仪器分析-陈凡
大学资料仪器分析实验讲义-新编

仪器分析实验讲义实验项目一、醇类混合物的气相色谱分析 (2)二、液相色谱仪的基本操作及对物质的分离、定性鉴定--对羟基苯甲酸酯类混合物的反相高效液相色谱分析... (5)三、酊剂中乙醇含量的气相色谱测定(已知浓度样品对照法) (7)四、乙酸的电位滴定分析及其解离常数的测定.............. . (9)五、氯离子选择性电极测定水中氯含量.............. (11)六、鉴定和识别有机化合物中的电子跃迁类型 (14)七、紫外-可见光谱法测定苯甲酸钠含量.............. .. (19)八、火焰原子吸收光谱法测定自来水中钙、镁的含量.............. . (21)醇类混合物的气相色谱分析一、实验目的(1)了解气相色谱仪的结构、各组成部分的作用及相互关系。
(2)熟悉仪器的一般使用方法,巩固色谱分析实验技术。
(3)了解定性鉴定的依据和方法的原理及方法;(4)熟练掌握微量进样器进样技术。
二、实验原理1、气相色谱仪流程(见下图):图1 气相色谱仪流程图各种物质在一定的色谱条件(固定相与操作条件等)下有各自确定的保留值,因此保留值在色谱分析中可作为一种定性指标。
对于较简单的多组分混合物,若其中所有待测组分均为已知且它们的色谱峰均能分开,则可将混合物图谱中各个色谱峰的保留值与各相应的标准试样在同一条件下所得的保留值进行对照比较,就能确定各色谱峰所代表的物质,这就是纯物质对照法定性的原理。
该法是色谱分析中最常用的一种定性方法。
本实验即采用纯物质对照法对有机混合物中各组分进行定性鉴定。
三、仪器与试剂1.仪器天美GC-7900气相色谱仪(FID氢火焰离子化检测器);氢气、空气发生器;氮气瓶,微量进样器(1µL)。
2.试剂甲醇、正丙醇均为分析纯;混和醇样四、仪器操作条件色谱柱:10%PEG-20M填充柱,3m(L)×4mm(OD)×3mm(ID);进样量:1µL;柱温:140ºC;气化室温度:150ºC ;检测器:FID;检测器温度:200ºC;五、实验步骤1.启动计算机,打开色谱仪主机及空气、氮气发生器开关,打开载气输出压力为0.5Mpa,启动软件,根据分析要求设置柱箱、汽化室和检测器的工作温度。
仪器分析讲义

仪器分析实验指导书镇江市高等专科学校化工系2011.4实验一固体试样红外吸收光谱的测定——KBr晶体压片法制样一、实验目的1. 学习用红外吸收光谱进行化合物的定性分析;2. 掌握一般固体样品的制样方法及压片机的使用方法;3. 了解红外光谱仪的组成及工作原理;4. 掌握红外光谱仪的一般操作及保养方法;二、实验原理不同的样品状态(固体、液体、气体及粘稠样品)需要相应的制样方法。
制样方法的选择和制样技术的好坏直接影响谱带的频率、数目及强度。
本实验采用压片法。
将研细的样品粉末分散在固体介质(KBr)中,在研钵中研磨均匀后,用压片机压制成晶片后测定。
红外图谱上的信息(吸收峰的位置和强度)可以反映出分子各基团的振动频率和有关结构因素的相互影响,从而可以区分出由不同原子和不同化学键组成的物质。
在化合物分子中,具有相同化学键的原子基团,其基本振动频率吸收峰(简称基频峰)基本上出现在同一频率区域内,例如,CH3(CH2)5CH3、CH3(CH2)4C≡N 、CH3(CH2)6CH3和CH3(CH2)5CH=CH2等分子中都有-CH3,-CH2-基团,它们的伸缩振动基频峰都出现在同一频率区域内,即在<3000cm-1波数附近,但又有所不同,这是因为同一类型原子基团,在不同化合物分子中所处的化学环境有所不同,使基频峰频率发生一定移动,例如-C=O基团的伸缩振动基频峰频率一般出现在1850~1630cm-1范围内,当它位于酸酐中时,νC=O为1820-1750cm-1、在酯类中时,为1750-1725cm-1;在醛中时,为1740-1720cm-1;在酮类中时,为1725-17l0cm-l;在与苯环共轭时,如乙酸苯中νC=O为1695-1680cm-1,在酰胺中时,νC=O为1650cm-1等。
