1、气相色谱
1、分离原理：
是混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，称为固定相，另一相是携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小，强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固定相中流出。
2、几个重要的值
（1）死时间：
（2）保留时间：
（3）调整保留时间：
（4）相对保留值：
（5）标准偏差：
（6）半峰宽度：
（7）峰底宽度：
（8）分配系数：
（9）分配比（容量因子）：
（10）滞留因子：
（11）塔板理论
作为柱效能指标
（12）分离度：
，分离度是柱效能、选择性影响因素的总和，故可用其作为色谱柱的总分离效能指标。
（13）选择性系数：
3、固定液的要求
（1）挥发性小；
（2）热稳定性好；
（3）对试样各组分有适当的溶解度；
（4）具有较高的选择性；
（5）化学稳定性好。
4、检测器
（1）热导池（所有的物质，质量型）
（2）氢火焰离子化（所有的有机物，浓度性）
（3）电子俘获（电负性强）
（4）火焰光度（硫和磷）
（5）要求：响应快，灵敏度高，稳定性好，线性范围宽，通用范围好。
5、保留指数
6、定量
（1）归一化法：
（2）内标法
7、相似相溶
极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。
2、液相色谱
1、特点
（1）三高一广一快：
高压、高效、高灵敏度，高速，可以测定75-80%的有机物。
2、六大分离原理
（1）液-液分配色谱：
可以分离各种有机无机物
（2）液-固色谱：
可以分离中等相对分子质量的油溶性物质
（3）离子对色谱：
可以分离碱
（4）离子交换色谱：
可以分离无机化合物、有机化合物和生物分子
（5）离子色谱：
可以分离无机化合物、有机化合物和生物分子
（6）空间排阻色谱：
可以分离高分子
2、选择流动相时应注意的因素
（1）流动相纯度要高
（2）应避免使用会引起柱效损失或保留特性变化的溶剂
（3）对试样要有适宜的溶解度
（4）溶剂的粘度小些为好
（5）应与检测其相匹配
3、梯度洗提
流动相中含有两种或两种以上不同极性的溶剂，在分离过程中按一定的程序连续改变流动相中溶剂的配比和极性，通过流动相中极性的变化来改变被分离组分的容量因子k和选择性因子，以提高分离效果。
4、检测器
（1）紫外光度
（2）荧光
（3）示差折光
（4）电导
4个中唯有示差折光不能用梯度洗提。
3、电位
1、测定原理
对电位差（即所构成原电池的电动势）进行分析测定
2、能斯特方程
3、膜电位
膜电位的建立证明主要是溶液中的例子与电极膜上离子之间发生交换作用的结果。
4、选择性系数
5、标准加入法
用标准溶液滴加待测试液，计算前后差别。
4、伏安
1、欧姆定律
2、定量
（1）测电流：
（2）扩散电流方程：
（3）直接比较法：
测定两个溶液的波高进行比较
（4）标准加入法：
3、干扰电流及消除方法
（1）残余电流
一、原因：
溶液中滴汞电极上存在微量杂质和存在电容电流。
二、解决方法：
提高极谱分析的灵敏度。
（2）迁移电流
一、原因：
待测离子向电极表面的移动受扩散力作用和电场库仑力作用。
二、解决方法：
加入支持电解质。
（3）极大
一、原因：
滴汞电极毛细管末端对滴汞上部有屏蔽作用而使被测离子不易接近，滴汞下部被测离子则无阻碍地接近，因而在离子还原时，滴汞下部的电流密度将较上部为大，这种电荷分布的不均匀会引致滴汞表面张力部分运动，这种电荷分布不均匀会引致滴汞表面张力的不均匀，表面张力小的部分要向表面张力大的部分运动，这种切向运动会搅动滴汞附近的溶液，加速被测离子的扩散和还原而形成极大电流。
二、解决方法：
加入少量极大抑制剂。
（4）氧波
一、原因：
溶解氧在滴汞电极上被还原而产生的两个极谱波。
二、解决方法
加入少量亚硫酸钠
5、库仑
1、法拉第电解定律
6、原子发射光谱
1、波长区域
射线=5-140pm
X射线=
-10nm
光学区10-100
其中：远紫外区10-200nm
近紫外区200-380nm
可见区380-780nm
近红外区0.78-2.5
中红外区2.5-50
远红外区50-1000
微波0.1nm-1m
无线电波
1pm=
，1nm=
，1=
2、ICP光源
（1）特征
一、ICP的工作温度比其他光源高。
二、ICP是涡流态的，且在高频发生器频率较高时，等离子体因趋肤效应而形成环状。
三、ICP中电子密度很高。
四、ICP是无极放氧。
五、ICP的载气流速较低。
六、ICP一般以氩气作工作气体。
3、定性
（1）灵敏线
各种元素谱线中最容易激发或激发电位较低的谱线。
（2）铁谱线
将各个元素的分析线按波长为指标插在铁光谱图上。
4、变宽效应
（1）自然宽度
在无外界影响下，谱线仍有一定宽度
（2）多普勒变宽
原子在空间做无规则热运动所导致
（3）压力变宽
吸光原子与蒸汽中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化，是发射或吸光量子频率改变而导致的谱线变宽。
