不需要精确控制进样量,也不需要样品的前处理;缺点在于要求样品中所有组分都出峰,并且在检测器的响应程度相同,即各组分的绝对校正因子都相等。归一化法的计算公式如下: 当各个组分的绝对校正因子不同时,可以采用带校正因子的面积归一化法来计算。事实上,很多时候样品中各组分的绝对校正因子并不相同。为了消除检测器对不同组分响应程度的差异,通过用校正因子对不同组分峰面积进行修正后,再进行归一化计算。其计算公式如下: 与面积归一化法的区别在于用绝对校正因子修正了每一个组分的面积,然后再进行归一化。注意,由于分子分母同时都有校正因子,因此这里也可以使用统一标准下的相对校正因子,这些数据很容易从文献得到。 当样品中不出峰的部分的总量X通过其他方法已经被测定时,可以采用部分归一化来测定剩余组分。计算公式如下: 内标法 选择适宜的物质作为预测组分的参比物,定量加到样品中去,依据欲测定组分和参比物在检测器上的响应值(峰面积或峰高)之比和参比物加入量进行定量分析的方法叫内标法。特点是标准物质和未知样品同时进样,一次进样。内标法的优点在于不需要精确控制进样量,由进样量不同造成的误差不会带到结果中。缺陷在于内标物很难寻找,而且分析操作前需要较多的处理过程,操作复杂,并可能带来误差。 一个合适的内标物应该满足以下要求:能够和待测样品互溶;出峰位置不和样品中的组分

重叠;易于做到加入浓度与待测组分浓度接近;谱图上内标物的峰和待测组分的峰接近。内标法的计算公式推导如下: 式中,Ai,As分别为待测组分和内标物的峰面积;Ws,W分别为内标物和样品的质量;Gwi/s是待测组分对于内标物的相对质量校正因子(此值可自行测定,测定要求不高时也可以由文献中待测组分和内标物组分对苯的相对质量校正因子换算求出)。 内加法 在无法找到样品中没有的合适的组分作为内标物时,可以采用内加法;在分析溶液类型的样品时,如果无法找到空白溶剂,也可以采用内加法。内加法也经常被称为标准加入法。 内加法需要除了和内标法一样进行一份添加样品的处理和分析外,还需要对原始样品进行分析,并根据两次分析结果计算得到待测组分含量。和内标法一样,内加法对进样量并不敏感,不同之处在于至少需要两次分析。下面我们用一个实际应用的例子来说明内加法是如何工作的: 题:在分析某混合芳烃样品时,测得样品中苯的面积为1100,甲苯的面积为2000,(其它组分面积略)。精确称取40.00g该样品,加入0.40g甲苯后混合均匀,在同一色谱仪上进混合后样品测到苯的面积为1200,甲苯的面积为2400,试计算甲苯的含量。 分析:本题的分析过程是一个典型的内加法操作,其中内加物为甲苯,待测组分为甲苯和苯。 解:1. 由于进样量并不准确,因此两次分析的谱图很难直接进行对比。为了取得可以对比的一致性,我们通过数字计算调整两次分析苯的峰面积相等。此时由于两次分析苯峰面积相等,因此可以断定两次分析待测样品的进样量是相等的。需要注意的是:此时两次分析的总的进样量并不相等,添加后样品比原始样品调整后的进样量中,多了添加的内标物的量。调整可以用原始样品谱图为依据,也可以用添加后样品谱图为依据。但是通常采用原始样品作为依据以便计算最终结果时比较简单。注意:选用的依据不同,中间计算结果会产生差异,但不会影响最终结果。依据的谱图一旦选定,计算就应该围绕此依据进行。 在以原始样品谱图为依据的情况下,调整添加后样品谱图中甲苯的峰面积如下: 对比两次分析,甲苯的面积增加为2200-2000=200。在两次分析待测样品量相同的情况下,内加物面积的增加来自于内加量。也就是说,由于内加物的加入,导致了内加物峰面积的增