因此,掌握各种原子基团基频蜂的频率及其位移规律,就可应用红外吸收光谱来确定有机化合物分子中存在的原子基团及其在分子结构中的相对位置。
(精)仪器分析实验讲义

实验一722 型分光光度计的性能检测一、目的1、学会使用分光光度计2、掌握分光光度计的性能检验方法二、提要1、分光光度计的性能好坏,直接影响到测定结果的准确性,因此新购仪器及使用一定时间后,均需进行检验调整。
2、利用KMnO4溶液的最大吸收峰值来检验波长的精度。
3、用同种厚度的比色皿,由于材料及工艺等原因,往往造成透光率的不一致,从而影响测定结果,故在使用时须加以选择配对。
三、仪器与试剂1、722 型分光光度计;2、小烧杯;3、坐标纸;4、滴管;5、擦镜纸;6、KMnO4溶液;四、操作步骤1、吸收池透光率的检查(测定透光率)吸收池透光面玻璃应无色透明,并应无水、干燥。
检查方法如下:以空气的透光率为100%,则比色皿的透光率应不低于84%,同时在450nm、650nm 处测其透光率,各透吸收池透光率差值应小于5%。
2、吸收池的配对性(测定透光率)同种厚度的吸收池之间,透光率误差应小于0.5%。
检查方法如下:将蒸馏水分别注入厚度相同的几个吸收池中。
以其中任一个比色皿的溶液做空白,在440nm 波长处分别测定其它各比色皿中溶液的透光率,然后选择相差小于0.5% 的吸收池使用。
3、重现性(光度重复性)(测定透光率)仪器在同一工作条件下,用同种溶液连续测定7 次,其透光率最大读数与最小读数之差(极差)应小于0.5%。
检查方法如下:以蒸馏水的透光率为100%,用同一KMnO4溶液连续测定7 次,求出极差,如小于0.5%,则符合要求。
4、波长精度的检查(测定A)为了检查分光系统的质量,可用KMnO4溶液的最大吸收波长525nm 为标准,在待检查仪器上测绘KMnO4溶液的吸收曲线。
检查方法如下:取3.0×10-5mol/L 的KMnO4溶液,以蒸馏水为空白,在460nm~580nm 范围内,分别测定460、480、500、510、520、522、524、525、526、528、530、540、550、560、570、580nm 波长处的吸光度,在坐标纸上绘出吸收曲线。
2008级仪器分析实验安排-final

6 20 34
1 15 29
2 16 30
3 17
4 18
5 19
7 21 35 51
备注
XRD: X射线粉末衍射实验...预习内容: 实验技术: 6.8.3 NMR:核磁共振实验...预习内容:实验书:2.5.1;2.5.2;2.5.3 & 实验技术:
IR: 红外光谱实验...预习内容:实验书:2.4.1;2.4.2;2.4.3 & 实验技术: TLC:薄层色谱实验...预习内容:实验书:2.10.7 & 实验技术: 3.14 MFS: 分子荧光光谱实验...预习内容:实验书: 2.7.4 & 实验技术: 6.3 STM-AFM: 扫描电镜和原子力显微镜实验...预习内容:讲义 EC: 电化学实验....预习内容:实验书:2.9.7 & 实验技术: 4.4 UV-Vis is:紫外-可见光谱实验...预习内容:实验书:2.3.4 & 实验技术: 3 is GC: 气相色谱实验...预习内容:实验书:2.10.1:2.10.2 & 实验技术: 3.14 HPLC:高压液相色谱实验...预习内容:实验书:2.10.3;2.10.4 & 实验技术 GC-MS:气相色谱-质谱联用技术实验...预习内容:实验书:2.6.1;2.6.2 IC: 离子色谱实验...预习内容:实验书:2.10.5 & 实验技术: 3.14 实验内容:AAS: 原子吸收光谱实验...预习内容:实验书:2.2.2:2.2.3 & 实验技术: 指导教师:ICP-AES: 电感耦合等离子体原子发射光谱实验...预习内容:实验书 实验技术: XRD NMR IR TLC MFS STM-AFM EC UV-Vis 周二 窦伟 杨正银 叶为春 曹 云 何 疆 李莲花 俞 娥 翟红林 周三 张虹锐 杨正银 叶为春 曹 云 何 疆 李莲花 俞 娥 翟红林 朱荣华 张世平 曹 云 曹 云 俞 娥 李莲花 俞 娥 俞 娥
