色譜分析法導論
1）色譜法分類
1、氣相色譜(流動相為氣體，稱為載氣)。
2、液相色譜(液體，淋洗液)。
3、其他色譜：薄層色譜和紙色譜、凝膠色譜、超臨界色譜、高效毛細管電泳。
2）色譜法特點
1、分離效率高，複雜混合物，有機同系物、異構體、手性異構體。
2、靈敏度高，可以檢測出μ級甚至級的物質量
3、分析速度快，一般在幾分鐘或幾十分鐘內可以完成乙個試樣的分析。
4、應用範圍廣，氣相：沸點低於400℃、結構穩定的有機或無機試樣；液相：高沸點、熱不穩定、生物試樣。
3）術語：
1、組分分離：當流動相中樣品混合物經過固定相時，就會與固定相發生作用，由於各組分在性質和結構上的差異，與固定相相互作用的型別、強弱也有差異，因此在同一推動力的作用下，不同組分在固定相滯留時間長短不同，從而按先後不同的次序從固定相中流出。
2、色譜流出曲線：由檢測器輸出的訊號強度對時間作圖，所得曲線稱為色譜流出曲線。
3、色譜峰：色譜流出曲線上突起部分就是色譜峰。
4、基線：在實驗操作條件下，色譜柱後沒有樣品組分流出時的流出曲線稱為基線，穩定的基線應該是一條水平直線。
5、峰高：色譜峰頂點與基線之間的垂直距離，以（h）表示。
6、死時間tm：不被固定相吸附或溶解的物質進入色譜柱時，從進樣到出現峰極大值所需的時間稱為死時間，它正比於色譜柱的空隙體積。
7、保留時間tr：試樣從進樣到柱後出現峰極大點時所經過的時間，稱為保留時間。
8、調整保留時間tr：某組分的保留時間扣除死時間後，稱為該組分的調整保留時間。
4）定性的方法
1、利用保留值定性：通過對比試樣中具有與純物質相同保留值的色譜峰，來確定試樣中是否含有該物質及在色譜圖中的位置。不適用於不同儀器上獲得的資料之間的對比。
2、利用加入法定性：將純物質加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對變化。
5）定量分析方法
1、外標法(標準曲線法)：將欲測組分的純物質配製成不同濃度的標準溶液進行色譜分析，以峰面積對濃度作圖。測得樣品的訊號後從標準曲線上查出對應濃度。
2、內標法：準確稱採樣品（m），加入一定量（m s）某種純物質作為內標物，進行色譜分析，根據被測物與內標物的相應峰面積（或峰高）和相對校正因子，求出被測組分的含量。
內標物要滿足以下要求：試樣中不含有該物質；與被測組分性質比較接近；不與試樣發生化學反應；出峰位置應位於被測組分附近。
3、歸一化法：將試樣中所有組分的含量之和按100%計算，以它們相應的色譜峰面積或峰高為定量引數，通過計算各組分峰面積佔總面積比例即為其在總質量中所佔比例，由此算出各組分的含量。
6）分離度
分離度是描述難分離物質對的實際分離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組份能夠被完全分離。
分離度受兩因素影響：1、保留值之差──色譜過程的熱力學因素，即兩物質峰頂點間距離，同時也反應了兩物質在固定相與流動相間的分配係數的差別；2、區域寬度──色譜過程的動力學因素，即峰的寬度，與色譜柱的柱效有關，即根據塔板理論，柱效越高，單位長度的塔板數越多，出峰越窄尖。
7）塔板理論
將色譜分離過程比擬作蒸餾過程，將連續的色譜分離過程分割成多次的平衡過程的重複。
塔板理論的假設：
(1) 在每乙個平衡過程間隔內，平衡可以迅速達到；
(2) 將載氣看作成脈動（間歇）過程；
(3) 試樣沿色譜柱方向的擴散可忽略；
(4) 每次分配的分配係數相同。
