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化学键合相色谱法

发布时间:2019-07-20 关注次数:

  一、道理 “化学键合相色谱法”——采用化学键合相做固定相的液相色谱法。 化学键合相是操纵化学反映通过共价键将无机键合正在载体(硅胶)概况,构成均一、安稳的单分 子薄层而形成的固定相。其分手机理为吸分派两种机理兼有。对大都键合相来说,以分派机理为从。 凡是,化学键合相的载体是硅胶,硅胶概况有硅醇基, ≡Si–OH,它能取合适的无机化合物反映,获得各 种分歧机能的化学键合相。 从键合反映的性质可分为: 酯化键合 (≡Si-O-C) 、 硅氮键合 (≡ Si-N) 和硅烷化键合 (≡Si-O-Si-C) 等; 硅烷化键合相使用最普遍。这种键合相是用无机氯硅烷取硅醇基发生反映:≡Si–OH + C18H37 SiCl3→ ≡ Si-O–Si–C18H37 + HCl,这种固定相正在 pH = 2~8.5 范畴内对水不变,无机取载体间的连系安稳,固定相 不易流失不变性好。 十八烷基硅烷键合相(Octadecylsilane 简称 ODS 或 C18) : 是最常用的非极性键合相。它们用于反相 色谱法,正在 70℃以下和 pH 2~8 范畴内可一般工做。 化学键合固定相具有如下长处: ①柱效高:传质速度比一般液体固定相快; ②不变性:耐溶剂冲刷,耐高温,无固定液流失,从而提高了色谱柱的不变性和利用寿命; 使用范畴广:改变键合无机的布局和基团的类型,能矫捷地改变分手的选择性,合用于分手几乎 所有类型的化合物;且能用各类溶剂做流动相(梯度洗脱) 。 二、流动相 化学键合相色谱所用流动相的极性必需取固定相显著分歧, 按照流动相和固定相的相对极性分歧分为: 1、正相键合相色谱法:流动相极性小于固定相极性。 常用非极性溶剂如烷烃类溶剂,样品组分的保留值可用插手恰当的无机溶剂(调理剂)的法子调理洗 脱强度。常用无机溶剂为极性溶剂如氯仿、二氯甲烷、已腈、醇类等。 合用于分手中等极性化合物,如脂溶性维生素、甾族、芳喷鼻醇、芳喷鼻胺、脂、无机氯农药等。 2、反相键合相色谱法:流动相极性大于固定相极性。 流动相多以水或无机盐缓冲液为从体,再插手一种能取水相混溶的无机溶剂(如甲醇、乙睛、四氢呋 喃等)为调理,按照分手需要,改变洗脱剂的构成及含量,以调理极性和洗脱能力。正在反相键合相色谱中, 极性大的组分先流出,极性小的组分后流出。固定相一般为 C18、 C8。 反相键合相色谱法使用最普遍,由于它以水为底溶剂,正在水中能够插手各类添加剂,改变流动相的离 子强度、pH 值和极性等,以提高选择性,并且水的紫外截至波长低,有益痕量组分的检测,反向键合相 不变性好,不易被强极性组分污染,且水廉价易得,平安。 荧光素荧光取 PH 关系 假设荧光物质为弱酸或者是弱碱性物质, 溶液的 PH 会对荧光物质的强度发生很大的影响。 大大都含酸性或 者是碱性的芳喷鼻族化合物的荧光光谱对于溶剂的 PH 和氢键能力很。系统的 PH 的变化影响了荧光基团 的电荷形态。 当 PH 改变时, 配位比也会发生改变。 从而影响金属离子-无机配位体荧光共同物的荧光发射。 高浓度样品对荧光的影响,高浓度样品该当进行稀释 激发光映照高浓度样品,正在激发光入口附近发生荧光,但这些荧光不会进入荧光检测器。 高浓度样品中,之间彼此感化发糊口性障碍感化 荧光的再接收 荧光和磷光的区别 磷光是一种迟缓发光的光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(凡是是紫外线或 X 射线) 映照,接收光能后进入激发态(凡是具有和基态分歧的自旋多沉度) ,然后迟缓地退激发并发出比入射光的 的波长长的出射光 (凡是波长正在可见光波段) , 并且取萤光过程分歧, 当入射光遏制后, 发光现象持续存正在。 发出磷光的退激发过程是被量子力学的跃迁选择法则禁戒的,因而这个过程很迟缓。 荧光(Fluorescence) :由多沉度不异的形态间发生辐射跃迁发生的光,如 S1→S0 的跃迁。 由激发态回到基态时,因为电子跃迁而由被激发发射的光。