色谱分析
- 格式:doc
- 大小:41.50 KB
- 文档页数:4
色谱分析方法色谱分析是一种重要的分离和检测技术,广泛应用于化学、生物、环境等领域。
色谱分析方法主要包括气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱等,每种方法都有其特定的应用领域和优势。
本文将就色谱分析方法进行介绍,希望能对读者有所帮助。
首先,气相色谱是一种以气体为载气相的色谱分离技术。
它适用于挥发性较好的化合物的分离和检测,如石油化工、食品安全等领域。
气相色谱的分离原理是通过化合物在固定相和流动相之间的分配来实现,固定相通常是一种涂覆在毛细管或填充在管柱中的吸附剂,而流动相则是惰性气体。
气相色谱具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点,因此在实际应用中得到了广泛的应用。
其次,液相色谱是一种以液体为流动相的色谱分离技术。
它适用于挥发性较差的化合物的分离和检测,如生物药品、环境监测等领域。
液相色谱的分离原理是通过化合物在固定相和流动相之间的分配来实现,固定相通常是一种涂覆在填充柱或固定在固定相支持物上的吸附剂,而流动相则是液体。
液相色谱具有分离能力强、适用范围广、分析准确等优点,因此在实际应用中也得到了广泛的应用。
此外,超临界流体色谱是一种以超临界流体为流动相的色谱分离技术。
它适用于疏水性化合物的分离和检测,如天然产物提取、药物分析等领域。
超临界流体色谱的分离原理是通过化合物在固定相和流动相之间的分配来实现,固定相通常是一种涂覆在填充柱或固定在固定相支持物上的吸附剂,而流动相则是超临界流体。
超临界流体色谱具有分离速度快、溶解度大、环保性好等优点,因此在实际应用中也得到了广泛的应用。
综上所述,色谱分析方法是一种重要的分离和检测技术,不同的色谱方法有着各自的特点和应用领域。
在实际应用中,我们可以根据样品的性质和分析要求选择合适的色谱方法,以达到最佳的分离和检测效果。
希望本文对读者对色谱分析方法有所帮助,谢谢阅读!。
色谱分析综合体一.选择题1.在色谱分析中,用于定量的参数是( B )A 保留时间B 调整保留值C 峰面积D 半峰宽2.塔板理论不能用于( D )A 塔板数计算B 塔板高度计算C 解释色谱流出曲线的形状D 解释色谱流出曲线的宽度与哪些因素有关3.在气-固色谱分析中,色谱柱内装入的固定相为( D )A 普通固体物质B 载体C 载体+固定液D固体吸附剂4.当载气线速越小,范式方程中,份子扩散项B越大,所以应选下列气体中哪一种作载气最有利?( D )A H2B He C Ar D N25.试指出下述说法中,哪一种是错误的? ( C )A 根据色谱峰的保留时间可以进行定性分析B 根据色谱峰的面积可以进行定量分析C 色谱图上峰的个数一定等于试样中的组分数D 色谱峰的区域宽度体现了组分在柱中的运动情况6.为测定某组分的保留指数,气相色谱法普通采取的基准物是:( C )A 苯B 正庚烷C 正构烷烃D 正丁烷和丁二烯7.试指出下列说法中,哪一个不正确?气相色谱法常用的载气是( C )A N2B H2C O2D He8.试指出下列说法中,哪一个是错误的? ( A )A 固定液是气相色谱法固定相B N2、H2等是气相色谱流动相C 气相色谱法主要用来分离沸点低,热稳定性好的物质D 气相色谱法是一个分离效能高,分析速度快的分析方法9. 在气-液色谱法中, 首先流出色谱柱的组分是 ( A )A 溶解能力小B 吸附能力小C 溶解能力大D 吸附能力大10.根据范第姆特议程式,指出下面哪种说法是正确的? ( A )A 最佳流速时,塔板高度最小B 最佳流速时,塔板高度最大C 最佳塔板高度时,流速最小D 最佳塔板高度时,流速最大二.填空题1.按流动相的物态可将色谱法分为 气相色谱法 和 液相色谱法 。
前者的流动相的 气体 ,后者的流动相为 液体 。
