色谱分析法

色谱分析法

色谱分析法

色谱分析法是一种分离分析方法，是根据混合物中被分离物质的色谱行为差异，将各组分从混合物中分离后再选择性对被测组分进行分析的方法。因此色谱分析法是分析混合物的最有力手段。

色谱分析法分为：1、依据分离方式分类：可分为纸色谱法、薄层色谱法、柱色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。2、依据分离原理分类：可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法与分子排阻色谱法（凝胶色谱法）等。

（一）高效液相色谱法（HPLC）

1、方法的特点与适用范围：

2、测定法

定量测定时，可根据供试品或仪器的具体情况以峰面积或峰高计算。目前大多数以峰面积计算。常用两种方法如下：

内标法：按各品种项下规定，精密称定药物对照品和内标物质，分别制成溶液，各精密量取适量，混合制成校正因子测定用的对照溶液。取一定量注入仪器，记录色谱图。分别测量药物对照品和内标物质色谱峰面积或峰高，按式子计算校正因子f：

式中，AS为内标物质的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）；CS为内标物质的浓度；CR为对照品的浓度。

再取各品种项下含有内标物在的供试品溶液，进样，记录色谱图，测量供试品中被测物质和内标物质色谱峰的峰面积或峰高，按式子计算含量：

式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；cX为供试品溶液的浓度；f为校正因子；A'S和c'S为内标物质的峰面积（或峰高）和浓度。

采用内标法，可避免因供试品前处理及进样体积误差对结果的影响。

外标法：按各品种项下的规定，精密称量对照品和供试品，制成溶液，分别精密取一定量，进样，记录色谱图，测量对照品溶液和供试品溶液中被测物质的峰面积（或峰高），按式子计算含量：

式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）； CR为对照品的浓度。 外标法简便，但要求进样量准确及操作条件稳定。由于微量注射器不易精确控制进样量，当采用外标法测定含量时，以手动进样器定量环或自动进样器进样为宜。

由于环境分析的对象广泛、内容多样、样品易变、一般含量极微且分析要求十分严格，所以分析化学中各种先进的方法和技术，在环境分析中都得到了广泛的应用。但从环境分析的实际应用来看，下面一些方法是更为常用的。

1、化学分析法

这是一种以化学反应为基础的分析方法。它的特点是具有很高的准确度，但灵敏度较低，因此只适于分析环境样品中的常量组分。目前在测定化学耗氧量、生物耗氧量、溶解氧等例行监测项目中，仍很重要。

2、色谱分析法

色谱分析法是一种重要的分离、分析技术，它是将待分析样品的各种组分一一加以分离，然后依次鉴定或测定各个组分。

色谱分析法按所用流动相的不同，主要分为气相色谱法与液相色谱法（包括离子色谱法）。在环境分析中，他们承担着不多数有机污染物的分析任务，也是对未知污染物作结构分析和形态分析的强而有力的工具。

气相色谱法直到今天仍然是分析环境有机污染物的主要方法，它也是美国环保局于1979年底公布的水中114中污染物分析方法的基础。但它仅适于分析易挥发性组分，对于70%以上低挥发性、大分子量、热不稳定或离子型化合物，如果不进行适当的衍生化就不能直接测定。在这方面，液相色谱法恰好可以弥补其不足。

液相色谱法的流动相是液体，它的粘度和密度都比气体大得多，为了使流动相有较快的流速，必须使用高压泵来加速流动相的输送，所以通常又将这类液相色谱法称为高效液相色谱法。它对于相对分子质量为300-2000的化合物、热不稳定化合物或离子型化合物都能进行分析，因此它的分析对象范围要宽得多。用它进行环境样品的常规分析，完成一次测定仪需一分钟，其柱后检测器的灵敏度可达皮克级，因此是目前迅速发展的一个领域。

色层分析法是一种经典的分离、分析方法，包括柱层析法和纸层析法，以及在两者基础上发展起来的薄层层析法，它们在环境分析中都有应用，而尤以后者应用更多。

光学分析法 包括许多具体的分析方法，它们都是建立在物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用的基础之上。几乎各种光学分析方法都可用于环境分析，而其中应用最广的是以下一些方法。

色谱定量分析

色谱分析的重要作用之一是对样品定量。色谱法定量的依据是：组分的重量或在载气中的浓度与检测器的响应信号成正比。在此，响应信号指峰面积或峰高，表示为：iiiAfw，其中：wi为欲测组分i的量，Ai为组分i的峰面积，fi为比例系数，在此称为校正因子。由此可见，要准确定量，首先要准确测出峰面积与定量校正因子。

