色谱基础知识
色谱基础知识
紫外检测器使用前需要预热，待基线稳定后再进样，流通池与管路漏液或堵塞时应及时处理。 使用时应关闭检测器前面板，紫外检测器流通池耐压指标为12MPa（12μL），是所有液相检测 器中最高。，两台检测器串联使用时应先经过紫外检测器再串联其他检测器。氘灯的保证使用 时间是2000小时，使用时不要频繁开关，如果2000小时内氘灯故障可以联系厂家更换。如果使 用时间超过2000小时，氘灯能量正常还可以继剂效应：溶剂效应（solvent effect）亦 称“溶剂化作用”。指液相反应中，溶剂 的物理和化学性质影响反应平衡和反应速 度的效应。溶剂化本质主要是静电作用。 对中性溶质分子而言，共价键的异裂将引 起电荷的分离，故增加溶剂的极性，对溶 质影响较大，能降低过渡态的能量，结果 使反应的活化能减低，反应速度大幅度加 快。
荧光检测器具有极高的灵敏度和良好的选择性，比紫外检测器的灵敏度高两个数量级，特别适 用于痕量分析，在环境检测、药物分析、生化分析中有着广泛的用途。多环芳烃、霉菌毒素、 卟啉、儿茶酚氨等都可用荧光检测器检测。对于某些本身不发荧光的物质，如氨基酸、脂肪酸 可利用化学衍生技术使其生成荧光衍生物再进行检测。荧光检测器对温度、流量变化不敏感， 可以使用于梯度洗脱。
高效液相色谱柱相关知识
色谱柱通常安装再柱温箱内起到恒温恒压提高柱效延长柱寿命的目的，安装柱子时需要注意流 动相的方向，下进上出以排除气泡，根据分析的目的选择合适的色谱柱。
高效液相色谱柱相关知识
反相模式是第一选择，其中又以C18柱最为常见，反相离子对色谱和正向色谱是第二选择。 色谱柱连接时应避免产生死体积，常用的色谱连接头是peek接头，连接peek接头时如果peek接 头管线伸出的长度不够将产生缝隙，这就是柱外死体积；如果死体积产生再进样器出口处，上样体 积将增加，样品将展宽。如果死体积产生再色谱柱出口，本来分离的样品又混合了，一同进入检测 器，样品分离度将下降。死体积严重时甚至可能会导致漏液、色谱峰形劣化、重复性差。
色谱基础知识
色谱法分离原理示意图
A＋B
色谱基础知识
进样口
A＋B |一 ＋B
色谱柱
B | A B
检测器
B | 一
| B A
| 峰一 A
B |
时间
峰B
色谱基础知识
一些色谱图相关的术语： 1）色谱图：在分析过程中色谱仪记录下来的检测器 信号随时间变化的曲线。（一般纵坐标为信号值，横 坐标为时间） 2）基线：在不分析状态下色谱仪检测器信号随时间 变化的曲线。 3）色谱峰：在分析过程中，当某一组分流过检测器 时，检测器信号随之产生变化，在谱图上即表现为峰 状，称之为色谱峰。
色谱基础知识
一些色谱图相关的术语
180000
TOP
160000 140000 120000 100000
Demo Chromatogram
80000
60000 40000 20000 0 0 -20000
峰高 峰面积（阴影部 分）
1
2
保留时间
一些色谱图相关的术 语：
以右边谱图中第一个峰为例： 峰高： 284909 uV 峰宽： 约15s (从0.6到0.9min) 峰面积：2043631 uV*s 保留时间：0.76 min
色谱基础知识
正向
检测器
色谱柱
5 放空 6 4
1
2
4
反向
样品气
定量管
检测器
3
3
1 2
载气
色谱柱
分离系统：反吹
色谱基础知识
反吹的典型应用：8通阀进样+反吹 测O2中的CH4-NMHC
7
色谱柱
6
放空
8
样品气
1
定 量 管
色谱基础知识
蒸馏 离心 电泳 过滤 色谱(目前最有效的分离方法)
色谱法定义
利用混合物中各组分物理化学性质的差异 （如溶解性、吸附力、分子形状及大小、极性、 分配系数等）而使各组分以不同的速度移动， 从而获得分离。
与适当的柱后检测方 法结合，实现混合物中各 组分的分离与检测。 两相及两相的相对运 动构成了色谱法的基础
色谱分离是色谱体系热力学过程和动力学过程的 综合表现。热力学过程是指与组分在体系中分配 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。 热力学理论：塔板理论——平衡理论 动力学理论：速率理论——Vander方程