《仪器分析》教学大纲

《仪器分析》教学大纲一、课程及教师基本信息2:平时考核应占总成绩的40-70%。
二、任课教师简介曾凡刚,教授,对仪器分析教学已有20多年的教学经验,能跟上现代各种仪器发展的步伐。
三、课程简介课程梗概:仪器分析课程适合于我校环境学院环境科学和环境工程专业的学生,是在学生具备了一定的无机化学、化学分析理论知识基础上开设的一门专业技术核心课。
其任务是依据物质的物理及物理化学性质,采用精密仪器设备得到分析数据,鉴定物质体系的化学组成、测定其中有关成分的含量和确定体系中物质的结构和形态,即要解决物质定性和定量问题。
教学目标:1.掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分。
2.了解各仪器分析方法的应用对象及分析的基本过程。
3.初步了解当今世界各类分析仪器、分析方法及发展趋势,为今后的工作及更深一步地学习作必要的铺垫。
课程特点:仪器分析需要一定的大学分析化学,大学物理等课程的基础。
四、学习要求与建议包括预习、复习、课堂讨论(或实验(实践)操作)、课外交流、作业和文献阅读等自主学习、课堂(或实验(实践)教学环节)纪律、课程考核等方面的要求与建议。
五、教学进度、内容和要求教学进度及基本内容1.掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分。
2.了解各仪器分析方法的应用对象及分析的基本过程。
3.初步了解当今世界各类分析仪器、分析方法及发展趋势,为今后的工作及更深一步地学习作必要的铺垫。
【课外学习内容与要求】第一章仪器分析概论必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社第二章光学分析法导论必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社第三章紫外-可见吸收光谱法必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社第四章红外吸收光谱法必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社第五章分子发光分析法必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社第六章原子吸收光谱法必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社《现代环境分析技术》,陈玲等编,科学出版社第七章原子发射光谱法必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社《现代环境分析技术》,陈玲等编,科学出版社第八章电化学分析法导论必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社第九章色谱分析法必读文献:《仪器分析》,北京大学仪器分析编写组,北京大学出版社《环境仪器分析》,环境科学出版社参考文献:《仪器分析》,朱明华编,高等教育出版社,第四版;《仪器分析》,方慧群等编,科学出版社《现代仪器分析实验与技术》,陈培榕等编,清华大学出版社六、推荐教材及阅读文献(包括按章节提供必读文献和参考文献)教材:《现代环境分析技术》参考教材:仪器分析教程(第二版),北京大学出版社;仪器分析(第二版),清华大学出版社;现代仪器分析实验与技术,清华大学出版社。
仪器分析实验总结

仪器分析实验总结1014061525 虞梦娜一、红外光谱仪实验报告1.仪器结构仪器设备:SHIMADZU IRPresting-21型傅立叶变换红外光谱仪SHIMADZU IRPresting-21仪器结构:傅傅立叶变换红外光谱仪的工作原理图固定平面镜、分光器和可调凹面镜组成傅立叶变换红外光谱仪的核心部件-迈克尔干涉仪。