一、峰面积的测量

1. 对称峰面积的测量

对称色谱峰近似地看作一个等腰三角形，按照三角形求面积的方法，峰面积为iwhAhii2，经验证明该方法计算的面积只有实际面积的0.94倍，故再乘一系数1.065，iwhAhii2065.1，这是目前应用较广的计算法。

2. 不对称峰面积的测量

在色谱分析中，经常会遇到不对称峰，多数不对称峰为拖尾峰，峰面积的计算方法为：取峰高0.15倍处和0.85倍处峰宽的平均值，乘峰高：hWWAhh)(2185.015.0

3. 大色谱峰尾部的小峰面积的测量

分析某主成分中痕量组分时，常会遇到主峰未到基线，杂质峰开始馏出的情况。此时，杂质峰面积计算法如下：

沿主峰尾部划出杂质峰的基线，由峰顶作主峰基线的垂线。峰顶为A，垂线与主峰尾部交点为B，峰高一半处峰宽为b，则A=AB·b。

4. 基线漂移时峰面积的测量

基线漂移时的峰面积，形状与大峰后面拖尾的小峰的峰缝相似，计算方法相同。

5. 重合峰面积的测量

在色谱分析中，常会遇到分离不完全的重合峰，峰面积可如下计算：

两峰重合，如果交点位于小峰半高以下，可由峰高乘半高峰宽法计算两峰面积。

如果两峰交点位于小峰半高以上，通常是由交点作基线的垂线，再用剪纸称重法计算。 6. 峰高乘保留时间法

同系物间，半高峰宽与保留时间呈线形关系：abtWRh2，对于填充柱0a。

当色谱峰很尖、很窄、半高峰宽不易测准时，可用保留时间代替半高峰宽RbthA065.1。

7. 自动积分仪法

使用自动积分仪测量峰面积，速度快，比其他方法测量的精密度高，可大大节省人力，提高分析自动化程度。

第 1 页 共 2 页 色谱分析方法基本理论

一、保留时光理论 保留时光是样品从进入色谱柱到流精彩谱柱所需要的时光，不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流淌相洗脱会有不同的保留时光，因此保留时光是色谱分析法比较重要的参数之一。 保留时光由物质在色谱中的分配系数打算： tR=t0（1＋KVs/Vm） 式中：tR—某物质的保留时光； t0—色谱系统的死时光，即流淌相进入色谱柱到流精彩谱柱的时光，这个时光由色谱柱的孔隙、流淌相的流速等因素打算； K－分配系数； Vs,Vm—固定相和流淌相的体积。 这个公式又叫做色谱过程方程，是色谱学最基本的公式之一。 在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程，因此人们用比移值标示物质的色谱行为。比移值是一个与保留时光相对应的概念，它是样品点在色谱过程中移动的距离与流淌相前沿移动距离的比值。与保留时光一样，比移值也由物质在色谱中的分配系数打算： Rf＝Vm/(Vm＋KVs) 式中：Rf—比移值；

K一色谱分配系数； Vs，Vm—固定相和流淌相的体积。 二、塔板理论 塔板理论是色谱学的基础理论。塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔，待分别组分在分馏塔的塔板间移动，在每一个塔板内组分分子在固定相和流淌相之间形成平衡，随着流淌相的流淌，组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板并不断形成新的平衡。色谱柱的塔板数越多，其分别效果越好。 按照塔板理论，待分别组分流精彩谱柱时的浓度随时光展现二项式分布，当色谱柱的塔板数很高时，二项式分布趋于正态分布。流出曲线上组分浓度与时光的关系可以表示如下： 式中：Ct—t时刻的组分浓度； C0—组分总浓度，即峰面积； σ—半峰宽，即正态分布的标准差； tR—组分的保留时光。 该方程称作流出曲线方程。 按照流出曲线方程，色谱柱的理论塔板高度被定义为单位柱长度的色谱峰方差： H=σ2/T 理论塔板高度越低，在单位长度色谱柱中的塔板数越多，分别效果越好。打算理论塔板高度的因素有固定相的材质、色谱柱的匀称程度、流淌相的理化性质以及流淌相的流速等。 塔板理论是基于热力学近似的理论，在真切的色谱柱中并不存在一片片