5、定量
（1）公式
（2）分析方法
标准加入法，应注意
一、待测元素的浓度与其对应的吸光度应呈线性关系。
二、应最少采用4个点来做图。
三、要消除背景吸收。
四、对于斜率太小的曲线（灵敏度差），容易引进较大的误差。
6、光度计
（1）火焰原子化装置
一、优点：重现性好，易于操作。
二、缺点；仅有10%的试液被原子化。
（2）无火焰原子化装置
一、优点：注入的式样几乎可以完全原子化
二、缺点：共存化合物的干扰要比火焰法大，取样量少会引起偏差导致重现性差。
7、干扰及其抑制
（1）光谱干扰：
一、在分析线附近有些发射线不被吸收，导致灵敏度下降。减小狭缝宽度来消除。
二、在分析线附近有非吸收线或假吸收，导致灵敏度下降。换好灯。
三、谱线重叠。选用其它谱线避免干扰或用分离干扰元素的方法。
四、原子化器会增加噪声。增加灯电流，提高光源发射强度来改善。
（2）背景吸收：
一、火焰对光的吸收。可通过零点的调节来消除。
二、金属卤化物、氧化物、氢氧化物以及部分硫酸盐和磷酸盐分子对光的吸收。
三、固体微粒对光的折射。
四、校正背景吸收的方法：
邻近校正法
用与试样溶液有相似组成的标准溶液来校正
分离机体的办法来消除影响
氘灯背景校正器
（3）物理干扰
一、试液得粘度
二、表面张力
三、溶剂蒸气压
四、雾化气体的压力
五、消除方法：
配制与待测试样具有相似组成的标准溶液，稀释试液，使用标准加入法。
（4）化学干扰
一、待测元素与共存物质作用生成难挥发的化合物。使用高温火焰可以降低这种干扰。
二、电离
三、消除方法：
加入消电离剂、释放剂、保护剂、缓冲剂
8、灵敏度、特征溶度及检出限
特征溶度越小则测定的灵敏度越高。
检出限是指产生一个能够确证试样中存在某元素的分析信号所需的该元素的最小含量。
7、紫外吸收光谱
1、跃迁
（1）远紫外区：
（2）近紫外区：n
—K吸收带
n
—R吸收带
电荷迁移
2、Woodward公式
普通为217
同环二烯+36
环外双键+5
取代基+5
共轭双键+30
3、公式：A=Kbc
4、朗博比尔定律的成立条件：待测物为均一的稀溶液、气体等，无溶质、溶剂及悬浊物引起的散射；入射光为单色平行光。
8、红外吸收光谱
1、物质吸收电磁辐射应满足两个条件
即辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量；辐射与物质之间有偶和作用。
2、分子振动方程
3、分子振动形式
（1）
对称、反对称伸缩，弯曲
（2）
对称、反对称伸缩，面内、面外伸缩（两个波长相等）
（3）
对称、反对称伸缩，剪式，面内摇摆，面外摇摆，扭曲
4、吸收频率
（1）C-H 3965-3000nm
（2）O-H 游离3650-3580nm缔合3400-3200nm羧基950-900nm
（3）C=O 1700左右
（4）C-O 1300-1200nm
（5）C=C 1600-1580nm
5、影响基团频率唯一的原因
（1）外部因素：
气态大于液态大于固态的频率
（2）内部因素：
一、电效应
诱导效应
共轭效应
偶极场效应
二、氢键
三、振动的偶合
四、费米共振
五、立体障碍
六、环的张力
6、定性
图谱解析
9、核磁共振波谱
1、化学位移的表示方法
化学位移用
表示。用TMS做标准是由于下列几个原因。
（1）TMS中的12个氢核处于完全相同的化学环境中，它们的共振条件完全一样，因此只有一个尖峰。
（2）他们外围的电子云密度和一般有机物想必是最密的，因此这些氢核都是最强烈地被屏蔽着。
（3）TMS是和化学惰性，不会和试样反应。
（4）易溶于有机溶剂，且沸点低，因此回收试样较容易。
2、影响化学位移的因素
（1）电负性
（2）磁各向异性效应
（3）范德华效应
（4）氢键
3、自旋偶合及自旋分裂
图谱中出现多重峰，这种现象是由于质子相互干扰所引起的，这种作用称为自旋-自旋偶合，简称自旋偶合。由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称自旋-自旋分裂，简称自旋分裂。
第二篇：仪器分析实验考试总结
仪器分析实验总结
张龙
零实验课总论
重金属的测定:
（1）比色法-分光光度计
（2）原子吸收法
（3）ICP-电感耦合等离子体光谱仪
金属元素测定的前处理方法(1)电热酸溶样品(2)微波消解
（1）电热酸溶样品：
100ml水样，放200ml烧杯内，加5ml硝酸，在电热板加热至10ml，稍冷，加5ml硝酸和1ml高氯酸（如不能加高氯酸，用过氧化氢代替），蒸至近干，加（1+1）3ml硝酸溶解残渣，冷却后，用水定容至100ml
（2）查找适宜的微波消解方法。
在样品杯中加入一定量（准确称重或称量）样品，按方法定量加入酸，将温度传感器放在有样品、消解酸的合适杯位内，样品杯的排列要注意平衡。
有机物的测定：
常规、经典法：COD测定-分光光度计
热稳定物质，分子量小于300、沸点低于300℃的有机物：气相色谱法
热不稳定物质的有机物：液相色谱法
了解物质的分子结构：——红外吸收光谱法
物质发生相变、化学变化：——热分析
进入实验室安全注意事项
① 有毒、有害物质需在通风柜内操作；