由光源发出的红外光经过固定平面镜反射镜后,由分光器分为两束:50%的光透射到可调凹面镜,另外50%的光反射到固定平面镜。
可调凹面镜移动至两束光光程差为半波长的偶数倍时,这两束光发生相长干涉,干涉图由红外检测器获得,经过计算机傅立叶变换处理后得到红外光谱图。
IRPresting-21型傅立叶变换红外光谱仪具300入射迈克尔逊密闭型干涉仪,单光束光学系统,空冷陶瓷光源,镀锗KBr基片分束器,温度可调的DLATGS检测器,波数范围7,800~350cm-1,S/N大于40000∶1(4cm-1,1分钟,2100cm-1附近,P—P),具有自诊断功能和状态监控器。
可收集中红外、近红外、远红外范围光谱。
常用红外光谱-红外光谱仪①棱镜和光栅光谱仪光栅光谱仪属于色散型光谱仪,它的单色器为棱镜或光栅,属单通道测量,即每次只测量一个窄波段的光谱元。
转动棱镜或光栅,逐点改变其方位后,可测得光源的光谱分布。
随着信息技术和电子计算机的发展,出现了以多通道测量为特点的新型红外光谱仪,即在一次测量中,探测器就可同时测出光源中各个光谱元的信息。
②傅里叶变换红外光谱仪它是非色散型的,核心部分是一台双光束干涉仪,常用的是迈克耳孙干涉仪。
当动镜移动时,经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变,探测器所测得的光强也随之变化,从而得到干涉图。
傅里叶变换红外光谱仪傅里叶变换光谱仪的主要优点是:①多通道测量使信噪比提高;②没有入射和出射狭缝限制,因而光通量高,提高了仪器的灵敏度;③以氦、氖激光波长为标准,波数值的精确度可达0.01厘米-1;④增加动镜移动距离就可使分辨本领提高;⑤工作波段可从可见区延伸到毫米区,使远红外光谱的测定得以实现。
仪器分析实验

仪器分析实验指导实验一气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量一、实验目的1、掌握气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量2、掌握气相色谱仪的结构及使用方法二、实验原理试样被汽化后,随同载气进入色谱柱,利用被测定的各组分在气液两相中具有不同的分配系数,在柱内形成迁移速度的差异而得到分离。
分离后的组分先后流出色谱柱,进入氢火焰离子化检测器,根据色谱图上各组分峰的保留值与标样对照进行定性,利用峰面积(或峰高),以内标法定量。
三、实验仪器及试剂仪器:气相色谱仪,氢火焰离子化检测器(FID);色谱柱:白酒专用填充柱,微量注射器:10微升试剂:乙醇,色谱纯(分析纯代替)。
配成60%乙醇水溶液;乙酸乙酯,色谱纯,作标样用。
2%溶液(用60%乙醇水溶液配制);乙酸正丁酯,色谱纯,作内标用。
2%溶液(用60%乙醇水溶液配制);四、实验步骤1.仪器的准备,色谱条件的确定检测器温度:260℃;进样口温度:240℃;柱温程序:60℃保持1分钟,以3℃/分钟的速率升到90℃,然后以40℃/分钟升到220℃。
2. 校正因子(f)的测定吸取2%乙酸乙酯标准溶液1.0mL,移入100mL容量瓶中,然后加入2%内标液1.0mL,用60%乙醇溶液稀释至刻度。
上述溶液中乙酸乙酯和内标的浓度均为0.02%(体积分数)。
进行GC检测,记录乙酸乙酯和内标峰的保留值及其峰面积(或峰高),其比值计算出乙酸乙酯的相对校正因子(f)。
f= A1* d2/ A2* d1C= f* A3* C1*10-3/ A1其中:C---试样中乙酸乙酯的质量浓度,g/L;f---乙酸乙酯的相对校正因子;A1---标样f值测定时内标的峰面积(或峰高);A2---标样f值测定时乙酸乙酯的峰面积(或峰高)A3---试样中乙酸乙酯的峰面积(或峰高)A4---添加于酒样中内标的峰面积(或峰高)C1---添加在酒样中)内标的质量浓度,mg/L。