气相色谱在环境分析中的应用(精)

气相色谱法在环境分析中的应用 摘要:气相色谱法是一种很常见的环境分析检测方法,我们也经常将它应用在水、大气、固废等环境检测中。我们以检测非甲烷烃为例来进行探究和学习,(非甲烷烃是一种对人体健康有害的气体)因此我们利用带有双柱双氢火焰离子化检测器的气相色谱仪(岛津GC2014型)和自己所学的知识来对此进行气相色谱检测。并且通过这次检测来了解和复习流动相、检测器、色谱柱以及温度等色谱条件是如何选择以及定性、定量分析方法。 关键词:非甲烷总烃;气相色谱法;定性、定量分析; 1.非甲烷总烃 非甲烷烃(NMHC通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物(其中主要是C2~C8,又称非甲烷总烃。主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度,除直接对人体健康有害外,在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾,对环境和人类造成危害[1]。 监测环境空气和工业废气中的NMHC有许多方法,但目前多数国家采用气相色谱法。由于直接测定NMHC所用仪器价格昂贵,因此我们采用双柱双氢火焰离子化检测器气相色谱法分别测出总烃和甲烷的含量,两者之差为NMHC的含量。在规定的条件下所测得的NMHC是于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量,以碳计[2]。 目前我国基本采用气相色谱法测定非甲烷总烃, 按进样的不同有活性炭吸附一热解吸法及针筒采样一手动进样法,采用活性炭吸附一热解吸法[3]易受到活性炭吸附效率的影响,而针筒采样——手动进样法[4]则重复性较差、易熄火。而我们采用气袋采样—气体自动进样器进样分析气体中非甲烷总烃,而这样也最令人满意。此方法操作简单、重复性好、效率高、干扰少,且可用于其他挥发性有机物,如苯系物等的测定。 2.利用气相色谱法检测非甲烷总烃

色谱分析法在药物分析中应用

色谱分析法在药物分析中的运用 气相色谱法测定丁香药材中丁香酚的含量 丁香Eugenia caryopbllata Thunb.药材来源于桃金娘科植物的干燥花蕾,收载于中国药典1995年版一部。在95版药典中,丁香药材的音量测定只收载了测定挥发油音量的方法,但没有测定挥发油中丁香酚(C10H12O2)的音量。为进一步控制和考察丁香药材中丁香酚的音量,我们分别采用了浸溃法和挥发油提取法,提取后用气相色谱法分别来测定丁香药材中丁香酚的音量。 1 仪器与试砖 GC-9A 和GC-14B气相色谱议(日本岛津)。10%PEG-20M 色谱柱。 丁香酚耐照品购自中国药品生物锚品检定所(批号:725—8802),经标化其音量为98%以上,其它试剂均为分析纯。 2 方法与结果 2 1 色谱条件厦系统适用性试验:色谱柱:lO%PEG-20M,检测器FID,N2:60kPa,柱温:180℃,进样口温度:250℃,衰减2。在上述条件下丁香酚峰与其它组分峰均能达到基线分离,且出峰对间较快,峰形较好,阴性样品无干扰。 吸取上述对照品溶液1μL,注人气相色谱仪,结果理论塔板数n> 1200。拖尾因子在0.95~1.05之间,校正因子的相对标准偏差小于2.0%。 2.8 供试品和对照品溶液的制备 2.2 1 提溃时间的确定:在试验研究中比较了不同浸渍时同丁香药材中丁香酚的含量。上述结果表明,浸渍24 h以上,丁香药材中的丁香酚已浸渍完全。2.2.2 供试品溶液的制备:取本品粗粉约0.6g,精密称定,量具塞锥形瓶中,精密加入乙醇2OmL,称定重量,摇匀t宣温放量24h以上,再称定重量,补足损失重量,振摇后放量,用滤纸滤过。精密量取滤液5mL,量25mL的容量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,作为供试品溶液。 2.2 3 对照品溶液的制备:精密称取对照品适量,加无水乙醇溶解,制得0.492 mg/mL 的溶液,作为对照品溶液。 2.3 线性范围的考察分别精密吸取上述对照品溶液0.5、1、1.5、2.0、2.5、3.0、4、5μL,按上述色谱条件测定峰面积,以峰面积积分值为纵座标,丁香酚音量为横座标,计算得回归方程Y= 9.26×10000X一35.94,r=0.9999,表明丁香酚在0.246~2.46ng具有良好的线性关系。 2.4 精密度试验:精密吸取丁香酚对照品溶液1μL,重复进样6次,结果测得平均峰面积为151654,RSD为1.3%。 2. 5 重现性试验:取同一批药材5份,按丁香酚音量测定方法操作,结果丁香酚音量的平均值为121.02mg/g,RSD 为0.7%。