2.气相色谱法多用 高 沸点的 有机 化合物涂渍在惰性载体上作为固定相,普通只要在 450 ℃以下,有 1.5 至 10 Kp a 的蒸气压且 稳定 性好的 有机和 无机 化合物都可用气相色谱法进行分离。
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。
气相色谱分析的常规步骤气相色谱(Gas Chromatography,GC)是一种分离和定性分析挥发性有机物的常用技术。
下面是气相色谱分析的常规步骤:1.样品的准备:首先,需要选择适宜的样品进行分析。
样品可以是固体、液体或气体。
必要时,需要进行样品前处理,如样品的溶解、提取、浓缩等步骤。
2.样品的注入:将样品注入气相色谱仪中。
常用的样品注入方式包括进样器注射、固相微萃取等。
在进样器注射过程中,要保证样品量准确、进样均匀。
3.柱的选择:根据需要分离的物质性质选择合适的色谱柱。
气相色谱常用的柱材有硅胶、聚酯、聚醚、聚酰胺等。
柱的内径和长度也需要根据实验要求选择。
4.柱的条件设置:设置适宜的柱温、载气流速和柱头压力等条件。
柱温主要影响样品的分离效果和分析时间,载气流速和柱头压力则会影响分离效果和峰形。
5.柱温程序:通过设置温度程序来控制样品在柱中的保留时间。
常见的温度程序包括等温、线性升温、程序升温等。
6.检测器的选择与设置:根据分析要求选择适宜的检测器。
常见的气相色谱检测器有火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD)、质谱检测器(MS)等。
根据检测器的不同,需要进行相应的参数设置。
7. 数据采集和处理:通过连接计算机或数据采集仪器,记录样品的峰面积或峰高等数据。
常见的数据处理软件有Chromeleon、ChemStation 等,可以进行峰面积计算、色谱图解析、峰识别和峰定性等操作。
8.结果的分析和报告:根据实验目的,对分析结果进行解释和分析。
可以使用标准品比对或质谱库查询来进行物质的鉴定。
根据需要,可以撰写实验报告或生成分析结果的报告。
9.仪器的维护与清洁:使用完毕后,及时清洁色谱柱和进样器,保持仪器的干净和良好的性能。
同时,定期进行仪器的校验和维护,确保仪器的准确性和精度。
总结:气相色谱分析常规步骤包括样品准备、样品注入、柱的选择和条件设置、柱温程序设置、检测器选择与设置、数据采集和处理、结果分析和报告、仪器维护与清洁等方面。
色谱分析的原理及应用方法色谱分析是一种基于物质在流动相与固定相之间的分配行为而进行的一种分析方法。
它的原理主要是通过固定相与流动相之间相互作用的差别,使得不同组分在两相之间具有不同的分布情况,从而实现对混合物中目标物质的分离与定量分析。
色谱分析通常由三个主要部分组成:流动相、固定相和色谱柱。
流动相是指在色谱柱中流动的一种液体或气体。
它的主要作用是将混合物中的目标物质输送到色谱柱中,并将其与固定相进行相互作用。
固定相是指填充在色谱柱中的一种具有一定吸附性或分配性能的物质。
固定相一般分为液相和固相两种。
液相固定相常用涂在柱壁上的液态物质,例如涂在硅胶或薄层色谱板上的液态物质;而固相通常是通过填充物质填充在柱中,常用的填充物有硅胶、活性炭、有机高分子材料等。
固定相的选择主要根据需要分离的目标物质的性质和分离目标而定。
色谱柱是用来装填固定相的管状装置,通常由不锈钢或玻璃制成。
色谱柱的内径、长度和填充物质的种类和质量对色谱分离的效果有重要影响,需要根据样品的性质和分析要求进行选择。
色谱分析方法大致可以分为气相色谱(Gas Chromatography,GC)和液相色谱(Liquid Chromatography,LC)两大类。
气相色谱是利用气体作为流动相,将物质在气体流动相和固体或液体固定相之间进行分配来实现分离的方法。
气相色谱主要适用于挥发性、稳定性较好的物质,常用于分离和分析有机化合物、气体分析等。
液相色谱是利用液体作为流动相,将物质在液体流动相与固体固定相之间进行分配来实现分离的方法。
