第11章气相色谱法.ppt

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1、气相色谱GasChromatography药物分析教研室第11章概述色谱法基本理论固定相气相色谱仪分离条件的选择分析方法气相色谱法的发展趋势应用与示例第一节概述定义：GC是以气体为流动相的柱色谱分离技术。起源：GC是英国生物化学家MartinATP等人在研究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分离和分析复杂的多组分混合物。按固定相分类：载体＋固定液相GLC表面活性吸附剂GSC柱色谱气相色谱法分类按柱分类：填充柱毛细管柱空心毛细管柱填充毛细管柱GC－MS联用仪器介绍气相色谱结

2、构流程图气相色谱平面结构流程1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；7-进样阀;8-分离柱;9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪.载气系统进样系统色谱柱检测系统温控系统优点◇高选择性◆高灵敏度◇高柱效◆二少◇一广第二节色谱法基本理论两组分完全分离的条件：两组分的分配系数必须有差异区域变宽的速度要小于区域分离的速度在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱最早由Martin等人提出塔板理论，把色谱柱比作一个精

3、馏塔，沿用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为，同时引人理论塔板数作为衡量柱效率的指标。一塔板理论（platetheory）（i）在柱内一小段长度H内，组分可以在两相间瞬间达到平衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。（ii）以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（ΔVm）。（iii）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。（iv）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。1.基本假设2.色谱流出曲线方程为简单起见，

4、设色谱往由5块塔板（n＝5，n为柱子的塔板数）组成，并以r表示塔板编号，r=1，2…，n－l；某组分的分配比k=1.根据上述假定，在色谱分离过程中，该组分的分布可计算如下：开始时，若有单位质量，即m=1（例1mg或1μg）的该组分加到第0号塔板上，分配平衡后，由于k=1，即ns=nm故nm=ns=0.5。当一个板体积（lΔV）的载气以脉动形式进入0号板时，就将气相中含有nm部分组分的载气顶到1号板上，此时0号板液相（或固相）中ns部分组分及1号板气相中的nm部分组分，将各自在两相间重新分配。故0号板上所

5、含组分总量为0.5，其中气液（或气固）两相各为0.25而1号板上所含总量同样为0.5．气液（或气固）相亦各为0.25。以后每当一个新的板体积载气以脉动式进入色谱柱时，上述过程就重复一次(见下表)。按上述分配过程，对于n=5，k=1，m=1的体系，随着脉动进入柱中板体积载气的增加，组分分布在柱内任一板上的总量（气液两相中的总质量）,由塔板理论可建流出曲线方程：m为组分质量，Vr为保留体积，n为理论塔板数。当流动相体积V=Vr时，C值最大，即3．色谱流出曲线方程的讨论（1）t=tR时Cmax=h，当σ一定时

6、，h与m（进样量）成正比，即h是色谱定量分析的参数。（2）当t>tR，t

7、相及含量、温度、流动相、流速等条件，不同组分在同一色谱柱上的n是不同的。注意：计算n值时，保留值与W1/2单位必须要统一。5.塔板理论的局限性塔板理论用热力学观点形象地描述了溶质在色谱柱中的分配平衡和分离过程，导出流出曲线的数学模型，并成功地解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位置，还提出了计算和评价柱效的参数。但由于它的某些基本假设并不完全符合柱内实际发生的分离过程，例如，纵向扩能解释造成谱带扩张的原因和影响板高的各种因素，也不能说明为什么在不同流速下可以测得不同的理论塔板数，这就限制了它的应用。塔板理

8、论的特点和不足(1)当色谱柱长度一定时，塔板数n越大(塔板高度H越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。(3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。(4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的