现代仪器分析 课件

高效液相色谱仪器
梯度洗脱装置
在进行分配比变化范围宽的复杂样品的分离时，经常 会碰到前面的一些成分分离不完全，而后面的一些成 分分离度太大，且出峰很晚和峰型较差。为了使保留 值相差很大的多种成分在合理的时间内全部洗脱并达 到相互分离，往往要用到梯度洗脱技术。
HPLC的梯度洗脱是指流动相梯度，即在分离过程 中改变流动相的组成或浓度。 高压梯度 ①线性梯度; ②阶梯梯度 低压梯度
紫外—可见分光光度计基本组成
光源 单色器 样品室 检测器 显示
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有 足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。 可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在350～1000 nm。 紫外区：氢、氘灯。发射160～375 nm的连续光谱。
2.单色器
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。
原子吸收光谱法定义：
根据蒸气相中被测元素的基态原子对 其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中 被测元素的含量。 原子吸收与分子吸收
相同点：都属吸收光谱，遵守比尔定律。 不同点：吸光物质状态不同（分光光度法：溶液中 的分子或离子；AAS:气态的基态原子）；分子吸 收为宽带吸收（带状光谱），而原子吸收为锐线 吸收（线光谱）。
色谱峰
描述色谱峰三种参数
峰高(或峰面积)—— 峰的大小 区域宽度 保留值 —— 峰的形状 —— 峰的位置 (时间t、体积v)
高斯分布曲线
色谱流出曲线可以得到那些信息？
1.样品含最少组分(峰个数) 2.根据色谱峰的保留值可以进行定性分析 3.根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析 4.根据色谱峰的位置和区域宽度可对色谱柱效 能进行评价
T = I t/ I0
吸光度A与透光率T的关系:
A ＝ －lg T
吸光系数的几种表示方法
A bC
C ---mol / L ε---摩尔吸光系数 L ·mol –1 ·cm -1
A abC
C--g / L a---吸光系数 L ·g –1 ·cm -1
A
1% E1cmbC
C--g / 100 mL E1%1cm---比吸光系数 100mL ·g–1 ·cm -1
出体积)为横坐标作图所得的曲线，这种曲线即称为色谱流
出曲线，也称色谱图。
R——f (t, V) 二、色谱流出曲线构成：由基线和色谱峰组成。 基 线：指仅有流动相通过而没有待测物，检测器响应信号随 流出时间的变化，稳定的基线应是一条水平直线。 色谱峰：在基线上突起的部分，它是由引入流动相中被测物引 起的。
、 a、 E1%1cm之间的相互换算：
E
1% 1cm
10 a 10

M
•摩尔吸光系数ε在数值上等于浓度为1 mol/L、液层厚度为 1cm时该溶液在某一波长下的吸光度； •吸光系数a(L· g-1· cm-1）相当于浓度为1 g/L、液层厚度为 1cm时该溶液在某一波长下的吸光度； •比吸光系数指物质的质量分数为1%，液层厚度为1cm时该 溶液在某一波长下的吸光度。
（l）归一化法 归一化法是气相色谱中常用的一种定量方法。应 用这种方法的前提条件是试样中各组分必须全部流 出色谱柱，并在色谱图上都出现色谱峰。当测量参 数为峰面积时，归一化的计算公式为
式中Ai为组分i的峰面积，fi为组分i的定量校正因子。 归一化的优点是简便准确，当操作条件如进样量、载气流速 等变化时对结果的影响较小。 适合于对多组分试样中各组分含量的分析。
仪器分析方法的评价指标
精密度 S Sr 标准曲线 线性范围 准确度 E Er
选择性
灵敏度
检出限
紫外-可见吸收光谱法
• 根据物质分子对 200 ～ 760nm 这一范围的光的吸收特性建
立起来的定性、定量和结构分析的方法。
• 吸收峰：曲线上吸光度最大的地方，它所对应的波长称最大吸收 波长（λmax）。 • 谷：峰与峰之间吸光度最小的部位，该处的波长称最小吸收波长 （λmin）。 • 肩峰（shoulder peak）：在一个吸收峰旁边产生的一个曲折。 • 末端吸收（end absorption）：只在图谱短波端呈现强吸收而不 成峰形的部分。
1.吸收峰
2.谷
3.肩峰
4.末端吸收
朗伯—比耳定律数学表达式
A＝-lg（It/I0)= εb c
式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；
b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位mol· L－１；
ε ：摩尔吸光系数，单位L· mol－１· cm－１；
透光率T : 描述入射光透过溶液的程度:
气相色谱检测器
根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器 和质量型检测器两种：
（l）浓度型检测器 测量的是载气中某组分 浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓 度成正比，与单位时间内组分进入检测器的质量 无关。如热导检测器TCD和电子捕获检测器ECD 。