引進了塔板數n的概念，即n=l/h，l為柱長，h為板高。單位柱長的塔板數越多，表明柱效越高。
8）速率理論
公式：h = a + b/u + c·u h：理論塔板高度，u：載氣的線速度(cm/s)
1、a─渦流擴散項，a = 2λdp ，固定相顆粒越小dp↓，填充的越均勻，a↓，h↓，柱效n↑。
2、b/u—分子擴散項。由於濃度差的存在，所以產生擴散，擴散導致色譜峰變寬，h↑(n↓)，分離變差，分子擴散項與流速有關，流速↓，滯留時間↑，擴散↑。
3、c ·u —傳質阻力項。減小擔體粒度，選擇小分子量的氣體作載氣，可降低傳質阻力。
氣相色譜分析法
1） 氣相色譜儀主要組成部分
1、 載氣系統：載氣要求：純淨：通過活性炭或分子篩淨化器，除去載氣中的水分、氧等有害雜質。穩定：採用穩壓閥或雙氣路的方式。
2、進樣系統：進樣裝置和汽化室。進樣通常用微量注射器和進樣閥將樣品引入。
液體樣品引入後需要瞬間汽化。汽化在汽化室進行。對汽化室的要求是：
1、體積小；2、熱容量大；3、對樣品無催化作用。
3、分離系統：色譜柱是色譜儀的核心部件,其作用是分離樣品。主要有兩類：填充柱和毛細管柱。
4、溫控系統：溫度控制方式有恆溫和程式公升溫二種。
氣化室、分離室、檢測器三部分在色譜儀操作時均需控制溫度：
a、氣化室：保證液體試樣瞬間氣化。b、分離室：
準確控制分離需要的溫度。當試樣複雜時，分離室溫度需要按一定程式控制溫度變化，各組分在最佳溫度下分離。c、檢測器：
保證被分離後的組分通過時不在此冷凝。
5檢測系統：是指樣品經色譜柱分離後，各成分按保留時間不同，順序地隨載氣進入檢測器，檢測器把進入的組分按時間及其濃度或質量的變化，轉化成易於測量的電訊號，經過必要的放大傳遞給記錄儀或計算機，最後得到該混合樣品的色譜流出曲線及定性和定量資訊。
2） 程式公升溫
對於沸點範圍很寬的混合物，往往採用程式公升溫法進行分析。程式公升溫指在乙個分析週期內柱溫隨時間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以達到用最短時間獲得最佳分離的目的。
3） 熱導檢測器
1、原理：使儀器中的參考臂與測量臂上的鎢絲通電，加熱與散熱達到平衡後，兩臂的電阻值相等。由於鎢絲的電阻率高、電阻溫度係數大，且不同氣體有不同的熱導係數，進樣後，載氣攜帶試樣組分流過測量臂，而這時參考臂流過的仍是純載氣，使測量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測量臂和參考臂的電阻值不等，產生電阻差，這時電橋失去平衡，，存在著電位差，有電壓訊號輸出。
2、影響熱導檢測器靈敏度的因素：
①橋路電流i ：i，鎢絲的溫度 ，鎢絲與池體之間的溫差，有利於熱傳導，檢測器靈敏度提高。但i不能過高。
②池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利於熱傳導，檢測器的靈敏度也就越高，但池體溫度不得低於分離柱溫。
③載氣種類：載氣與試樣的熱導係數相差越大，在檢測器兩臂中產生的溫差和電阻差也就越大，檢測靈敏度越高。
4）氫火焰離子化檢測器
1、原理：氫火焰離子化檢測器是以氫氣和空氣燃燒的火焰作為能源，利用含碳有機物在火焰中燃燒產生離子，在外加的電場作用下，使離子形成離子流，根據離子流產生的電訊號強度，檢測被色譜柱分離出的組分。
特點:1、能檢測大多數含碳有機化合物；2、靈敏度很高，比熱導檢測器的靈敏度高約103倍；檢出限低，可達10-12g·s-1；3、死體積小，響應速度快；4、 線性範圍也寬，可達106以上；5、結構不複雜，操作簡單，是目前應用最廣泛的色譜檢測器之一。