② 废酸、废碱、废有机物需倒入专用器皿，不能直接倒入下水道。
③ 能通过钢瓶颜色识别气体：灰色——氦气；绿色——氢气；黑色——氮气；蓝色——氧气。使用气体前需确认使用气体
④ 使用Milipore超纯水机（特殊用途：液相色谱；离子色谱痕量金属元素）注意事项：先观察供水桶内是否有水，供水桶内有水才可取用。
氢气瓶使用注意事项
①室内必须通风良好，保证空气中氢气最高含量不超过1％（体积比）。
②建筑物顶部或外墙的上部设气窗或排气孔。排气孔应朝向安全地带，室内换气次数每小时不得少于三次，局部通风每小时换气次数不得少于七次。
③ 设有固定气瓶的支架。
④使用气瓶，禁止敲击、碰撞；气瓶不得靠近热源；夏季应防止曝晒。
⑤ 必须使用专用的减压器，开启气瓶时，操作者应站在阀口的侧后方，动作要轻缓。
⑥ 阀门或减压器泄漏时，不得继续使用；阀门损坏时，严禁在瓶内有压力的情况下更换阀门。
? 试剂或异物进入眼内
? 任何情况都要用大量水洗涤，急救后送医院。
? ①酸：用大量水洗涤，再用1%碳酸氢钠溶液洗。
? ②碱：用大量水洗涤，再用1%硼酸溶液洗。
? ③玻璃：用镊子移去碎玻璃或在盆中用水洗，切勿用手揉动。
一离子色谱部分
（热导检测器）
1、离子色谱相关思考题：（蓝色为次重要级别，红色为首要重要级别）
p 离子色谱与一般意义的高效液相色谱在分离原理、系统构成方面有何异同？
p 理解抑制器的工件原理；
p 离子色谱检测方法主要有哪些、适合什么情况下选用？
1、简述离子交换色谱分析的特点及应用范围。
2、简述离子交换色谱“只加水”淋洗的优点。
3、简述离子色谱上样前处理要求和方法。
1、简述离子交换色谱分析的特点及应用范围。
2、简述影响阴离子分析的主要因素。
3、简述离子色谱上样前处理要求和方法。
2、离子色谱实验大纲部分
离子交换分离原理：离子交换色谱是离子色谱中的一种，其分离机制主要是离子交换，是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换，依据这些离子对交换剂有不同的亲和力而被分离。
抑制器ASRS-4mm工作原理（用OH-体系）：（1）水进入阳极电离，产生H+，通过阳离子交换膜进入抑制器（中间通道）；（2）OH-携带Cl-、SO42-等进入抑制器，并与H+结合生成HCl，H2SO4等，以离子形式存在，进入检测器检测。（3）剩下的阳离子通过阳离子交换膜，进入并与阴极电离产生的OH-结合，废液排出。（实质是用H+代替其他阳离子进入检测器，因为H+的摩尔电导最高，所以以HCl形式进入电导检测器，能够降低背景电导，从而提高待测离子的灵敏度）。
RFIC淋洗液发生器发生原理（KOH淋洗液发生原理）：淋洗液发生器由高压KOH发生室和低压K+电解槽组成。KOH发生室装有一个穿孔的铂金阴极，钾离子电解槽装有一个铂金阳极。KOH发生室通过阳离子交换膜与K+电解槽连接。离子交换连接器允许来自K+电解槽的K+通过并进入高压KOH发生室，而阻止来自K+电解槽的其他阴离子进入。离子交换连接器将高压KOH发生室与低压K+电解槽隔开，泵驱动去离子水通过KOH发生室，在正负极之间加上直流电压，水在正极和负极发生电解，在正极产生的H+代替电解质溶液中的K+，被置换出的K+跨过阳离子交换连接器进入KOH发生室，这些K+与在阴极产生的OH-结合生产KOH，即用于阴离子交换色谱的淋洗液。
电导检测器是离子色谱的通用型检测器，其检测的原理；是电导，主要用于测定无机阴阳离子和部分极性有机物。电导检测器通过在外加电场作用下使待测物质发生电离，离子通过流通池引起电导率的变化来进行检测。一般而言，呈离子态的物质都可以用电导法测定，但溶液的电导率是其各种离子的加和，供离子分离用的溶剂本身的高电导率会掩盖待测介质中离子的电导，所以只有在一种离子电导率占绝对优势的情况下方可检测。
外标法定量：外标法是色谱分析中一种简便的定量方法。当样品中所有组分都得到良好的分离并都能被检测而得到色谱峰时，则可利用外标法定量计算样品中各组分的浓度。其定量的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积（或峰高）成正比。数据处理软件（工作站）可以给出包括峰高和峰面积在内的多种色谱数据。一般由被测物所配标准浓度与峰面积做标准曲线，由标准曲线求出被测物浓度。
Dionex IC 1000 离子交换色谱仪的工作过程：泵将Miniport超纯水，以稳定的流速（或压力）输送至分析体系，在进入分析之前，先进入KOH发生器，产生的淋洗液在进入色谱柱之前通过自动进样器将样品导入，淋洗液将样品带入色谱柱，在色谱柱中各组分因对固定相的亲和力的不同而被分离，并依次随淋洗液流入抑制器，在抑制器中进行离子交换以提高检测信号，再依次进入检测器，检测到的信号送至数据系统记录、处理或保存。
3、预习报告部分
此部分保留
4、其他相关知识总结
影响色谱分析的各种条件
色谱柱、淋洗液的温度
淋洗液的浓度与组成
淋洗液的流速
淋洗液中的杂质
离子色谱样品预处理：
Ø 过滤
样品中除去颗粒物
用0.45μm 或0.22μm 滤膜
用高纯水冲洗滤膜 ，以减少沾污
Ø 稀释
待测物浓度较高时，应预先稀释.