速率理论的贡献
解释了影响板高因素
u u u u u
填充均匀度 颗粒大小 流动相流速 类型 固定相厚度
理论塔板数n越大，理 论塔板高度H越小，色 谱峰越窄，表明柱效越 高； 理论塔板高度H与柱长 无关。
n 塔板理论的贡献
描述了组分在柱内的分配平衡和分离过程、导出流出曲 线的数学模型、解释了流出曲线形状和位置、提出了计 算和评价柱效的参数。
n 塔板理论的局限
在理想情况下导出，未考虑分子扩散因素、其它动力学 因素对柱内传质的影响。不能解释： v 流速对理论塔板数的影响。 v 影响柱效的动力学因素等。
★峰高(h)：色谱峰最高点到
基线的距离，一般用cm为单位。 ★峰面积(Peak Area): 峰与峰底之间的面积，又称响应值， 用A表示。 信号
进 样
h t
定量分析的主要依据
★区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条
件下的动力学因素。通常有三种表示方法：
标准偏差σ： 0.607倍峰宽处的一半。 信号 半峰宽W1/2： 峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.354 σ 峰底宽W： 色谱峰两侧拐点上切线 与基线的交点间的距离。 W= 4σ
色谱基础知识
色谱基础知识•第一部分色谱基础知识1、色谱起源2、色谱定义色谱法：利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术流动相：携带样品流过整个系统的流体固定相：静止不动的一相，色谱柱3、色谱分类1、高效液相色谱High Performance Liquid Chromatography (HPLC)2、气相色谱 Gas Chromatography (GC)3、薄层色谱 Thin-Layer Chromatography (TLC)4、毛细管电泳 Capillary Electrophoresis(CE)4、色谱优点1、同时分析2、分离性能好3、灵敏度高 (ppm-ppb)4、进样量小 (1-100uL)HPLC vs GC液相色谱：以液体作为流动相的色谱分离方法1、适用于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分析2、流动相具有运载样品分子和选择性分离的双重作用气相色谱：以气体作为流动相的色谱分离方法1、适用于沸点较低、热稳定性好的中小分子化合物的分析2、流动相只起运载样品分子的能力5、HPLC分类1、正相模式 (NP-LC)2、反相模式 (RP-LC)3、反相离子对色谱 (IPC)4、离子交换色谱 (IEC)5、尺寸排阻色谱 (GPC / GFC)反相模式 (RP)填料：C18 (ODS)、C8 (octyl)、C4 (butyl)、苯基、TMS和氰基相互作用力：反相模式下流动相的选择：优化水相（缓冲液）和有机相的比例非常重要（甲醇，乙腈和THF 是常用的有机溶剂）在有缓冲液的情况下, 缓冲液的浓度和pH值非常重要增加流动相极性：固定相极性变化对分离的影响：固定相极性变化对分离的影响：离子对色谱离子对试剂·阴离子化合物：氢氧化四丁基铵、溴化四丁基铵·阳离子化合物：丁烷基磺酸钠(C4)、戊烷基磺酸钠(C5)、己烷基磺酸钠(C6）、庚烷基磺酸钠(C7)、辛烷基磺酸钠(C8)、癸烷基磺酸钠(C10)、十二烷基磺酸钠(SDS)离子对色谱影响因素·离子对试剂的类型·离子对试剂的浓度·流动相的pH正相色谱色谱柱：·硅胶柱:常用·氰基柱: 常用·氨基柱: 分析糖·二醇基柱: 分析蛋白质相互作用力氢键力·如果样品有–-COOH: 羧基–-NH2: 氨基–-OH: 羟基则氢键力强.·如果样品没有任何官能团，象碳水化合物·如果样品有大的基团, 由于空间障碍则氢键力弱.正相模式下流动相的选择：·主要试剂：烷烃(戊烷, 己烷, 庚烷, 辛烷)、芳香烃(苯, 甲苯, 二甲苯)、二氯甲烷–氯仿、四氯化碳·辅助试剂：甲基-t-丁基醚(MTBE)、乙醚、四氢呋喃(THF)、二氧杂环乙烷、嘧啶、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇为了调整保留时间，可以选择主要试剂然后再加入辅助试剂。