气相色谱法的应用

气相色谱法的应用 气相色谱法在石油工业中的应用 ⑴石油气的分析石油气(C1~C4)的成分分析,目前都采用气相色谱法。以25%丁酮酸乙酯为固定液,6201担体,柱长12.15m,内径4mm,柱温12℃,氢为载气,流速25ml/nin,热导池电桥电流120~150mA, C1~C4各组分得较好的分离见图10。图10 石油在丁酮酸乙酯柱上的分离1-空气;2-乙烷;3-乙烯;4-二氧化碳;5-丙烷;6-丙烯;7-异丁烷8-乙炔;9-正丁烷;10-正丁烯;11-异丁烯12- 反丁烯-2,3;13- 顺丁烯-2,4;14-丁二烯北京化工研究院近期研究出用多孔氧化铝微球色谱固定相,对C1~C4烃分离很好,柱长2m,内径2mm,内填充0.3%阿皮松L,改性?-Al2O3,微球120~130目;柱温85℃,氮为载气,流速15ml/min,氢火焰离子化检测器。分离谱见图11. 此外吉林化学工业公司研究院还研制了石墨化炭黑和改性石墨化炭黑色谱固定相分离C1~C4烃。⑵石油馏的的分析气相色谱法分析石油馏分的效能与分析速度是精密分馏等化学方法所不能比拟的。如一根60m长、内径0.17mm的弹性石英毛细管柱,内涂OV-101,在程序升温条件下(柱温40~90℃)进样0.6?1,分流比150:1,分析了65~165℃大港直馏气油。用一根30m长、内径0.25mm 毛细管柱,涂PEG1500,柱温80℃,汽化100℃,氮为载气,分流比100:1,汽油中微量芳香烃得到很好的分离(见图12)。图11 低级烃类的气相色谱分离图1-CH4;2-C2H6;3-C2 H4;4-C3 H8;5-C2 H2;6-C8 H6;7-iC4 H10;8-nC4 H10;9-丙二烯;10-丁烯-1;11-iC5 H12 12--i C4 H6;13- 反丁烯-2;14- 顺丁烯-2;15-丁二烯16-丙炔图12汽微量芳烃的油中色谱分离1-苯;2-甲苯;3-乙苯;4-对二甲苯;5-一间二甲苯; 6-邻二甲苯 气相色谱法在环境科学中的应用 我国在环境科学研究、监督检测中,广泛使用气相色谱法测定大气和水中痕量胡害物质。 ⑴大气中微量-氧化碳的分析 汽车尾气中含有一氧化碳,工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳,都污染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产SP-2307色谱仪具有转化装置,使CO转化为CH4。CO+3H2Ni催化/380℃→CH4+H2O 色谱柱固定相可用5A筛分子,GDX-104,Porpak Q等,以分子筛为例,13X或5A分子筛60~80目(先经500~550℃活化2小时)以氢气载气, 57ml/nin;氢焰检测器;空气400ml/min;尾吹氮气80ml/min。柱长2m,内径2mm,柱温36℃,检测室130℃,转化炉380v;进样量1mm。可测大气中ppm级一氧化碳。