降低干扰物的浓度.
Ø 去除干扰物
预处理柱，超滤
固相萃取?液相萃取?离心?盐析
在线柱处理
应用范围：1。阴离子分析: 首推和首选的方法（主要应用）（F-、Cl-、SO42-、NO3-等）.
- 阳离子分析: 碱金属碱土金属，有机胺和铵（K+、Na+、Mg2+、NH4+等）、过度金属
3. 有机化合物: 水溶性和极性化合物，有机酸 ， 有机胺，糖类，氨基酸，抗生素
流动相选择：流动相： 对固定相亲合力和化学抑制反应
1. 阴离子分析: 弱酸盐，CO32-/HCO3-, OH-；
2. 阳离子分析: 矿物酸，硫酸，甲基磺酸；
3. 离子排斥: 矿物酸，盐酸，硫酸；
4. 过度金属和重金属: 络合剂；
电解淋洗液发生器的优点
只需用去离子水作淋洗液的载体
在线产生高纯度无污染的酸,碱和盐淋洗液,
只用鼠标控制电流和流速即可产生准确而具有重现性的淋洗液
改善等浓度和梯度淋洗的重现性,用等浓度泵作梯度淋洗
保留时间好的重现性
使用和方法发展方便
减少泵的维修,延长泵的使用寿命,全面提高离子色谱的效率
柱子的保养：
? 最好分别清洗保护柱与分离柱。如要同时清洗，应将分离柱置于保护柱之前。溶液流动方向 : 保持 → 方向
? 离子色谱柱不能反冲。闲置或柱子干了以后重用，先用低流速冲（相当于沁润）。分析柱污染，会导致保留时间变化，相当于柱子变短了，保留时间缩短，此时，可稀释淋洗液浓度。若保留时间缩短<15%就需要开始清洗柱子了。
检测器：电导检测器
二气相色谱法部分
（氢火焰检测器）
1、实验目的及实验思考题
课前预习气相色谱仪器原理，氢火焰检测器，仪器分析定量方法。
气相色谱的结构及各部分的作用。
? 常见检测器的适用范围。
? 气相色谱的定量方法。
实验目的1、掌握气相色谱的基本原理。
2、掌握气相色谱仪组成结构及作用。
3、了解氢火焰检测器的特点和使用方法。
4、掌握气相色谱中利用保留时间定性的基本原理及外标定量方法和特点。
5、了解利用极性毛细管柱测定极性有机物的注意事项。
6、了解气相色谱样品预处理的注意事项及其选择的原则。
色谱定量方法
一、归一化法
由于组分的量与其峰面积成正比，如果样品中所有组分都能产生信号，得到相应的色谱峰，那么可以用如下归一化公式计算各组分的含量。
(7.34)
若样品中各组分的校正因子相近，可将校正因子消去，直接用峰面积归一化进行计算。中国药典用不加校正因子的面积归一化法测定药物中各杂质及杂质的总量限度。
(7.35)
归一化法的优点是：简便、准确、定量结果与进样量重复性无关(在色谱柱不超载的范围内)、操作条件略有变化时对结果影响较小。
缺点是：必须所有组分在一个分析周期内都流出色谱柱，而且检测器对它们都产生信号。不适于微量杂质的含量测定。
二、外标法
用待测组分的纯品作对照物质，以对照物质和样品中待测组分的响应信号相比较进行定量的方法称为外标法。此法可分为工作曲线法及外标一点法等。工作曲线法是用对照物质配制一系列浓度的对照品溶液确定工作曲线，求出斜率、截距。在完全相同的条件下，准确进样与对照品溶液相同体积的样品溶液，根据待测组分的信号，从标准曲线上查出其浓度，或用回归方程计算，工作曲线法也可以用外标二点法代替。通常截距应为零，若不等于零说明存在系统误差。工作曲线的截距为零时，可用外标一点法(直接比较法)定量。
外标一点法是用一种浓度的对照品溶液对比测定样品溶液中i组分的含量。将对照品溶液与样品溶液在相同条件下多次进样，测得峰面积的平均值，用下式计算样品中i组分的量：
W
＝A(W)
／(A)
(7.36)
式中W与A分别代表在样品溶液进样体积中所含i组分的重量及相应的峰面积。(W)及(A)分别代表在对照品溶液进样体积中含纯品i组分的重量及相应峰面积。
外标法方法简便，不需用校正因子，不论样品中其他组分是否出峰，均可对待测组分定量。但此法的准确性受进样重复性和实验条件稳定性的影响。此外，为了降低外标一点法的实验误差，应尽量使配制的对照品溶液的浓度与样品中组分的浓度相近。
三、内标法
选择样品中不含有的纯物质作为对照物质加入待测样品溶液中，以待测组分和对照物质的响应信号对比，测定待测组分含量的方法称为内标法。“内标”的由来是因为标准(对照)物质加入到样品中，有别于外标法。该对照物质称为内标物。
在一个分析周期内不是所有组分都能流出色谱柱(如有难气化组分)，或检测器不能对每个组分都产生信号，或只需测定混合物中某几个组分的含量时，可采用内标法。
准确称量W克样品，再准确称量W克内标物，加入至样品中，混匀，进样。测量待测组分i的峰面积A及内标物的峰面积A，则i组分在W克样品中所含的重量W，与内标物的重量W，有下述关系：
(7.37)
待测组分i在样品中的百分含量C％为：
(7.38)
对内标物的要求；①内标物是原样品中不含有的组分，否则会使峰重叠而无法准确测量内标物的峰面积；②内标物的保留时间应与待测组分相近，但彼此能完全分离(R≥1.5)；③内标物必须是纯度合乎要求的纯物质。