色谱分析仪基础知识培训
色谱分析仪基础知识培训色谱原理是色谱分析仪的核心概念之一、色谱技术是基于物质在固定相（色谱柱）和移动相（色谱流动相）之间的分配和吸附特性，利用物质在两个相之间的平衡分配来实现物质的定量和定性分析。
具体而言，样品溶液经过色谱柱，固定相对溶液中的不同组分表现出不同的吸附和分配作用，导致组分的分离。
之后，通过检测峰的面积和高度等信息，可以确定样品中不同组分的含量。
色谱柱是色谱分析仪中的另一个重要组成部分。
色谱柱是用于分离样品中不同组分的装置，其内部通常填充着固定相。
色谱柱的选择要根据具体的分析目的和样品特性来确定。
一般来说，色谱柱可以根据其填充材料的性质分为气相色谱柱和液相色谱柱。
气相色谱柱通常用于气相色谱分析，液相色谱柱用于液相色谱分析。
此外，在液相色谱柱中，还可以根据填充材料的不同来分为正相色谱柱和反相色谱柱。
色谱流动相是色谱分析仪中的另一个关键要素。
流动相是指在色谱柱中流动的溶液或气体，用于将样品分离和输送到检测器进行检测。
在气相色谱中，常用的流动相是惰性气体，如氢气或氮气。
在液相色谱中，流动相通常是溶解于溶剂中的液体，可以是纯溶剂或溶剂的混合物。
流动相的选择要根据样品的性质和分析要求来确定。
色谱峰的解析是色谱分析的一个重要环节。
色谱峰是指在色谱图上表示样品中不同组分的峰状谱带。
色谱峰的形状、峰面积和峰高度等参数可以提供样品组分的定性和定量信息。
峰的形状通常受到分析条件的影响，如流动相的成分和速度、固定相的性质等。
峰面积可以用来计算组分的相对含量，峰高度则可以用来估计物质的浓度。
总之，色谱分析仪基础知识包括色谱原理、色谱柱、色谱流动相以及色谱峰的解析等内容。
掌握这些知识可以帮助我们理解和运用色谱分析仪，进行样品的分离和定量分析。
色谱基础知识
色谱基础知识1.名词狭义：色谱—1903俄国科学家茨维特提出，色谱就是色带。
广义：色谱系统—采用固定相和流动相分离混合物的系统。
载气－气体流动相carrier gas担体－色谱柱中的固定相，可以是颗粒物质，毛细管的管壁也可以起到担体的作用。
支持固定液or分离作用。
DEGS，硅藻土、固定液－涂布在担体表面的高沸点有机物。
OV225并不是每个色谱柱都需要担体和（或）固定液。
柱容量：色谱柱能一次有效分离的物质最大量。
决定了进入色谱柱的样品量。
内因由物质的种类决定，外因主要由色谱柱横断面上分离作用组分的量决定。
脉冲式进样器：分流装置：保留时间：（Rt reserve time）物质在色谱柱中的停留时间。
影响因素：一是固定液或者担体与被分析的物质之间作用力；二是色谱条件，包括使用的温度、载气种类及流速、升温方式（程序升温或者恒温条件）；Porapak Q2m,N2,30ml/min,110℃,140℃。
2.色谱分类固定相：纸色谱，薄层色谱，柱色谱，流动相：液相色谱liquid chromatograph（离子色谱），气相色谱gas chromatograph，电色谱，磁色谱，超临界流体色谱气固色谱－气体流动相和固定相（担体）组成的色谱系统gas solid chromatograph，GSC，担体的极性决定色谱柱的极性。
吸附色谱气液色谱－气体流动相、（担体和）固定液组成的色谱系统gas liquid chromatograph，GLC，固定液的极性决定色谱柱的极性。
分配色谱超临界流体色谱－介于气相色谱和液相色谱之间的一种色谱。
电色谱－毛细管电泳，凝胶电泳磁色谱－有待开发3.几种色谱柱径流效应：分离度：两种物质被分离开的程度。
分子结构相似度（内因），色谱条件（外因）：柱种类，温度，气体，柱长毛细管色谱柱－内径很小的色谱柱（一般在0.20mm，0.25mm，0.32mm，0.52mm左右），对上样操作要求比较高；把固定液直接涂布在色谱柱的（内）管壁上，固定液（se30）厚度一般在微米（0.25µm）数量级。