物质颠末紫外线映照后发出荧光的现 象可分为两种环境,第一种是自觉荧光,如叶绿素、血红素等经紫外线映照后,能发出红色的荧光,称为 自觉荧光;第二种是诱发荧光,即物体经荧光染料染色后再通过紫外线映照发出荧光, 称为诱发荧光。 磷光和荧光的区别:磷光是分歧多沉度的形态间辐射跃迁的成果,因为该过程是自旋禁阻的 ,因而取荧光 比拟其速度要小的多。 拉曼光和荧光磷光 荧光和磷光都是物质从激发态跃迁,自觉辐射发生的。凡是自觉辐射强度都有一个衰减过程,衰减过程最 初的一段时间内的辐射,称之为荧光,之后的衰减过程称之为磷光; 瑞利光是光子碰到细小粒子散射发生的,瑞利光的频次和入射光是同样的; 拉曼光是入射光子和彼此感化后发生,会生成两种频次成分,一种是入射光频次减去振动能级频 率,一种是入射光频次加上振动能级频次,正在频谱上,前一种称之为斯托克斯线,强度较大,后一种 称之为反斯托克斯线,强度很是弱。 离子峰 正在质谱阐发中无机化合物样品的蒸气进入电离室,遭到电子流轰击或其他体例的感化,打掉一个电子后 (大多 数环境是得到一个电子,偶尔有得到 2~3 个电子)构成具有一个不成对电子的正离子称为离子,而发生 的峰称为离子峰,也称母峰。 帮色团 中本身不接收辐射而能使中生色基团的接收峰向长波长挪动并加强其强度的基团。帮色团的根基 特点是正在基团中起码还有一对孤对电子,使其能够通过共振来增大的共轭系统。若是帮色团位于发色 团的间位,则根基不影响的颜色。 荧光量子产率 荧光量子产率(Yf)即荧光物质吸光后所发射的荧光的光子数取所接收的激发光的光子数之比值。它的数 值正在凡是环境下老是小于 1。YF 的数值越大则化合物的荧光越强,而无荧光的物质的荧光量子产率却等于 或很是接近于零。Yf=kf/(kf+Σki) 量子产率取决于辐射和非辐射跃迁过程,即荧光发射、系间逾越、外转移和内转移等的相对速度,式 中 kf 是荧光发射的速度,Σki 是系间逾越等非辐射跃迁过程的速度的总和。凡是 kf 次要取决于分 子的化学布局,Σki 次要取决于化学,同时也取化学布局相关。磷光的量子产率取荧光类似。 蓝移(或紫移,hypsochromic shift or blue shift)是接收峰向短波长挪动。 保留值 气相或液相操做中,当仪器的操做前提连结不变时, 任一物质的色谱峰老是正在色谱图上固定的呈现, 即有必然的保留值。又包含:死时间,保留时间,校下保留时间,保留体积,等等、 电子光谱 中电子正在电子能级之间跃迁发生的光谱 斯托克斯位移 固体接收光子(接收)的能量将大于辐射光子(发光) ,因而发光光谱取接收光谱比拟,将向能量较低的方 向偏移(红移) ,两个光子能量的差值称为斯托克斯谱位移。能量的差值次要是因为晶体中热质子的损耗, 正在该过程相反过程中使得晶体获得冷却。 荧光光谱发生向短波标的目的的位移被称为反斯托克位移 (Anti-Stoke’s shift) 。 偶极矩 正、负电荷核心间的距离 r 和电荷核心所带电量 q 的乘积,叫做偶极矩 μ=r×q。 共振线 原子遭到能量激发时, 其外层电子从基态跃迁到激发态所发生的接收线称为共振接收线, 简称共振线。 外层电子由激发态间接跃迁到基态时所辐射的谱线称为共振发射线,也简称为共振线。原子由激发态间接 跃迁到基态所发射的谱线。由最低激发态跃迁到基态所发射的谱线,称为第一共振线。第一共振线的激发 能最低,原子最容易激发到这一能级。因而,第一共振线辐射最强,最易激发。上述为共振线的普遍定义。 生色团 生色团是指中含有的,能对光辐射发生接收、具有跃迁的不饱和基团。某些无机化合物中存正在含 有不饱和键的基团,可以或许正在紫外及可见光区域内(200~800nm)发生接收,且接收系数较大,这种接收具 有波长选择性,接收某种波长(颜色)的光,而不接收别的波长(颜色)的光,从而使物质颜色,所 以称为生色团,又称发色团(chromophore)。 减色效应 减色效应是指因为化合物布局改变或其他缘由,使接收强度添加的效应 HPLC 高效液相色谱是色谱法的一个主要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有分歧极性的单一溶 剂或分歧比例的夹杂溶剂、缓冲液等流动相泵入拆有固定相的色谱柱,正在柱内各成分被分手后,进入检测 器进行检测,从而实现对试样的阐发。 