内标法的优点是：①在进样量不超限(色谱柱不超载)的范围内，定量结果与进样量的重复性无关。②只要被测组分及内标物出峰，且分离度合乎要求，就可定量，与其他组分是否出峰无关。③很适用于测定药物中微量有效成分或杂质的含量。由于杂质(或微量组分)与主要成分含量相差悬殊，无法用归一化法测定含量，用内标法则很方便。
加一个与杂质量相当的内标物。加大进样量突出杂质峰，测定杂质峰与内标峰面积之比，即可求出杂质含量。但样品配制比较麻烦和内标物不易找寻是其缺点。
1. 思考题二：影响气相色谱分离的因素有哪些？
(1)、色谱长度和填料的性质，色谱柱越长，组分之间分辩效果越好，但色谱柱越长压降越大，而输入的压力是有限的。色谱柱过长会增大进出口压力比，相反会降低分离度。
(2)、色谱柱填料颗粒大小也是主要因素，粒子越细，由于表面积增加，分辩效果越好，但是颗粒细会增大柱压降，也会起反作用。
(3)、柱温对分辩效果也有很大影响，因为气体在液体中的溶解度或在固体表面的吸附程度都随温度增高而降低，在气液色谱分析中，当超过一定温度时，静态的液体通常会从色谱柱中挥发掉，所以选择柱温时应考虑到样品的沸点。一般是略低于样品沸点的平均值。
(4)、载气种类的影响。常用的载气有 N2、H2、He、Ar等，其中H2、He 气的分子量较小，有利于提高分析速度，但浓度较高的介质易在其间形成扩散，影响分离度，所以在实际测量中H2、 He气体一般都用在介质浓度较低的区域并提高其流速，减少扩散的影响。N2、Ar等分子量较大的气体的优点是扩散作用小，缺点是在柱中压降大流速慢，即分析周期长。
(5)、载气流速的影响。介质在固定相上的滞留时间，主要取决于介质自身的特性(挥发性，极性等)和载气的流速。所以流速快慢直接影响分离度。
(6)、进样时间和进样量的影响。进样时间应尽量短，原则上的瞬间进样会提高分离度。进样量应尽量小，但应使检测器能够识别。
2、实验大纲部分
1．气相色谱工作原理:是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同,当汽化后的样品被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次分配,由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同,因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流讯号经放大后,在记录器上描绘出各组份的色谱峰。
2.气相色谱仪的组成及作用:
（1）载气系统:包括气源、气体净化、气体流速控制，提供稳定流量/压力的高纯载气。
（2）进样系统：包括注射器和进样口（隔垫、衬管），样品被注射器注入衬管后（液体样品将瞬间汽化），被载气带入色谱柱，分流功能也在进样口实现。
（3）色谱柱和柱温箱：在恒温或程序升温控制下，样品中各组分在色谱柱上实现分离
（4）检测系统：获得与各组分含量呈比例的信号。
（5）记录系统：包括放大器及记录仪，或数据处理装置及工作站，记录检测器获得的信号，得到色谱图，并可以对色谱峰进行积分等处理。
3．氢火焰检测器的工作原理
原理：含碳有机物在氢火焰中燃烧时，产生化学电离，发生下列反应：（1） CH + O CHO+ + e；（2）CHO+ + H2O H3O+ + CO。在电场作用下，正离子被收集到负极，产生电流。
检测器结构： 如下图所示，在喷嘴上加一极化电压，氢气从管道7进入喷嘴，与载气混合后由喷嘴逸出进行燃烧，助燃空气由管道6进入，通过空气扩散器5均匀分布在火焰周围进行助燃，补充气从喷嘴管道底部8通入。
4．气相色谱保留时间定性方法
在混合物样品得到分离之后，利用已知物保留值对各色谱峰进行定性是色谱法中最常用的一种定性方法。它的依据是在相同的色谱操作条件下，同一种物质应具有相同的保留值，当用已知物的保留时间与未知物组分的保留时间完全相同，则认为它们可能是相同的化合物。这个方法是以各组分的色谱峰必须分离为单独峰为前提，同时还需要有作为对照用的标准物质。
5．气相色谱外标法定量的定义和特点
色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积（或峰高）成正比。数据处理软件（工作站）可以给出包括峰高和峰面积在内的多种色谱数据。因为峰高比峰面积更容易受分析条件波动的影响，且峰高标准曲线的线性范围也较峰面积的窄，因此，通常情况是采用峰面积进行定量分析。
外标法是色谱分析中一种简便的定量方法。当样品中所有组分都得到良好的分离并都能被检测而得到色谱峰时，则可利用外标法定量计算样品中各组分的浓度。
6、极性毛细管气相色谱柱
挥发性有机酸属于极性物质，所以选择极性色谱柱DB-WAXetr，其固定相是聚乙二醇（PEG），强极性。最高使用温度240℃。
五、样品预处理
将取得的污泥发酵液，离心5000-8000转/min，取上清液过0.45um膜，稀释50-100倍，在2mL气相色谱样品瓶中，加入0.9mL稀释后样品，再加入3%磷酸0.9mL（使得pH<2）。
六、实验步骤
1. 通载气N2约1分钟后，打开氢气和空气钢瓶。