液相色谱在溶解度、极性和酸碱性等方面独特的选择性,使其广泛用于各种复杂的分析场合,包括无机、有机、生物及药物分析等。
除了以上两种常见的色谱分析方法,还有几种常用的变种方法,如离子色谱、薄层色谱、超高效液相色谱、毛细管电泳等。
色谱分析方法主要应用在以下几个领域:1.化学分析:色谱分析在有机化学和无机化学中广泛应用,可以用于分析杂质、鉴定化合物、测定含量、研究反应机理等。
色谱分析原理色谱分析是一种用于分离和检测化合物的重要技术,它在化学、生物、环境、食品等领域都有着广泛的应用。
色谱分析的原理主要基于化合物在固定相和移动相之间的分配行为,通过不同化合物在这两种相中的分配系数差异,实现化合物的分离和检测。
色谱分析的基本原理是利用固定相和移动相之间的相互作用来分离混合物中的化合物。
固定相通常是一种固体或涂覆在固体支持物上的液体,而移动相则是一种气体或液体。
当混合物经过固定相时,不同化合物会因为其与固定相的相互作用不同而以不同速度移动,从而实现了化合物的分离。
在色谱分析中,常用的固定相包括硅胶、聚合物、金属氧化物等,而移动相则包括气相色谱中的惰性气体和液相色谱中的有机溶剂。
色谱分析的原理还涉及到吸附、分配、离子交换、排阻等作用。
其中,吸附色谱是利用化合物在固定相表面上的吸附作用进行分离的,分配色谱则是利用化合物在固定相和移动相之间的分配系数差异进行分离的。
离子交换色谱则是利用化合物带电性质与固定相中的离子交换进行分离的,而排阻色谱则是利用化合物在固定相中的排阻作用进行分离的。
在色谱分析中,常用的色谱技术包括气相色谱(GC)、液相色谱(LC)、超高效液相色谱(UHPLC)、离子色谱(IC)等。
每种色谱技术都有其特定的应用领域和分析优势,可以根据具体的分析要求选择合适的色谱技术进行分析。
除了色谱技术外,色谱分析还需要配备检测器进行信号的检测和记录。
常用的检测器包括紫外-可见吸收检测器(UV-Vis)、荧光检测器、质谱检测器等,它们可以对色谱柱流出的化合物进行检测和定量分析。
总之,色谱分析是一种重要的分离和检测技术,其原理基于化合物在固定相和移动相之间的分配行为。
通过选择合适的固定相、移动相和检测器,结合适当的色谱技术,可以实现对混合物中化合物的高效分离和检测。
色谱分析在化学、生物、环境、食品等领域都有着广泛的应用前景,对于促进科学研究和保障人民健康具有重要意义。
色谱分离及其应用进展
姓 名: 学 号: 系 别: 专 业: 年 级:
2011年 12 月 1 日 引言 虽然早在本世纪初,俄国植物学家Tswett l J研究植物色素的组成时,就首先提出了“色谱法”这一概念,并且认识色谱法做为分离技术的潜力。然而,遗憾的是,除了几例吸附色谱法分离某些天然产物 3 J之外,色谱法并未引起人们足够的重视,而被隔置了许多年。1931年,Lederel和Kuhn wime ein的工作进一步表明了色谱法做为一中化工分离技术的潜力。接着是Zechmeisrer和Cholnoky ,strain以及Karrer和Strong,他们用色谱法分离出克量级的植物色素混合物(叶绿素、叶黄素、叶红素)以及其他的天然产物(辣淑红等)。自此色谱分离技术才引起各国科学家的足够重视。 而直到1952年James和Martin发表第一篇有关气相色谱的论文后气相色谱才引起人们的高度重视,目前气相色谱的技术已达到相当完善的程度,在石油、化学、化工、生物、医学、食品等各行各业中得到了广泛的应用。气相色谱的产生,可以说是色谱技术的一项革命性的发展。但是应用气相色谱技术只能分析分离能够气化的物质,或者在分析温度下具有足够蒸气压的物质。对于非挥发性的物质、热敏性的物质,以及具有生物活性物质分析分离,气相色谱技术将无能为力。为了根本上解决气相色谱技术的不足之处,高效液相色谱(I-IPLX)就应运而产生了。 最近20年来,提高产品分离的选择性和产率的过程程开发,弓l起了人们的浓厚兴趣。而其中色谱以其优越的分离效果倍受青睐。色谱是从混合物中分离组分的方法。色谱技术甚至能够分离物化性能差别很小的化合物。