d1---内标物的相对密度;d2---乙酸乙酯的相对密度。
实验一:皂膜流量计策定气相色谱最佳流速

仪器分析实验指导牛淑妍化学与分子工程学院实验一气路系统的连接、检漏、载气流速的测量与校正[目的要求]1、了解气相色谱仪的结构,熟悉各单元组件的功能2、熟悉气路系统,掌握检验方法。
3、掌握载气流速的测量和校正方法。
[基本原理] 1、气路系统气路系统是气相色谱仪中极为重要的部件。
气路系统主要指载气连续运行的密闭管路,包括连接管线、调节测量气流的各个部件以及汽化室、色谱柱、检测器等。
使用氢焰检测器时,还需引入辅助气体,如氢气、空气等。
它们流经的管路也属于气路系统。
由高压钢瓶供给的载气,先经减压表使气体压力降至适当值,再经过净化管进入色谱仪。
色谱仪上的稳压阀、压力表、调节阀、流量计等部件是用来调节、控制、测量载气的压力和流速的。
氢气、空气气路系统也分别装有相应的调节、控制、测量部件。
气路系统必须保持清洁、密闭,各调节、控制部件的性能必须正常可靠。
2、载气流速载气流速是影响色谱分离的重要操作之一,必须经常测定。
色谱仪上的转子流量计,用以测量气体体积流速,但转子高度与流速并非简单的线性关系,且与介质有关。
故需用皂膜流量计加以校正。
(1)视体积流速(F 'CO )用皂膜流量计在柱后直接测得的体积叫视体积流速。
它不仅包括了载气流速,且包括了当时条件下的饱和蒸汽流速。
(2)实际体积流速(F CO )PcPw Po coF Fco -'=P O :大气压,mmHg ;P W :室温下的饱和水蒸气压,mmHg (3)校正体积流速(F C )由于气体体积随温度变化,而柱温又不同于室温,故需作温度校正。
F C =F COTaTcT C :柱温,K ;T a :室温,K (4)平均体积流速(c F )气体体积与压力有关。
但色谱柱内压力不均,存在压力梯度,需进行压力校正。
c F =F C1)/(21)/(332--Po Pi Po Pi Pi :柱入口处载气压力;Po :柱出口处载气压力,计算时Pi 、Po 单位要相同 [实验步骤]气相色谱常以高压钢瓶气为气源,使用钢瓶必须安装减压表。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
仪器分析课程论文 高效液相色谱法(HPLC)和毛细管电泳(CE)技术原理及在农药残留分析中的应用
姓 名: 陈凡 专业班级: 环境工程2011-1 学 号: 2220113199 1.高效液相色谱(HPLC)法 高效液相色谱法是以高压下的液体为流动相,并采用颗粒极细的高效固定相的柱色谱分离技术。高效液相色谱对样品的适用性广,不受分析对象挥发性和热稳定性的限制,因而弥补了气相色谱法的不足。在目前已知的有机化合物中,可用气相色谱分析的约占20%,而80%则需用高效液相色谱来分析。高效液相色谱和气相色谱在基本理论方面没有显著不同,它们之间的主要差别在于作为流动相的液体与气体之间的性质的差别。 1.1高效液相色谱法操作原理: 1.1.1高效液相色谱分析的流程: 由泵将储液瓶中的溶剂吸入色谱系统,然后输出,经流量与压力测量之后,导入进样器。被测物由进样器注入,并随流动相通过色谱柱,在柱上进行分离后进入检测器,检测信号由数据处理设备采集与处理,并记录色谱图。废液流入废液瓶。遇到复杂的混合物分离(极性范围比较宽)还可用梯度控制器作梯度洗脱。这和气相色谱的程序升温类似,不同的是气相色谱改变温度,而HPLC改变的是流动相极性,使样品各组分在最佳条件下得以分离。 1.1.2高效液相色谱的分离过程: 同其他色谱过程一样,HPLC也是溶质在固定相和流动相之间进行的一种连续多次交换过程。它借溶质在两相间分配系数、亲和力、吸附力或分子大小不同而引起的排阻作用的差别使不同溶质得以分离。 开始样品加在柱头上,假设样品中含有3个组分,A、B和C,随流动相一起进入色谱柱,开始在固定相和流动相之间进行分配。分配系数小的组分A不易被固定相阻留,较早地流出色谱柱。