2. 打开稳压电源、打开气相色谱仪主电源，打开电脑及工作站。
3. 分别设定柱温、进样口温度和检测器温度50℃、220℃和250℃。
4. 当温度达到设定值后，在工作站中，设定分析文件名、文件路径和仪器方法，等待仪器显示ready。
5. 将标准样品系列依次从低浓度到高浓度手动进样0.5uL，按start按钮开始进样测试。
6. 将样品自动进样0.5uL，按start按钮开始进样测试。
7. 测试结束后，对每个色谱图进行积分处理，并记录所有数据。
8. 启动降温程序，待柱温、进样口温度和检测器温度均降至50℃以下后，依次关闭气相色谱仪、化学工作站，关掉气体钢瓶及稳压电源。
七、注意事项
1. 先通载气，再打开仪器；先关仪器，再关载气。
2. 注意各气体钢瓶的检漏，尤其是氢气。
气相色谱流程
1. 载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制;
2. 进样系统：进样器及气化室；
3. 色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）；
4. 检测器：可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；
5. 记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪；
6. 温度控制系统：柱室、气化室的温度控制。
隔垫的作用
隔垫将样品流路与外部隔开，进样针插入时，能保持系统内压，防止泄漏，避免外部空气渗入，污染系统。
隔垫要定期更换，为防止：
没漏汽，分解，样品损失，出鬼峰，柱效下降
如何维护
进样口温度不要超过隔垫的最高使用温度
定期更换（200次）
安装后用“手紧“
使用针尖锋利的注射器
衬管的作用
衬管是进样口的中心，样品在此气化
为什么要更换衬管
衬管不定期更换，或使用不当会出现：
?峰形变坏，
?样品分解或歧视，
?重现性差，
?出鬼峰．
注意事项
检测器温度不能低于进样口温度，否则会污染检测器进样口温度应高于柱温的最高值，同时化合物在此温度下不分解。
l 含酸、碱、盐、水、金属离子的化合物不能分析，要经过处理方可进行。
l 进样器所取样品要避免带有气泡以保证进样重现性。
l 取样前用溶剂反复洗针，再用要分析的样品至少洗2-5次以避免样品间的相互干拢。
l 需直接进样品，要将注射器洗净后，将针筒抽干避免外来杂质的干拢。
色谱柱选择原则
色谱柱的选择主要是选择固定液或固定相，遵循“相似相溶”原理。基于此原理的色谱流出规律如下：
① 分离非极性物质：一般选用非极性固定液，这时样品中的各组分按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先流出，沸点高的后流出；
② 分离极性物质：选用极性固定液，这时样品中的各组分主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱；
③ 分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰，极性组分（或易被极化的组分）后出峰；
三吹扫捕集-GC-MS实验部分
（四级杆质谱检测仪）
1、实验目的或思考题部分
实验报告要求及实验思考题
1.1. 通过标准谱库的检索，分析出峰时间为5.59min、7.17min和7.79min的色谱峰代表什么物质？
1.2. 通过S/N分析质谱分析中，全扫描和单离子扫描的区别。
1.3.吹扫捕集预处理的特点。
2、实验大纲部分
2.1．质谱检测器的工作原理
以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比（m/e）的离子，然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度，从而确定被测物质的分子量和结构。
有机质谱仪主要用于有机化合物的结构鉴定，它能提供化合物的分子量、元素组成以及官能团等结构信息。分为四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等。本实验中使用的是四极杆质谱仪。
2.2．质谱图定性方法
以相同的70eV能量电子轰击样品束，同一种物质应具有相同的质谱图。国际上通用的标准质谱库收集了大部分已知化合物在70eV电子轰击电离源下产生的质谱图，如NIST库。用未知物组分的质谱与质谱库中的标准图比对，按照相似度可排列出可能的化合物。如果要进一步确认，则需用标准样品进样，以保留时间辅助确定。
2.3、非极性/弱极性毛细管气相色谱柱
苯系物是非极性的化合物，部分有弱极性，针对苯系物样品的测定，选择固定相为5%苯基95%二甲硅亚芳基硅氧烷的非极性柱DB-5MS，“MS”是指针对质谱检测器设计的低流失气相色谱柱。
2.4、吹扫捕集原理