（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，即检测器的响应值和单位 时间内进入检测器某组分的量成正比。如火焰离 子化检测器FID和火焰光度检测器FPD等。
原子吸收光谱法的主要干扰有物理干扰、化学干扰、 电离干扰、光谱干扰和背景干扰等。
色谱法的分类
按流动相所处的状态分类
气相色谱 --- 用气体作流动相
气—固色谱 气—液色谱 液相色谱 --- 用液体作流动相 液—固色谱 液—液色谱 超临界流体色谱坐标，流出时间(或流
Ai fis 100% Ai fis
=140×0.96/(140×0.96+120×0.97+105×0.98)=38.0%
同理，求出邻二甲苯ｗi=32.9% 间二甲苯ｗi=29.1%
HPLC与气相色谱
1. 使用范围不同 2. 流动相作用不同
3. 色谱柱不同
4. 检测器不同
评价色谱柱效能的两个参数 H、 n
分离度
意义: 分离度是色谱图中相邻两峰分离程度的量度
R=0.8：两峰的分离程度可达89%； R=1：分离程度98%；
R=1.5：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。
通常用Rs = 1.5 作为相邻两色谱峰完全分开的指标
R=0.75
R=1
R=1.5
HPLC分离类型与原理
根据所使用的流动相和固定相的极性程度，将 其分为正相分配色谱和反相分配色谱。
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。吸 收池主要有石英池和玻璃池两种。 在紫外区须采用石英池，可见区一 般用玻璃池。
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，常用的 有光电池、光电管或光电倍增管。
原子吸收分光光度计的主要部件及基本性能？ 原子吸收分光光度计由光源、原子化系统、分光系统 和检测系统四部分组成。 •光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。 •原子化系统的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发 和原子化。 •分光系统的作用是将所需要的共振吸收线分离出来。 •检测系统将光信号转换为电信号后进行显示和记录 结果。
正相分配色谱normal phase：采用流动相的 极性小于固定相的极性，它适用于极性化合物 的分离。其流出顺序是极性小的先流出，极性 大的后流出。 反相分配色谱reverse phase：采用流动相的 极性大于固定相的极性。它适用于非极性化合 物的分离，其流出顺序与正相色谱恰好相反。
高效液相色谱仪器
某一溶液在测量波长下透光率值为0.100. (a)该溶液的吸光度是多少？ (b)如果该溶液的浓度是0.02g/L,并在1CM的比色皿中测量透光率， 在测定波长下，该化合物的比吸收系数是多少？ (c)如果该化合物的分子量为100，它的摩尔吸光系数是多少？ (d)计算该溶液在5CM的比色皿中所预期的透光度？
5. 样品制备性能不同
质谱表达方式
1. 质谱图 2．质谱表
正戊烷的电子轰击电离质谱表
m z
相对强 度/%
m z
相对 强度 /%
正癸烷的质谱图
15 26 27 28 29 30 39 40
3.2 2.8 35 4.3 30 1.7 12 1.3
41 42 43 44 57 58 72 73
50 68 100 3.5 15 1.1 9 0.5
气相色谱固定相
载体类型
可分为硅藻土和非硅藻土两类。
红色担体是将硅藻土与粘合剂在900℃煅烧后，破碎过 筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载体。它 适宜于分析非极性或弱极性物质。 白色担体是将硅藻土与20％的碳酸钠（助熔剂）混合 煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化 性弱，适宜于分析各种极性化合物。
例:已知混合物中乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯的峰面积和校正因子见下表 ,
死时间为0.5min,用归一化法测定混合物中的乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯
的含量。
乙基苯 保留时间 3.00 邻二甲苯 5.00 间二甲苯 9.00
A (mV·min)
fis
140
0.96
120
0.97
105
0.98
解：乙基苯
i
原子化系统
原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、 蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原子 吸收，因此也可把它视为“吸收池”。 常用的原子化器有火焰原子化器（原子 化效率低）和非火焰原子化器（原子化效率 较高）。相应的原子化方法有火焰原子化法 和非火焰原子化法。
石墨炉原子化器结构（原子化效率高）
石墨炉的基本结构包括：石墨管、炉体（保护气系 统）、电源等三部分组成。 一次分析过程是经历干燥、灰化、原子化和净化等四个 阶段。
主要部件（main assembly of HPLC）