分配系数大的组分C在固定相上滞留时间长,较晚流出色谱柱。组分B的分配系数介于A,C之间,第二个流出色谱柱。若一个含有多个组分的混合物进入系统,则混合物中各组分按其在两相间分配系数的不同先后流出色谱柱,达到分离之目的。 不同组分在色谱过程中的分离情况,首先取决于各组分在两相间的分配系数、吸附能力、亲和力等是否有差异,这是热力学平衡问题,也是分离的首要条件。其次,当不同组分在色谱柱中运动时,谱带随柱长展宽,分离情况与两相之间的扩散系数、固定相粒度的大小、柱的填充情况以及流动相的流速等有关。所以分离最终效果则是热力学与动力学两方面的综合效益。 高效液相色谱法是一种传统的检测方法。它可以分离检测极性强、分子量大的离子型农药,尤其适用于对不易气化或受热易分解农药的检测。近年来,采用高效色谱柱、高压泵和高灵敏度的检测器、柱前或柱后衍生化技术以及计算机联用等,大大提高了液相色谱的检测效率、灵敏度、速度和操作自动化程度,现已成为农药残留检测不可缺少的重要方法。
1.2高效液相色谱法在农药残留分析中的应用 林兴发等[1]采用C18 XDB柱,甲醇/水(80/20)为流动相,250nm为检测波长测定农药氟虫脲,相关系数R2=0.9999,最小检测限为1.4 ng,相对标准偏差为0.19%,加标回收率在98.2%~100.2%范围内。 2.毛细管电泳(CE)技术 毛细管电泳技术是在电泳技术的基础上发展的一种分离技术。与HPLC相比,CE有更高的分辨能力。其工作原理是使毛细管内的不同带电粒子(离子、分子或衍生物)在高压场作用下以不同的速度在背景缓冲液中定向迁移,从而进行分离。根据样品组分的背景缓冲液中所受作用的不同,CE又被分为毛细管区带电泳(CZE)、毛细管凝胶电泳(CGE)、毛细管等电聚焦电泳(IEF)、胶束电动力学毛细管色谱(MEKC)、毛细管等速电泳(ITP)等几大类。自80年代Jorgenson把CE应用于分析化学以来,这一技术已发展成为分离科学中最活跃的领域之一。它具有灵敏度高、耗资少、样品消耗量很小(每次进样只是纳升级)、分离柱效高、使用方便等优点,非常适用于那些难以用传统的液相色谱法分离的离子化样品的分离与分析,其分离效率可达数百万理论塔板数。目前激光诱导荧光检测器已商品化,其检测灵敏度比原来的紫外检测器提高1000倍。 2.1毛细管电泳分析技术原理
2.1.1毛细管电泳分离原理 (1)电泳迁移 在高压电场下,带电离子向相反的方向移动。 (2)电渗迁移 当毛细管内充满缓冲溶液时,毛细管壁上的硅羟基发生解离,生成氢离子溶解在溶液中,这样就使毛细管壁带上负电荷与溶液形成双电层,在毛细管的两端加上直流电场后,带正电的溶液就会整体的向负极端移动,这就形成了电渗流。
CE在操作缓冲溶液中,带电粒子的运动速度等于电泳速度和电渗速度的矢量和,电渗速度一般大于电泳速度,因此即使是阴离子也会从阳极端流向阴极端。加大缓冲溶液的酸度、在缓冲溶液中加入有机试剂都会减少硅羟基的解离,减小电渗流。
2.1.2毛细管电泳的分离模式 (1)毛细管区带电泳 将待分析溶液引入毛细管进样一端,施加直流电压后,各组分按各自的电泳流和电渗流的矢量和流向毛细管出口端,按阳离子、中性粒子和阴离子及其电荷大小的顺 序通过检测器。中性组分彼此不能分离。出峰时间称为迁移时间,相当于高效液相色谱和气相色谱中的保留时间。
(2)毛细管凝胶电泳 在毛细管中装入单体和引发剂引发聚合反应生成凝胶,这种方法主要用于分析蛋白质、DNA等生物大分子。另外还可以利用聚合物溶液,如葡聚糖等的筛分作用进 行分析,称为毛细管无胶筛分。有时将它们统称为毛细管筛分电泳,下分为凝胶电泳和无胶筛分两类。
(3)毛细管等速电泳 采用前导电解质和尾随电解质,在毛细管中充入前导电解质后,进样,电极槽中换用尾随电解质进行电泳分析,带不同电荷的组分迁移至各个狭窄的区带,然后依次通过检测器