通过吹脱管用氮气将水样中的挥发性有机物VOCs连续吹脱出来，通过气流带入并吸附于捕集管中，待水样中VOCs被全部吹脱出来后，停止对水样的吹脱并迅速加热捕集管，将捕集管中的VOCs热脱附出来，进入气相色谱仪。气相色谱仪采用在线冷柱头进样，使加热脱附的VOCs冷凝浓缩，然后快速加热进样。与其他方法相比，吹扫捕集法具有样品用量少，组分损失小，检测限低，无溶剂污染，操作快捷方便等特点。
2.5、质谱系统的构造
质谱系统一般由真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器和计算机控制与数据处理系统（工作站）等部分组成。
3. 其他与GC-MS相关的知识
3.1. 由质谱图可以获得的信息
①在质谱图中，每个质谱峰表示一种质荷比的离子;
②根据特征质谱峰，可以进行定性分析（无机物、有机物、同位素分析等）；
③质谱峰的强度表示该离子的多少，可以进行定量分析；
④对于有机化合物质谱，根据质谱峰的质荷比和相对强度，可以进行结构分析。
3.2. 质谱分析的特点
l 应用广：可进行同位素分析
化学分析 无机成分分析
有机成分分析
l 精确测定原子量或分子量
l 灵敏度高：有机物分析可达 50pg（pg为10-12g）
无机物分析可达 10-14g
l 分析速度快
l 可实现多组分多形态同时检测
l 匹配功能强：可与GC、HPLC、ICP、TA & DSC等大型仪器联用
3.3. 高真空要求的理由
压强高，气体密度大，离子与气体分子发生碰撞，使离子运动方向偏离正常轨道；
高气压可导致离子－分子反应，改变质谱图；
氧分压过高影响离子源中灯丝的寿命；
离子源高气压可能引起加速电压发电；
高气压产生的高本底干扰质谱图；
高气压干扰轰击电子束的正常调节。
3.4. 质谱仪进样系统
3.5.吹扫捕集和顶空比较
3.5.离子源分类
按样品离子化方式：
气相源：先蒸发再激发，适于沸点低于500 度、对热稳定的样品的离子化，包括电子轰击源、化学电离源、场电离源、火花源；
n 解吸源：固态或液态样品不需要挥发而直接被转化为气相，适用于分子量高达105的非挥发性或热不稳定性样品的离子化。包括场解吸源、快原子轰击源、激光解吸源、离子喷雾源和热喷雾离子源等
按离子化的能量：
n 硬源：离子化能量高，如EI。伴有化学键的断裂，谱图复杂，可得到分子官能团的信息；
n 软源：离子化能量低，如CI、ESI。产生的碎片少，谱图简单，可得到分子量信息。
四 高效液相色谱部分
（紫外-可见光检测器和二极管阵列检测器）
1、实验目的或思考题
1》．高效液相色谱分析法的基本原理及色谱柱的选择。
2》．紫外-可见光检测器的基本原理及其适用范围。
3》．高效液相色谱（1200LC）组成结构、性能。
4》．实验步骤及注意事项（重点）。
5》．高效液相色谱（1200LC）根据标准样品的保留时间定性及定量方法
6》．掌握数据分析与处理及报告输出。
1》．掌握高效液相色谱分析法中的基本原理（包括分配分离原理、紫外-可见光检测器检测原理）。
2》．基本了解高效液相色谱（1200LC）组成结构，硬件操作及掌握化学工作站的开机，关机，参数设定，数据采集及分析的基本操作。
3》．了解紫外-可见光检测器的基本原理及其适用范围。
4》．掌握高效液相色谱定性、外标定量方法。
1》、为什么溶剂和样品要过滤?
2》、高效液相色谱定性、定量的依据是什么？
3》、如何防止溶剂瓶内溶剂过滤器的堵塞，以及堵塞后的处理？
2、实验大纲和上课内容
2．1、高效液相色谱分析法的基本原理
液相色谱法适用于分离低挥发性或非挥发性、热稳定性差的物质。
分配色谱原理：主要基于样品分子在流动相和固定相间的溶解度不同（分配作用）而实现分离的液相色谱分离模式。
正相色谱法 采用极性固定相（如聚乙二醇、氨基与腈基键合相）；流动相为相对非极性的疏水性溶剂（烷烃类如正已烷、环已烷），常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷等以调节组分的保留时间。常用于分离中等极性和极性较强的化合物（如酚类、胺类、羰基类及氨基酸类等）。
反相色谱法 一般用非极性固定相（如C18、C8）；流动相为水或缓冲液，常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶的有机溶剂以调节保留时间。适用于分离非极性和极性较弱的化合物。RPC在现代液相色谱中应用最为广泛，据统计，它占整个HPLC应用的80%左右。
正相色谱法与反相色谱法比较表
2.2、高效液相色谱（1200LC）组成结构、性能
（四元泵、自动进样器、柱温箱、 UV-VIS检测器、C18色谱柱)， 稳压电源。
流动相——真空在线脱气机——四元比例阀——主动输入阀——泵头——出口单向阀——压力阻尼器（侧压力）——泵头——排液阀——自动进样器（其冷凝水排水管必须高于收集瓶，不能浸在液体里。其下有一控温模块，定量环标配100ul，一般进样量5ul-50ul较好）——柱温箱——紫外监测器（流通池）——荧光检测器（一定要荧光串联在紫外之前，因其流通池耐压20bar，紫外可耐压40bar）