色谱基础知识
色谱的优点
★ 分离效率高 ★ 分析速度快 ★ 应用范围广 ★ 样品用量少 ★ 灵敏度高 ★ 分离和测定同步完成 ★ 易于自动化，可在工业流程中使用
高分子多孔微球：新型的有机合成固定相（苯乙烯/二乙烯苯共聚）。 适用于水、气体及低级醇的分析。
②气液色谱：溶质在固定相和流动相中进行分配，通过分子间作用力
（色散力、静电力、诱导力、氢键）的差异实现分离。
固定相=载体+固定液
对载体的要求：√具有化学惰性
√具有热稳定性
√具有一定的机械强度 √具有适当的比表面
ECD1A, ECD1A, 前部信号(HP5-ECD\STD-50PPB.D)
归一化 325
相交的两点之间的距离，W=1.698644× W ECD1A,ECD1A,前部信号(HP5-ECD\STD-50PPB.D)
300
1/2
归一化
275
800 700
250
600
225
500
200
W1/2
h
400 300
色谱的发展历程
1931年，Kuhn和Lederer重复了Tswett的实验，用氧化铝和碳 酸钙做固定相分离出了3中胡萝卜素（α、β、γ），此后用这种方法 分离了60多种这类色素。
1940年，Martin和Synge提出液液分配色谱法。 1941年， Martin和Synge提出用气体代替液体做流动相的可能。 此后的11年内，James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气 液色谱方法，因而获得了1952年的诺贝尔化学奖。 1956年，Van Deemter提出速率理论。1965年Giddings对其进 行了总结和发展。 1957年，Golay开创了毛细管柱气相色谱法。
色谱基础知识简介
质分析。对于任何方法都必须进行验证
1.专一性 专一性（specificity）又称为特效性，是指在可能存在诸 多干扰组分时方法明确确定被分析组分的能力，分析含 有和不含有干扰组分的样品，比较分析结果，其差异即 是方法偏差（bias）。如果结果没有差异，则说明方法 具有专一性。 HPLC方法的专一性可以通过检查色谱峰 纯度来验证。采用多波长紫外检测器时，同时在两个波 长下检测色谱峰，如果测得该峰在两波长之处的吸收之
1.产生机理 质谱法是将样品置于高真空中（＜10-3 Pa），
并受到高速电子流或强电场等作用，失去外层
电子而生成分子离子，或化学键断裂生成各种
碎片离子，然后将分子离子和碎片离子引入到
一个强的正电场中，使之加速，加速电位通常
用到6~8kV，此时可认为各种带正电荷的离子都
（intra-day）、不同实验批（intra-assay）、不同分析
者、不同仪器间的一致程度。再现性是不同实验室间的
一致程度。 在HPLC分析中，如果只用对照品（或样品）溶液重复 进样测定精密度，这只表示色谱系统的精密度。而方法 的精密度的验证应该对均一的真实（QC）样品进行包 括样品处理在内的全过程操作,用接近最低、中间和最 高浓度的三个样品浓度进行随机分析。日间精密度还应 该连续测定8天，每个样品每天至少测定2次。
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2
4
3
色谱柱
1
2
4
3
色谱柱
色谱基础知识
检测器
检测器
分离系统：反吹
反吹的典型应用：8通阀进样+反吹 测O2中的CH4-NMHC
放空 样品气
7
8
6
定
量
1
5
管
载气
2
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3
色谱基础知识
色谱柱 检测器
色谱基础知识 反吹的典型应用：8通阀进样+反吹 测O2中的CH4-NMHC
分离系统：反吹
反吹的典型应用：8通阀进样+反吹 测O2中的CH4-NMHC
毛细管柱的种类
色谱基础知识
融熔石英 或不锈钢
多孔层开口柱[PLOT]
(内壁为多孔性涂层，如高分子小 球、氧化铝等)
固定液
管壁涂渍开口柱[WCOT] （内壁为固定液涂层）
分离系统：色谱柱
填充柱
色谱基础知识 毛细管柱