(4)毛细管等电聚焦电泳 将毛细管内壁涂覆聚合物减小电渗流,再将样品和两性电解质混合进样,两个电极槽中分别加入酸液和碱液,施加电压后毛细管中的操作电解质溶液逐渐形成pH梯 度,各溶质在毛细管中迁移至各自等电点时变为中性形成聚焦的区带,而后用压力或改变检测器末端电极槽储液的pH值的办法使溶质通过检测器。
(5)胶束电动毛细管色谱 当操作缓冲液中加入大于其临界胶束浓度的离子型表面活性剂时表面活性剂就聚集形成胶束,其亲水端朝外憎水非极性核朝内,溶质则在水和胶束两相间分配,各溶 质因分配系数存在差别而被分离。对于常用的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠,进样后极强亲水性组分不能进入胶束,随操作缓冲液流过检测器;极强憎水性组分则进入胶束的核中不再回到水相,最后到达检测器。其他常用的胶束试剂还有阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,胆酸 等。
(6)毛细管电色谱 将细粒径固定相填充到毛细管中或在毛细管内壁涂覆固定相以电渗流驱动操作缓冲液(有时再加辅助压力)进行分离。
以上分离模式(1)和(5)使用较多。(5)和(6)两种模式的分离机理以色谱为主,但对荷电溶质则兼有电泳作用。 操作缓冲液中加入各种添加剂可获得多种分离效果。如加入环糊精、衍生化环糊精、冠醚、血清蛋白、多糖、胆酸盐或某些抗生素等,可拆分手性化合物;加入有机溶剂可改善某些组分的分离效果,以至可在非水溶液中进行分析。 2.2毛细管电泳技术在农药残留分析中的应用 用于农药的化合物中,大约有25%的化合物含有手性中心,因此用毛细管电泳进行手性分离具有特别的意义。在手性分离过程中,尤为重要的是选择合适的手性选择剂,、、-CD及其衍生物、表面活性剂、胆汁盐、手性混合胶束是目前毛细管电泳分
离手性农药中用得较多的手性选择剂。国外早已进行过相应研究。 (1)Desiderio等[2]用万古霉素作手性剂分离了一些酸性除草剂。研究表明缓冲溶液的浓度、毛细管的温度以及万古霉素的浓度都影响所研究的物质的分离。万古霉素的浓度增加,保留时间延长,分离度增大,当手性剂的浓度为时,对映体在4.5min~8.4min内基线分离很好,检测极限为0.5mol/L。
(2)Zerbinati等[3]在拆分外消旋的除草剂二氯苯氧丙酸的对映体时,选用了7种环糊精作手性选择子(、、-CD及它们的衍生物)。在不同的浓度下,根据电泳迁移时间可计算出除草剂对映体与环糊精主体分子的结合常数,根据结合常数可选择对映体分离的最佳条件。实验发现有几种可用来拆分该对映体,其中一种碳酸乙酯衍生的-CD具有最好的拆分性能。实验可在分子模型的基础上解释农药与CD的络合机理。
3.总结 HPLC更适宜于分离、分析高沸点、热稳定性差、有生理活性及相对分子量比较大的物质,因而广泛应用于肽类、内酯、稠环芳烃、表面活性剂、抗氧化剂、杀虫剂、除莠剂的分析等物质的分析。 CE具有多种分离模式(多种分离介质和原理),故具有多种功能,因此其应用十分广泛,通常能配成溶液或悬浮溶液的样品(除挥发性和不溶物外)均能用CE进行分离和分析,小到无机离子,大到生物大分子和超分子,甚至整个细胞都可进行分离检测。 农药残留分析是一门综合性强、涉及面广的分析科学。检测方法应具备简便、快捷、灵敏度高的特点,根据检测目的、待测农药性质和样本的种类等采用符合要求的方法。新的分析技术将要求有细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结构等方面学科知识的支持。随着科学技术的不断发展,残留分析技术也正在不断更新、完善和迅速发展。 参考文献 [1] 林兴发,李铭等 广东化工 2006年 第11期 第33卷 [2] Desiderio C,Polcaro C M,Padiglioni P,et al. J Chro-matogr A,1997,781:503-513 [3] Zerbinati O, Trotta F,Giovannoli C, et al. J Chromatogr A, 1998,810:193-200