质量阐发器 质谱仪的主要构成部件, 位于离子源和检测器之间, 根据分歧体例将离子源中生成的样品离子按质荷比 m/z 的大小分隔。 化学位移 因为无机中各类质子遭到分歧程度的屏障效应,因而正在核磁共振谱的分歧上呈现接收峰。 极化率 正在极化曲线上,电位对于电流密度的导数 dφ 阳/di 阳和 dφ 阴/di 阴别离称为阳极和阴极正在该电流密度时的 极化率,它们别离等于通过极化曲线上对应于该电流密度的点的切线的斜率。极化率的倒数 di/dφ 可做为 电极反映过程进行难易程度的量度,称为该电位下电极反映过程的实正在效率。对于非极性,若极化率 α 越大,则正在外电场出的偶极矩越大。极性具有永世偶极矩,他的极化率是原子极化、电子极化 取定向极化的总和。 化学传感器 对各类化学物质并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器 原子发射光谱,原子接收光谱,紫外可见分光光度法、荧光光谱、化学发光使用于金属离子的检测 凡是承认的沉金属阐发方式有:紫外可分光光度法(UV) 、原子接收法(AAS) 、原子荧光法(AFS) 、 AAs 它取次要用于无机元素定性阐发的原子发射光谱法相辅相成,已成为对无机化合物进行元素定量阐发 的次要手段。原子接收光谱是根据正在待测样品蒸气相中的被测元素的基态原子,对由光源发出的被测元素 的特征辐射光的共振接收,通过丈量辐射光的削弱程度,而求出样品中被测元素的含量。它的次要功能是 测定各类样品中金属和非金属元素的含量。 因为本法的活络度高, 阐发速度快, 仪器构成简单, 操做便利, 出格合用于微量阐发和痕量阐发 紫外可见分光光度法(UV) 间接用于定量阐发的较少。插手显色剂使待测物质为正在紫外和可见光区有接收的化合物来进行光度测 定。其检测道理是:沉金属取显色剂—凡是为无机化合物,可于沉金属发生络合反映,生成有色团, 溶液颜色深浅取浓度成反比。正在特定波长下,比色检测。 紫外可见分光光度计是丈量物质对分歧波长(或特定波长)的光的接收强度仪器。分光光度计的根基 道理是:光的接收取接收层厚度成反比,取溶液浓度成反比,即从命朗伯——比尔定律(A=kbC) ,它是吸 光光度阐发的理论根本。 原子荧光光谱法 通过丈量待测元素的原子蒸气正在特定频次辐射能激以下所发生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量 的方式。原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法,但它和原子接收光谱法亲近相关,兼有原子发射和原子吸 收两种阐发方式的长处,又降服了两种方式的不脚。原子荧光光谱具有发射谱线简单,活络度高于原子吸 收光谱法,线性范畴较宽干扰少的特点,可以或许进行多元素同时测定。原子荧光光谱仪可用于阐发汞、砷、 锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉锌等 11 种元素。 化学发光法 阳极溶出伏安法是将恒电位电解富集取伏安法测定相连系的一种电化学阐发方式。这种方式一次可持续测 定多种金属离子,并且活络度很高,能测定 10-7-10-9mol/L 的金属离子。此法所用仪器比力简单,操做方 便,是一种很好的痕量阐发手段。 气相色谱载气的选用 载气的选择: 正在热导池体温度取载气流速等尝试前提恒按时,检测器的活络度决定于载气取组分热导率之差,两者 相差越大,电阻 R 改变越大,检测器越活络。若λ =λ ,则不发生信号。用氮气为载气,样品为空气。因 为λ =λ ,则样品不出峰。氮气的热导率比力小,取大都无机物的热导率[一般小于 3×10W/(m·K)]相差 较小,因而用氮气为载气时,活络度低,且有时出倒峰。若选用氢气为载气,可获得较高的检测活络度, 并且不出倒峰,但不平安。氦气较抱负,但价钱较贵。 化合物(入×100)氢气 22.36 氦气 17.42 空气 3.14 氮气 3.14 甲烷 4.56 乙烯 3.10 丙烷 2.64 苯 1.84 乙醇 2.22 丙酮 1.76。 气相色谱仪载气选择 正在气相色谱仪中能够做为载气的气体其品种较多,如:氮、氦、氢、氩等。目前国内现实使用最多的 是氮气和氢气。氦气虽然有其奇特的特点,鉴于国内来历缺乏,成本又高,一般很少使用。 (1)氢气:因为它具有量小,半径大,热导系数大,粘度小等特点,因而正在利用 TCD 时常采 用它做载气。正在 FID 中它是必用的燃气。氢气的来历目前除氢气高压钢瓶外,还能够采用电解水的氢气发 生器,氢气易燃易爆,利用时,应出格留意平安。 (2)氮气:因为它的扩散系数小,柱效比力高,以致除 TCD 外,正在其他形式的检测器中,多采用氮气 做载气。它之所以正在 TCD 顶用的较少,次要由于氮气热导系统小,活络度低,但正在阐发 H2 时,必需采用 N2 做载气,不然无法用 TCD 处理 H2 的阐发问题。 化验室阐发测试色谱手艺操做 选择何种气体做载气,起首要考虑利用何种检测器、利用热导池检测器时,选用氢或氦做载气,能提 高活络度,氢载气还能耽误热敏元件钨丝的寿命、氢火焰检测器宜用氮气做载气,也可用氢气;电子捕捉 检测器常用氮气纯度大于;火焰光度检测器常用氮气和氢气、扩散系数取载气性质相关,取载气的摩尔质 量平方根成反比,所以选用摩尔质量大的载气、能够使减小 质量大的,利用高线速时,宜选用摩尔量小的。 选择载气的根据和气相色谱常用的载气 做为气相色谱载气的气体,要求要化学不变性好;纯度高;价钱廉价并易取得;能适合于所用的检测 器。常用的载气有氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气等等。 气相色谱仪利用气体的纯度和选择准绳 操做气相色谱仪若何选用分歧气体纯度的气源做载气和辅帮气体,准绳上讲,选择气体纯度时,次要 取决于①阐发对象;②色谱柱中填充物;③检测器。我们正在满脚阐发要求的前提下,尽可能选用纯度 较高的气体。如许不单会提高(连结)仪器的高活络度,并且会耽误色谱柱,整台仪器(气节制部件, 气体过滤器)的寿命。实践证明,做为中高档仪器,持久利用较低纯度的气体气源,一旦要求阐发低浓度 的样品时,要想恢复仪器的高活络度有时好不容易。对于低档仪器,做常量或半微量阐发,选用高纯度的 气体,不单添加了运转成本,有时还添加了气的复杂性,更容易呈现漏气或其他的问题而影响仪器的正 常操做。别的,为了某些特殊的阐发目标要求特地正在载气中插手某些“不纯物” ,如:阐发极性化合物添加 适量的水蒸气,操做火焰光度检测器时,为了提高阐发硫化物的活络度,而添加微量硫。操做氦离子化检 测器要氖的含量必需正在 5~25ppm,不然会正在阐发氢,氮和氩气时发生负峰或“W”形峰等。 气体纯度低的不良影响 按照阐发对象,色谱柱的类型,操做仪器的挡次和具体检测器,若利用不合要求的低纯度气体,不良 影响有以下几种可能: 1)样品失线O 气使氯硅样品水解; 2)色谱柱失效:H2O,CO2 使筛柱得到活性,H2O 气使聚脂类固定液分化,O2 使 PEG 断链; 3)有时某些气体杂质和固定液彼此感化而发生假峰; 4)对柱保留特征的影响:如:H2O 对聚乙二醇等亲水性固定液的保留指数会有所添加,载气中氧含量 过高时,无论是极性或极性固定液柱的保留特征,城市发生变化,利用时间越长影响越大。 5)检测器: TCD:信噪比减小,无法调另,线性变窄,文献中的校正因子不克不及利用,氧含量过大,使元件正在高温时 加快老化,削减寿命。 FID:出格是正在 Dt≤1Ⅹ10ˉ⒒/秒下操做时,CH4 等无机杂质,会使基流激增,噪声加大不克不及进行微量 阐发。 ECD:载气中的氧和水对检测器的一般工做影响最大,正在分歧的供电工做体例中,脉冲供电比曲流电压 供片子响大,固定基流脉冲调制式供电比脉冲供片子响大。这就是为什么目前诸多正在操做固定基流脉冲调 制式 ECD 时,正在载气纯度低时必需把载气纯度选择开关从“尺度氮”拨到“一般氮”的缘由。大师会 发觉正在此环境下操做,不单活络度变低,并且线性亦变窄了。实践证明:正在操做 ECD 时,载气中的水含量 低于 0.02ppm,氧低于 1ppm 时可达到较抱负的机能。值得指出的是,我们多次发觉因为仪器的调理气 系统被污染而形成的对载气的二次污染至使 ECD 基频大幅度添加使信燥比减小。 FPD 和 NPD 等常用检测器,因为他们属于选择性检测器,操做时要按照阐发要求,出格留意被测 物质中杂质的去除。

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