当混合物各组成部分的化学或物理性质十分接近,至使其它分离技术很难或根本无法应用时,色谱技术愈加显示出其实际有效的优越性。如在淀粉发酵生产味 精的工艺中,发酵液中除含有谷氨酸外,还含有大量的其他氨基酸,如将其中的氨基酸、有机酸提取出来,不仅可以提高经济效益,更可以减少污染。这是一般的分离技术无法完成的。 一、 色谱法的概念 色谱法是一种利用混合物中诸组分在两相间的分配原理以获得分离的方法。它利用不同物质在不同相态的选择性分配,以固定相对流动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。它具有高分离效率高检测性能、分析快速而成为现代仪器分析方法中应用最广泛的一种。 色谱有多种,按流动相的物态可分为气相色谱法、液相色谱法和超临界流动色谱法,按固定相的物态,又可分为气-固色谱法、气-液色谱法、液固色谱法和夜液色谱法。本文主要讨论的是气相色谱法和液相色谱技术在实际中的广泛应用及其发展。 气相色谱仪 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) 3、分离系统(主要是色谱柱) 4、检测、记录系统(包括检测器和记录器) 5、辅助系统(包括温控系统、数据处理系统等 液相色谱仪 气相色谱法是一种很好的分离、分析方法,它具有分析速度快、分离效能好和灵 敏度高等优点。但是气相色谱仅能分析在操作温度下能汽化而不分解的物质。据估计,在已知化合物中能直接进行气相色谱分析的化合物约占15%,加上制成衍生物的化合物,也不过20%左右。对于高沸点化合物;难挥发及热不稳定的化合物、离子型化合物及高聚物等,很难用气相色谱法分析。为解决这个问题,70年代初发展了高效液相色谱。高效液相色谱的原理与经典液相色谱相同,但是它采用了高效色谱拄、高压泵和高灵敏度检测器。因此,高效液相色谱的分离效率、分析速度和灵敏度大大提高。 就其分离机理的不同,高效液相色谱可以分为液-固吸附色谱、液-液分配色谱、 离子交换色谱和凝胶渗透色谱四类。 液—固色谱的色谱柱内填充固体吸附剂,由于不同组分具有不同的吸附能力,因此, 流动相带着被测组分经过色谱柱时,各组分被分开。 液—液色谱的流动相和固定相都是液体。作为固定相的液体涂在惰性担体上,流动相与固定液不互溶。当带有被测组分的流动相进入色谱柱时,组分在两相间很快达分配平衡,由于各组分在两相间分配系数不同而彼此分离。以非极性溶液作流动相,极性物质作固定相的液—液色谱叫正相色谱;极性溶液作流动相,非极性物质作固定相的液—液色谱叫反相色谱。 离子交换色谱的色谱柱内填充离子交换树脂,依靠样品离子交换能力的差别实现分离。而凝胶色谱是按试样中分子大小的不同来进行分离的。 在上述四类色谱中,应用最广泛的是液—液色谱,因此,在本节的讨论中以液—液 色谱为主。 高效液相色谱的基本理论和定性定量分析方法与气相色谱基本相同。高效液相色谱仪由输液系统、进样系统、分离系统、检测系统和数据处理系统组成。 三、色谱分离技术在实际中的应用 色谱是从混合物中分离组分的重要方法之一。色谱技术甚至能够分离物化性能差别很小的化合物,当混合物各组成部分的化学或物理性质十分接近,而其它分离技术很难或根本无法应用时,色谱技术愈加显示出其实际有效的优越性。如在消旋体处理等许多方面,所要求的产品纯度标准只有使用色谱技术才能达到。因而在医药、生物和精细化工工业中,发展色谱技 术进行大规模纯物质分离提取的重要性日益增加。下面,通过几个实际中的例子来说明色谱分离技术在实际中的应用。 (1)、气相色谱测定花生油掺伪 油脂加工企业在生产过程中,根据原料品种的不同,必然会遇到油罐排空和倒罐等情况,不仅破坏工艺连续性,降低生产效率,同时可能造成油品的掺杂,影响产品纯度和质量气相色谱可以利用色谱柱将脂肪酸甲酯按碳原子数,或不饱和键的数量来进行分离和测定,统计各种油的脂肪酸含量及分布范围,测定掺伪后油脂的脂肪酸含量变化曲线,从而快速、准确鉴定植物油的掺伪情况。