缺點：不能檢測永久性氣體、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氫等物質。
5）電子捕獲檢測器
1、特點:電子捕獲檢測器是一種選擇性很強的檢測器, 目前分析痕量電負性有機物最有效的檢測器，對具有電負性物質（如含鹵素、硫、磷、氰等的物質）的檢測有很高靈敏度（檢出限約1o-14g/ml）。
2、缺點: 線性範圍窄，只有103左右，且響應易受操作條件的影響，重現性較差。
3、應用:電子捕獲檢測器已廣泛應用於農藥殘留量、大氣及水質汙染分析，以及生物化學、醫學、藥物學和環境監測等領域中。
6）靈敏度s
s 表示單位質量的物質通過檢測器時，產生的響應訊號的大小。s值越大，檢測器（也即色譜儀）的靈敏度也就越高。
7）檢測限（d）：
恰能產生相當於3倍噪音（3rn）的訊號時，單位時間內進入檢測器的量。
檢出限與靈敏度成反比，與噪音成正比。檢出限不僅決定於靈敏度，而且受限於雜訊，所以它是衡量檢測器效能好壞的綜合指標。
固定相：分為固體(固體吸附劑：活性炭、矽膠、alo3、分子篩;用於h2、o2、n2、co、co2、c1-c4的分離)、液體固定相(載體+固定液)
載體：是固定液的支援骨架，使固定液能在其表面形成一層薄而均勻的液膜。
載體特點：1）具有多孔性，即比表面積大；2）化學惰性，不與試樣組分發生化學反應；3）熱穩定性好；4）有一定機械強度。
固定液：主要是一些高沸點的有機化合物1熱穩定性好；2化學穩定性好；3粘度和凝固點低；4各檢測組分必須在固定液中有一定的溶解度。
固定液的選擇：一般按相似相溶的規則來選擇，1非極性試樣選非極性固定液，按沸點順序，靠色散力作用；2中等極性的試樣選中等極性固定液，按沸點順序，靠誘導力和色散力；3強極性試樣選強極性固定液，按極性順序，靠靜電力分離；4複雜組分的分離，可選用2種或多種的混合固定液配合使用
液相色譜分析法
1） 工作流程
高壓輸液幫浦將一種或幾種溶劑按一定的比例輸送到混合室，並與注進的樣品進行混合，混合然後進入色譜柱進行分離，分離後的組分按照流出順序進入檢測器進行檢測，檢測器響應後轉換成的電訊號進入電腦進行處理，電腦根據電訊號的強弱，順序，時間等因素繪製出圖譜。
2）梯度洗脫
在同乙個分析週期中，按一定程度不斷改變流動相的濃度配比，從而可以使乙個複雜樣品中的性質差異較大的組分能按各自適宜的容量因子k達到良好的分離目的。
3）紫外檢測器
應用最廣，對大部分有機化合物有響應。從左到右由：低壓汞燈，透鏡，遮光板，測量池跟參比池，遮光板，紫外濾光片，雙紫外光敏電阻。
4）光電二極體陣列檢測器
紫外光進入流動池，從流動池出來的光再經分光系統、狹縫照射到一組(1024個）光電二極體上，資料收集系統實時記錄下組分的光譜吸收，得到三維的立體譜圖。
(1)可得任意波長的色譜圖，極為方便;(2)可得任意時間的光譜圖，相當於與紫外聯用。
5）液-液分配色譜中的正相柱與反相柱
1、正相柱：流動相的極性小於固定液的極性
2、反相柱：流動相的極性大於固定液的極性
6）液相色譜流動相的選擇
在選擇溶劑時，溶劑的極性是選擇的重要依據。
採用正相液-液分配分離時：首先選擇中等極性溶劑，若組分的保留時間太短，降低溶劑極性，反之增加。也可在低極性溶劑中，逐漸增加其中的極性溶劑，使保留時間縮短。
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