分离系统：色谱柱
色谱基础知识
Orthodyne色谱仪在工业气体行业应用中几种常用的填充柱：
1）色谱图：在分析过程中色谱仪记录下来的检测器信号随时间变化的 曲线。（一般纵坐标为信号值，横坐标为时间） 2）基线：在不分析状态下色谱仪检测器信号随时间变化的曲线。 3）色谱峰：在分析过程中，当某一组分流过检测器时，检测器信号随 之产生变化，在谱图上即表现为峰状，称之为色谱峰。
色谱基础知识
一些色谱图相关的术语：
7
S2
10
6
R2
9
IN2
ANALYSIS
D
OUT2
B
OUT1
TC D D ETEC TOR
S2
S1
R2
R1
E
A – 参比气入口 B – 参比气出口 C – 测量气入口 D – 测量气出口 E – 测量室
C
IN2
A
IN1
热导检测器 Thermal Conductive Detector
色谱基础知识
色谱基础知识
脱氧原理： Cu + O2
再生原理： CuO + H2
CuO Cu + H2O
分离系统：流路切换
色谱基础知识
中心切割：泛指在色谱分析过程中为了将不需要的组分从分析系统中排 出的阀切换动作。
典型应用：高纯气体中的杂质分析
反吹：泛指在色谱分析过程中使载气在色谱柱中的流向倒置的阀切换动 作。
典型应用：测量某些不需要单独分析的组分，如CH4、及NMHC （非甲烷总烃）的分析。
1）分子筛柱 （Molecular Sieve） 2）Porapak Q柱 3）Porapak N柱 4）OPN柱 5）硅胶柱（Silica Gel） 6）Hayesep柱 7）BTS柱 （脱氧柱）
分离系统：色谱柱 几种常用的填充柱的出峰次序
色谱基础知识
分离系统：色谱柱 几种常用的填充柱的出峰次序
气相色谱仪的构成：
2）进样系统 进样系统的功能是将需要分析的样品注入到分析系统当中。 进样的方式一般有2种： a）进样针（注射器） b）阀。
注射器进样
色谱基础知识
阀进样
采样状态
放空 样品气 载气
进样状态
放空 样品气 载气
5
6
4
定量管
1
3
2
5
6
4
定量管
1
3
2
色谱基础知识
色谱柱
色谱柱
色谱基础知识
气相色谱仪的构成：
-150000
1.3C4H10
色谱基础知识
OPN 6/4 6m OPN 1/8" 6m
Minutes
7
8
9
10
分离系统：色谱柱
Porapak Q柱： 主要用于分离CH4、CO2等
2250000
1750000
CH4
1250000
750000
250000
O2
0
1
-250000
色谱基础知识
Porapak "Q" 2m
分离系统：色谱柱
填充柱填料的种类 固定液
担体
色谱基础知识
Partition Materials
在担体上涂覆固定液 固定相 ： 液体（主要用于分析液体样品）
固体
吸附材料 (吸附剂)
没有涂覆固定液 固定相 ： 固体 （主要用于分析气体样品） (硅胶、活性碳、分子筛、活性氧化铝, 还有多孔高分子小球)
分离系统：色谱柱
4）峰高：某一色谱峰顶点与基线的距离（信号差值）。 5）峰宽：某一色谱峰底部的宽度。（即从色谱峰开始到结束的时间。） 6）峰面积：某一色谱峰与峰底基线所围成区域的面积叫峰面积。
峰面积是色谱法定量的依据。
7）保留时间：某一组分从进样到该组分色谱峰到达顶点的时间。 保留时间是色谱法定性的依据。
一些色谱图相关的术语
色谱基础知识
色谱法的定性
当分析条件相同时，相同的组分在相同的时间出峰。
（保留时间相同）
未知样品
标准样品 (组分A和B的混合物)
样品注入
成份 A
成份 B
色谱基础知识
色谱法的定量
被测组分的峰面积(峰高) 与到达检测器的被测组分的量成正例
色谱基础知识
未知的样品
标准样品 (组分A 100ppm)
成份 A 峰面积： 700
3）分离系统 分离系统的功能是把需要分析的组分从背景组分中分离出来。 分离功能主要依赖于色谱柱来实现，但在某些特定的应用中
还需要一些必要的流路系统（如中心切割或反吹等）。
分离系统：色谱柱
色谱基础知识
色谱柱，即装填有固定相用以分离混合组分的柱管，是整个色谱 分析系统的核心部分。