2.3、实验步骤及注意事项。
（1）准备
根据待测物要求配制多个浓度点标准样品，待测样品（样品需要前处理），准备HPLC所需流动相，检查线路是否连接完好，废液瓶是否够用等。
（2）样品分析
1）开机。打开电脑、HPLC各组件电源（所有组件）、打开软件。
2）配置仪器，打开工作界面，按操作要求赶流动相气泡。（逆时针方向旋松泵头（2-3圈）——在软件上泵模块，设置泵里控制排A（设为100%）或B，流速为3-5ml/min，排5-10min，A相排完后，直接切换到B，即将B相设为100%，确认即可——依次排所需流动相——各流动相均排完后将流速改回原来的1ml/min——顺时针方向旋紧泵头。注意：排气时注意观察压力，如果压力超过10bar，报警，可能是滤芯脏了）
3）建立平衡柱子分析方法，保存并运行。
4）在脱机状态下建立样品分析方法，设置自动进样器方法（sequence），设置数据保存文件。
5）待柱子平衡后，运行所设置的sequence，分析标准样品及实际样品。
6）建立清洗及保存柱子的方法，并在样品分析结束后运行。
7）所有程序结束后，关泵、关灯，退出程序，关闭主机、电脑及相关附件。
（3）数据处理
可在脱机状态下整理实验数据。
2.5．高效液相色谱（1200LC）根据标准样品的保留时间定性及定量方法
根据标准样品的保留时间定性
根据标准样品的的标准曲线定量（外标法）
标准曲线绘制方法：（1）先打开数据file-load signal,选中一个数据文件-ok（2）Calibration-New calibration-定一个浓度值-ok（3）在compound 里输入峰名（4）多点校正，重复（1）后，在校正中添加级别，（3）完成后，保存方法
2.6．掌握数据分析与处理及报告输出。
（1）在脱机状态下，进入数据分析画面。
（2） 从“File”菜单选择“Load signal”，选中您的数据文件名
（3）积分要分析的数据（可自动，可手动）
（4）根据打开的方法，打印报告，可看结果（可编辑报告内容）
撰写实验报告（内容应包括实验目的、基本原理、仪器与试剂、实验步骤（重点）、实验数据记录、结果与讨论等（绘制外标曲线并求所测样品的结果），回答思考题）。注意：实验步骤请不要按大纲上的内容抄
思考题：
1、为什么溶剂和样品要过滤?
2、流动相使用前为什么要脱气？
3、如何防止溶剂瓶内溶剂过滤器的堵塞，以及堵塞后的处理？
4、系统压力过高的原因有哪些？？
1、为什么溶剂和样品要过滤?
溶剂和样品过滤非常重要，它会对色谱柱、仪器起到保护作用，消除由于污染对分析结果的影响。
色谱柱：由于填料颗粒很细，色谱柱内腔很小，溶剂和样品中的细小颗粒会使色谱柱和毛细管容易堵塞。
仪器：溶剂和样品中的细小颗粒会增加进样阀的堵塞和磨损，同时也会增加泵头内的蓝宝石活塞杆和活塞的磨损。
2、流动相使用前为什么要脱气？
流动相使用前必须进行脱气处理 ，以除去其中溶解的气体（如O2），以防
止在洗脱过程中当流动相由色谱柱流至检测器时，因压力降低而产生气泡。气
泡会增加基线的噪音，造成灵敏度下降，甚至无法分析。溶解的氧气还会导致
样品中某些组份被氧化，柱中固定相发生降解而改变柱的分离性能。若用FLD，
可能会造成荧光猝灭。
3、如何防止溶剂瓶内溶剂过滤器的堵塞，以及堵塞后的处理？
溶剂的质量或污染以及藻类的生长会堵塞溶剂过滤器，从而影响泵的运行，尤其水溶液或磷酸盐缓冲液（PH=4-7）。以下几种方法可以有效防止溶剂瓶
内溶剂过滤器的堵塞。
A：请严格执行溶剂过滤。
B：请勿使用多日存放的蒸馏水及磷酸盐缓冲液
C：如果应用许可，可在溶剂中加入0.0001---0.001M的叠氮化钠.
D：在溶剂瓶内溶剂的上方小流量连续吹氩气,以隔绝空气。
E：避免使溶剂瓶暴露在直射阳光下，尽量使用琥珀色的溶剂瓶盛放水溶液或
磷酸盐缓冲液。
溶剂瓶里的砂心滤头清洗方法：用浓硝酸（分析纯）泡1小时左右，再用液相用水泡1-2小时，冲洗干净即可，不建议用超声洗。
4、系统压力过高的原因有哪些？
压力过高，可能的原因：
A色谱柱进口过滤芯被污染
B冲洗阀过滤芯被污染
C色谱柱被污染
D连接管路的毛细管赌赛
E进样器转子上的凹槽被赌赛
F进样针或针座被赌赛
新柱子活化：（一般情况）
1）90%水，10%甲醇 冲洗10-20min，2）90%甲醇，10%水 稳定30min，具体根据各柱子的说明书来做，有的柱子是直接用100%的有机溶剂来活化。
清洗及保存柱子的方法：（一般情况）
1）95%水，5%甲醇，1ml/min，冲洗半小时；2）再过度到100%甲醇（半小时作用）；3）用100%甲醇冲洗1小时。（短期内使用），如果长期不用，建议90%的甲醇，10%的水保存，因为有机相易挥发，长期不用，柱子会干。如果加盐的话（峰形更漂亮），要用脱盐系统，并且清洗时，要将盐相换成水相，不能用盐洗系统。
4个溶剂瓶里的砂心滤头清洗方法
用浓硝酸（分析纯）泡1小时左右，再用液相用水泡1-2小时，冲洗干净即可，不建议用超声洗。
换溶剂、过滤头后，都要排气泡。如果系统进气泡：用异丙醇，低流速赶气泡