色谱在药物分析方面的应用

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 色谱在药物分析方面的应用 色谱在药物分析方面的最新研究进展张鹏鹏,王凌云,张斌浩(浙江工业大学化材学院工业催化)摘要: 现在药学的迅速发展促进针对药物及其代谢产物在过程的不断深入研究中,建立了许多新的、巧妙、精确而有快速的色谱分析方法。 包括亲水作用色谱固定相在药分离中的应用,薄层色谱法在药物分析中的应用,液相色谱串联质谱法,脂质体电动色谱。 这些方法的诞生使得当代生物医学与中医学理论能够兼容。 本文综述了这些色谱方法的具体应用过程及其特点。 关键词: 亲水作用色谱薄层色谱法串联质谱法脂质体ThelatestchromatographicanalysisresearchindrugresearchPengp engZhang,LingyunWang,BinhaoZahng (ZhejiangUniversityOfTechnology,IndustryCatalysis)Abstract:Nowwiththerapiddevelopmentofpharmaceuticaldrugsand theirmetabolites forthecontinuousin‐depthstudyoftheprocess, scientistshavecreatedmanynew,preciseandrapidchromatographic methods.Includingtheusingofseparatingdrugswithstationarypha seofhydrophilicinteractionchromatography,thinlayerchromatog raphysusingindruganalysis,chromatographytandemmassspectrome 1 / 15

白酒气相色谱分析方法

白酒气相色谱分析方法 白酒香味成份复杂,除乙醇和水外,还有大量芳香组分存在。构成白酒质量风格的是酒内所含的香味成分的种类以及其量比关系。应用气相色谱法能快速而准确地测出白酒中的醇类、酯类、有机酸类、碳基化合物、酚类化合物以及高沸点化合物等成分的含量。 一、填充柱DNP柱测定白酒中醇、酯等组分(一般酒厂需要,白酒) (一)DNP柱直接进样法测定白酒中主要醇、酯成份 白酒中醇和酯是主要香味成份。吸取原样品进行色谱分析,其优点是:操作简便,测定结果准确性高、快速;缺点是:极其微量的组分不易检出。 1样品的配制 ●2%内标的配制: 吸取2mL的内标--乙酸正丁酯于1OOmL的容量瓶中,(因内标物易挥发,可在瓶内先放少量酒精),用55%-60%的乙醇定容。 ●1-2%标样的配制: 分别吸取乙醛、甲醇、正丙醇、仲丁醇、乙缩醛、正丁醇、异戊醇、(正己醇)、(糠醛)各lmL,乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、乙

酸异戊酯)各2mL一起加入1OOmL容量瓶中,用55%-60%(V/V)的乙醇定容,混匀后组成标样。(在容量瓶中先加少许乙醇,以防挥发) ●混标的配制: 分别用移液管吸取标样lOmL和内标5mL,用55%-60%(V/V)的乙醇定容到1OOmL,混匀后(可分装)待用。 混标中各组分i及内标含量计算公式: mi=ci×Vi×di×lO00 ms=cs×Vs×ds×lO00 式中:mi/ms—混标中各组分i/内标的含量(mg/l0OmL); ci/cs—混标中各组分i/内标的浓度(V/V) Vi/Vs—混标中各组分i/内标的体积(mL) ; di/ds—混标中各组分i/内标的密度(g/mL) ; 1000—算成以mg为单位的系数。 例:计算混标中正丁醇的含量 m正丁醇=1%×lOml×0.809g/ml×lO00=80.9mg/100ml混标样