气相色谱柱，一般可分为填充柱和毛细管柱。
一些气体的导热系数，单位：J / cm·℃·s
色谱基础知识
色谱基础知识
热导检测器的优缺点
优点： - 通用型检测器，对所有组分均有响应 - 结构简单，稳定性好。对于常量分析可使用廉价的N2或Ar做载气 - 不破坏被测组分
色谱基础知识
色谱法的分类： 1）以流动相形式分类，可分为气相色谱法和液相色谱法。
什么是流动相？什么是固定相？ 色谱分析过程中用于携带待测组分向前移动的物质称为流动相
（mobile phase）。在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的物质称 为固定相（stationary phase）。
色谱基础知识
色谱基础知识
色谱基础知识
几个基本概念： Chromatography：色谱法，一种分离和分析的方法 Chromatograph： 色谱仪，以色谱法为原理的分析仪器 Chromatogram： 色谱图，色谱仪生成的分析结果
色谱基础知识
Chromatography 色谱法：
色谱法是一种分离和分析方法，又叫层析法，它利用不同物质在不同 相态间的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物 中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。
-200000
µV
分离系统：色谱柱
OPN柱：
主要用于分离烃类，如C2H2、C3H8、C3H6、C4H10等
（无法分离C2H4和C2H6）
450000
C2H4 + C2H6
350000
iC4H10 nC4H10
C3H6
C3H8
C2H2
250000
CH4
150000
50000
0
1
2
3
4
5
6
-50000
色谱基础知识
分离系统：色谱柱
色谱基础知识
分子筛柱： 主要用于分离分离永久气体，如He、H2、O2+Ar、N2、CH4、CO等
400000 300000
CH4 O2
200000
N2
H2
100000
CO
MS 6/4 4m MS 1/8" 3m
0
Minutes
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
-100000
180000 160000
TOP
140000
120000
100000 80000
峰高
60000
40000
20000
0
0
1
-20000
保留时间
色谱基础知识
Demo Chromatogram
峰面积（阴影部分）
2
一些色谱图相关的术语：
以右边谱图中第一个峰为例： 峰高： 284909 uV 峰宽： 约15s (从0.6到0.9min) 峰面积：2043631 uV*s 保留时间：0.76 min
色谱法最初由俄国植物学家茨维特创立。
色谱基础知识
茨维特实验： 1903年，茨维特做了一个植物色素分离实验：在一玻璃管中 放入碳酸钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒 入管中。 此时，玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带。 然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移 动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接 得各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。色谱法也由此而得名。
热导检测器的原理
- 热导检测器由4个桥臂（热敏元件）组成，组成一个惠斯登电桥。4个桥臂当中，2个是参比桥臂， 2个是测量桥臂。参比桥臂只有载气流过，测量桥臂接色谱柱出口
- 每种气体都有各自的导热系数，导热系数越大越容易带走热量
- 在不分析状态，4个桥臂流过的气体都是载气，此时4个桥臂温度相等，电阻值相等，电桥处于平 衡状态
NMHC