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气象色谱 gc

1、基本概念、分类、特点、术语、原理
→基本概念:
(1)保留时间tr:从进样到组分浓度出现最大值(色谱峰最高点)所需时间
(2)死时间tm(t0 ):不被固定相滞留组分的保留时间,即流动相流过色谱柱所需要的时间
(3)调整保留时间:扣除死时间的保留时间,即组分在固定相中滞留的时间
(4)保留体积vr:组分从进样到出现信号最大值所需要流动相的体积
(5)死体积vm:不被固定相滞留组分的保留体积
(6)调整保留体积:组分的保留体积与死体积之差
(7)相对保留值:指在相同操作条件下,组分(i)与组分(s)的调整保留值之比,称为组分i对组分s的相对保留值,用    表示

→特点:“三高”:分离效能高、灵敏度高、选择性高
      “一快”:分析速度快
      “一广泛”:应用范围广
→分类:
按两相的聚集状态
                       

按操作形式
      
→常用术语
(1)色谱图(流出曲线):由检测器输出的电信号强度对时间作图所绘制的曲线。
(2)基线:在操作条件下,仅有流动相流过色谱柱时的流出曲线。
(3)色谱峰:色谱柱流出组分通过检测器系统产生的响应信号的微分曲线图。

→原理:色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次吸附-解吸附或“分配”的过程。

2、gc、gc-ms、hplc仪器结构
gc:气路系统、进样系统、分离系统、检测系统
gc-ms:进样系统、离子源、质量分析器、检测器、真空系统和工作站
hplc:高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、数据记录和处理系统

3、两个基本理论
塔板理论的4个假设、缺陷、贡献
→假设:
i.色谱柱是由一系列连续的、相等的水平塔板组成(塔板上部为流动相占据,下部为固定相占据)
ii.载气是间歇式(脉冲式)进入色谱柱,每次进气一个塔板体积δv
iii.在色谱柱的每一“塔板”内,组分在两相间瞬间达到分配平衡。分配系数在各塔板内是常数
iv.样品全部加在第0号塔板上,且忽略样品沿柱方向的纵向扩散
→缺陷:
(1)没有考虑动力学因素对色谱过程的影响,不能解释载气流速u对理论塔板数n的影响
(2)不能回答色谱峰为什么发生变形
(3)不能说明塔板高度受什么因素影响
→贡献:
(1)较好地解释了色谱峰形的正态分布规律
(2)提出了评价柱效能指标:n和h

速率理论
→贡献:
(1)阐述了柱温、色谱柱填充的均匀程度、填料颗粒的大小、流动相种类、流动相的流速、固定相的 
     液膜厚度等因素对柱效能的影响情况
(2)较好地解释了色谱峰扩展的原因
(3)为色谱分析工作选择最佳分离条件提供理论依据

→h=a b/u cu式中每一项代表的物理意义,各项如何引起峰形扩展
h:有效塔板高度
a:涡流扩散项
    随载气一起流动的组分由于固定相的阻碍而改变运动方向,形成“涡流”,导致不同的组分分子在柱中走过的路程长短不一致,引起峰形的扩张。
b/u:分子扩散项
组分被载气带入色谱柱后,以“塞子”的形式存在于柱内很小一段空间中,在“塞子”的前后(纵
向)存在着浓度差而形成浓度梯度,使运动着的分子产生纵向扩散。
cu:传质阻力项
    试样分子在两相中的传质受到阻力使两相分配不能瞬间达到平衡
a,b,c为常数,u为载气的平均线速度