药物色谱分析期末考试重点及内容-药大

考试题型:名解、填空、选择、问答、计算 《药物色谱分析》复习重点 第三章 气相色谱法 1. 了解气相色谱法的特点及分类; 特点:1、效能高 2、灵敏度高 3、选择性高 4、分析速度快 5、应用范围广,测定高温下可气化的物质 6、样品用量少 分类:1、按固定相分:气-固、气-液 2、按柱子分:填充柱、毛细管柱 3、按分离机制分:吸附、分配 2. 气相色谱的固定液 (1)对固定液的要求 1、热稳定性好,在柱温下不热解, 2、化学惰性,不应与样品组分、担体、柱材料及载气发生不可逆反应。 3、蒸气压低,在操作温度下一般应低于0.1mmHg ,否则固定液易流失,影响柱使用寿命、保留时间及检测器响应。 4、对样品组分有一定的溶解度,否则样品组分不被保留而得不到分离。 5、对样品组分具有选择性,不同的组分有不同的分配系数,以利分离。 6、对担体有湿润性,以利于在担体表面形成均匀液膜,以增加柱效。 (2)样品组分与固定液之间的分子作用力的种类 1、定向力:由极性分子的永久偶极间的静电作用形成的。如极性组分与强极性固定液PEG-20M 等的作用力。 2、诱导力:在极性分子的永久偶极的电场作用下,邻近的可极化的非极性分子可产生诱导偶极,因而两分子间产生相互作用力,这种作用力通常较小。 3、色散力:非极性分子由于原子核和电子的运动,产生瞬间偶极,因而产生相互作用,这种力普遍存在,但非极性分子间的作用力仅此一种。此作用力更弱。 4、特殊作用力:主要来源于组分与固定液形成络合物。例如含有Ag+的固定液与烯烃可形成络合物。 (3)固定液的极性与分离特性评价,主要掌握Rohrschneider 常数,了解McReynolds 常数 组分的结构、性质与固定液相似时,在固定相中的溶解度大,因而保留时间长;反之,溶解度小,保留时间短。 Rohrschneider (罗胥耐得)提出了一种固定相极性的分类法:规定非极性固定液角鲨烷的相对极性为0,强极性固定液β,β’-氧二丙腈的极性为100,其它固定液的极性按下式计算: 112100100x q q P q q -=-? - q 为丁二烯和正丁烷在固定液上的相对保留值之比的对数,即: ''lg R R t q t =(丁二烯) (正丁烷)q 1、q 2、q x 分别为待测物在氧二丙腈、角鲨烷及欲测固定液上的

气体色谱分析方法总结

永久性气体色谱分析 .方法原理 以或分子筛为固定相,用气固色谱法分析混合气中地氧、氮、甲烷、一氧化碳,用纯物质对照进行定性,再用峰面积归一化法计算各个组分地含量. .仪器和试剂①仪器气相色谱仪,备有热导池检测器;皂膜流量计;秒表. ②试剂个人收集整理勿做商业用途 或分子筛(目);使用前预先在高温炉内,于℃活化后备 用.纯氧气、氮气、甲烷、一氧化碳装入球胆或聚乙烯取样袋中.氢气装在高压钢瓶内. .色谱分析条件 固定相:或分子筛(目);不锈钢填充柱管φ×;柱温:室温. 载气:氢气,流量个人收集整理勿做商业用途 检测器:热导池检测器,桥流;衰减,检测室温度:室温. 气化室:室温,进样量用六通阀进样,定量管. .定性分析个人收集整理勿做商业用途 记录各组分从色谱柱流出地保留时间,用纯物质进行对照. .定量分析 由谱图中测得各个组分地峰高和半峰宽计算各组分地峰面积.已知氧、氮、甲烷、一氧化碳地相对摩尔校正因子分别为、、、.再用峰面积归一法就可计算出各个组分地体积百分数().个人收集整理勿做商业用途 白酒中主要成分地色谱分析 .方法原理 白酒地主要成分为醇、酯和羟基化合物,由于所含组分较多,且沸点范围较宽,适合用程序升温气相色谱法进行分离,并用氢火焰离子化检测器进行检测. 个人收集整理勿做商业用途为分离白酒中地主要成分可使用填充柱或毛细管柱,常用地填充柱固定相为;邻苯二甲酸二壬酯吐温硅烷化白色载体(目);聚乙二醇有机载体(目);吐温司班红色载体(目)等.也可使用以聚乙二醇或交联制备地石英弹性毛细管柱. .仪器和试剂个人收集整理勿做商业用途 ①仪器带有分流进样器和氢火焰离子化检测器地气相色谱仪、皂膜流量计、微处理机. ②试剂氮气、氢气、压缩空气,与白酒中主要成分对应地醛、醇、酯地色谱纯标样. .色谱分析条件个人收集整理勿做商业用途 色谱柱:冠醚交联石英弹性毛细管柱φ×,固定液液膜厚度.程序升温:℃()以℃升温至℃(). 载气:氮气,流量.燃气:氢气,流量.助燃气:压缩空气,流量. 个人收集整理勿做商业用途 检测器:氢火焰离子化检测器,高阻 Ω,衰减,检测室温度℃. 气化室:℃,分流进样分流比:,进样量. .定性分析个人收集整理勿做商业用途 记录各组分地保留时间和保留温度,用标准样品对照. .定量分析 以乙酸正丁酯作内标,用内标法定量. 有机溶剂中微量水地分析 .方法原理 以为固定相,利用高分子多孔小球地弱极性、强憎水性,可分析有机溶剂甲醇中地微量水含量.用纯水对照定性,用外标法测水地含量. .仪器和试剂①仪器气相色谱仪,热导池检测器;皂膜流量计;秒表. ②试剂个人收集整理勿做商业用途 氢气,苯水饱和溶液;(目). .色谱分析条件 色谱柱:(目);不锈钢填充柱管φ×;柱温:℃. 载气:氢气,流量. 个人收集整理勿做商业用途