采用气相色谱法检测鉴别花生油、大豆油的脂肪酸组成,配制模拟掺伪油样,建立其特征脂肪酸组成模式,并提出判断花生油掺伪大豆油的标准,为生产管理和产品质量控制提供指导。 (2)、色谱技术在发酵业中的应用 除杂: 采用离子交换树脂分离方法将脱色后的发酵液送入柱中进行离子交换,以除去脱色后发酵液中残留的蛋白质、有色物质和盐。经离子交换树脂处理的发酵液,盐可以降低到原来的十分之一,对有色物质及能产生颜色的物质去除彻底。因而,不但产品澄清度好,而且久置也不变色,有利于产品的保存。 处理固体技术 膜吸附色谱、磁稳定流化床、膨胀床等工艺技术都具有直接处理含固体颗粒液料的能力。 连续性操作技术: 通常吸附色谱的另一缺点是其本质上的间歇操作。间歇色谱需用大量昂贵的固定相,消耗大量流动相,吸附剂不能有效利用,分离产物浓度很低。而目前极力推广应用的连续性色谱技术是经济型工艺流程,并可实现调节和控制自动化,使其操作强度大大低于同等规模的间歇操作。最新发展起来的连续性色谱技术主要是环形色谱、错流梯度色谱和移动床色谱技术。 (3)、色谱分离技术在糖醇业的应用 木糖醇与阿拉伯醇的分离 我国生产木糖醇的工艺,一般是以玉米芯为原料经过酸水解、精制除杂、结晶等工序得到木糖,木糖重新溶于水后加氢,再经过精制结晶,得到木糖醇晶体,按这种工艺生产木糖醇产品,相对于玉米芯原料而言实际收率只有11%左右,相当于理论收率的1/3,收率比较低,而生产晶体木糖醇时,会得到约一倍的母液,该母液中含有75%的木糖醇,25%的阿拉伯醇,由于母液中木糖醇含量比较低,且粘度较大,所以很难结晶,只能作为副产品出售,市场价格很低。又由于其中的杂质阿拉伯醇与木糖醇属于同分异构体,性质很相近,所以用普通的方法很难将其分离开。采用模拟移动床技术可以达到很好的分离效果,木糖醇母液经模拟移动床分离后,可使木糖醇含量从75%提高到90%以上,分离收率达到90% 以上。木糖醇母液经分离后,可以重新结晶利用,大大提高了母液的利用价值,具有很好的经济效益。 果糖与葡萄糖的分离 果糖的结晶必须具有较高的纯度,一般要在95% 以上,才能将其结晶出来,制备结晶果糖。而蔗糖的水解产物或葡萄糖经异构酶作用生成的果葡糖浆,果糖含量只有45%左右,纯度很低,无法结晶,又由于果糖与葡萄糖是同分异构体,很难分离。用模拟移动床技术可以将果葡糖浆液的果糖含量从45%提高到97%以上,同时葡萄糖的含量也可达到85% 以上,分离收率达到95% 以上,这样,收集分离出的果糖馏分可以制备结晶果糖,收集分离出的葡萄糖馏分经氢化后可以制备液体山梨醇,使果葡糖浆液的附加值明显提高。
四、展望 目前,利用色谱技术分离还不够完善,例如在利用玉米芯生产木糖的工艺中,木糖液中的主要杂质为阿拉伯糖和葡萄糖,它严重影响了木糖的结晶效果和收率的高低。我们在色谱分析时发现木糖处于中间位置,前面有葡萄糖,后面有阿拉伯糖,且它们之间的保留时间相差很小,互相包容的较多,很难分离,关于这方面的分离技术问题有待于进一步的深人研究。 尽管不同色谱分离方法还存在一些不足之处,但它们以引人注目的各种优点.如高分辨率、快速、低成本等.赢得了人们的青昧 包谱分离方法不仅会在实验室得到广为应用,而且在大规模制备色谱领域内也具有极大的潜力。此外,各种色谱分离方法的合理组合技术方法,也是今后研究的重要内容。总之,色谱分离技术是一项技术难度大,分离专一性强的新型专用技术,由于其分离的收率高,能耗少,没有环境污染,对一些难以用其它方法分离的糖醇,具有很好的分离性能,因此,该技术在糖醇生产中的应用必将具有广阔的市场前景。
参考文献: 【1】色谱分离技术应用与进展 肖 勇 郭 萍 赵凤英(江西应用技术职业学院应用化学系,赣州341000) 【2】色谱分离技术在发酵工业中的应用 膨奇均 江南大学 【3】色谱分离技术在 糖醇生产中的应用 王成福 王星云 (田强山东福田药业有限公司,禹城251200) 【4】徐玲、孙培冬、场力等,制备色谱分离技术的现状和发展,离子交换与吸附,2001 【5】仪器分析 第四版 朱明华 胡坪 高等教育出版社