气相色谱法在分析中的应用(精)

-科苑论谈 气相色谱法在分析中的应用 王颖石 (黑化集团有限公司,黑龙江齐齐哈尔161041) 摘要:简述气相色谱法近年来的发展及在分析中所起到的重要作用,详细阐述气相色谱法的工作原理、方法特点、操作流程及气相色谱曲线的特点。 关键词:气相色谱;色谱柱;色谱峰;载气 前言:气相色谱法是近五十年来迅速发展起来的一种新型分离,分析技术,在石油炼制、基本有机原料、高分子、医药、原子能、冶金工业中得到了广泛的应用。对保证工业生产的正常进行和提高产品质量起到了重要的作用。在许多生产部门,气相色谱分析法逐步代替了化学分析法。当前随着我国石油化学工业的迅速发展,气相色谱法在石油、化工生产中已成为中间控制分析中的一种不可缺少的分析方法了。 近年来电子计算机和专用的微型电子计算机已和气相色谱仪联用,可自动对分析结果进行数据处理,对于提高分析速度、改善分析结果的准确性及实现生产过程高自动化起到了重要的作用。现就气相色谱法的原理、特点及流程作以详细阐述。 1气相色谱法工作原理

气相色谱的工作原理是利用试样中各组份在色谱柱中的气相和固定液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载体带入色谱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次的分配(吸附-脱附或溶解-放出),由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同,(即保留作用不同),各组份在色谱柱中的运行速度也就不同,经过一定柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱,进入检测器,产生的离子流经讯号放大后,在记录仪上就描绘各组份的曲线图,称为色谱峰。根据色谱峰的峰高或峰面积就可定量测定出样品中各级份的含量。 2气相色谱法的主要特点 气相色谱法在应用中的主要特点是选择性高、分离效率高、灵敏度高、分析速度快。 2.1选择性高 选择性高是指气相色谱法对性质极为接近的物质,具有很强的分离能力。如在石油化工生产中比较难解决的碳四烯烃异构体的分离;原子能工业中氢的三种同位素:氢、氘、氚的分离;医药和生物化学中结构复杂的旋光异构体的分离。现都可采用气相色谱法来解决。 2.2分离效率高 分离效率高是指气相色谱法能分离分配系数很接近的组份一根1~2m的色谱柱,柱效率可达几千块理论塔板数,因而对组成复杂的或难以分离的物质,经过色谱柱进行反复多次的分配平衡(或吸附平衡),最终均可达到分离的目的。 2.3灵敏度高

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