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1、 第四章第四章 常用色谱技术常用色谱技术问问 题题甜酒酿中酒精含量的测定甜酒酿中酒精含量的测定甜酒酿中酒精含量的测定甜酒酿中酒精含量的测定塑料的结构鉴定塑料的结构鉴定塑料的结构鉴定塑料的结构鉴定大豆油成分分析大豆油成分分析大豆油成分分析大豆油成分分析浓度低于浓度低于浓度低于浓度低于1ppm1ppm的的的的COCO，COCO2 2的定量的定量的定量的定量4.1 4.1 液上气相色谱法（顶空分析）液上气相色谱法（顶空分析）4.1.1 4.1.1 定义定义指用气相色谱法来分析封闭系统中指用气相色谱法来分析封闭系统中指用气相色谱法来分析封闭系统中指用气相色谱法来分析封闭系统中与液体和固体达到热力学平衡
2、的气与液体和固体达到热力学平衡的气与液体和固体达到热力学平衡的气与液体和固体达到热力学平衡的气相，从而间接测量液体或固相样品相，从而间接测量液体或固相样品相，从而间接测量液体或固相样品相，从而间接测量液体或固相样品中的被测组分。中的被测组分。中的被测组分。中的被测组分。4.1.2 4.1.2 特点特点减少样品预处理工作，选择性好，减少样品预处理工作，选择性好，减少样品预处理工作，选择性好，减少样品预处理工作，选择性好，基体干扰小，灵敏度、精度高。基体干扰小，灵敏度、精度高。基体干扰小，灵敏度、精度高。基体干扰小，灵敏度、精度高。4.1.3 4.1.3 顶空分析的分类顶空分析的分类动态顶空分析动
3、态顶空分析动态顶空分析动态顶空分析静态顶空分析静态顶空分析静态顶空分析静态顶空分析固相微萃取固相微萃取固相微萃取固相微萃取(SPME,(SPME,Solid Phase MicroExtractionSolid Phase MicroExtraction)4.1.4 4.1.4 应用范围应用范围检测的被分析物检测的被分析物检测的被分析物检测的被分析物200200以下挥发以下挥发以下挥发以下挥发样品前处理工作复杂，如固体、膏体、复杂液体样品前处理工作复杂，如固体、膏体、复杂液体样品前处理工作复杂，如固体、膏体、复杂液体样品前处理工作复杂，如固体、膏体、复杂液体4.1.5 4.1.5 进样装置进样
4、装置静态顶空分析静态顶空分析动态顶空分析流程动态顶空分析流程顶空固相微萃取示意图顶空固相微萃取示意图4.1.6 4.1.6 定量方法定量方法（1 1 1 1）定量原理）定量原理）定量原理）定量原理n n亨利定律：亨利定律：n n理想气体：理想气体：n n顶空中被分析物的浓度正比于溶液中被分析顶空中被分析物的浓度正比于溶液中被分析物的浓度物的浓度 因此：因此：因此：因此：n n体积比恒定，重现性好体积比恒定，重现性好n n 下降，灵敏度高。即样品量多，灵敏度高下降，灵敏度高。即样品量多，灵敏度高n nK K下降，灵敏度高。下降，灵敏度高。方法有：提高平衡温度；向基体中加盐；向基体方法有：提高平衡
5、温度；向基体中加盐；向基体方法有：提高平衡温度；向基体中加盐；向基体方法有：提高平衡温度；向基体中加盐；向基体中加入另一种溶剂，以改变被分析物的浓度中加入另一种溶剂，以改变被分析物的浓度中加入另一种溶剂，以改变被分析物的浓度中加入另一种溶剂，以改变被分析物的浓度被分析物被分析物溶溶剂剂（基体）（基体）K(25K(25)甲苯甲苯甲苯甲苯乙醇乙醇乙醇乙醇癸癸烷烷水水癸癸烷烷水水3000300044606050005000（2 2 2 2）定量方法定量方法定量方法定量方法n n样品制备样品制备样品制备样品制备 外标法外标法外标法外标法n n基体模仿基体模仿基体模仿基体模仿 内标法内标法内标法内标法n
6、 n标准加入法标准加入法标准加入法标准加入法 未知基体未知基体未知基体未知基体n n4.1.7 应用举例应用举例美国药典中规定药品的残留溶剂测定美国药典中规定药品的残留溶剂测定（静态顶空法）（静态顶空法）动态顶空法动态顶空法静态顶空分析与静态顶空分析与SPME的比较的比较4.2 裂解气相色谱裂解气相色谱4.2.1 基本原理及特点基本原理及特点 高分子化合物在一定条件下热裂解成易挥发的小分子，然高分子化合物在一定条件下热裂解成易挥发的小分子，然高分子化合物在一定条件下热裂解成易挥发的小分子，然高分子化合物在一定条件下热裂解成易挥发的小分子，然后将其由载气携带入色谱柱中进行分析。裂解产物的组成后将
7、其由载气携带入色谱柱中进行分析。裂解产物的组成后将其由载气携带入色谱柱中进行分析。裂解产物的组成后将其由载气携带入色谱柱中进行分析。裂解产物的组成和相对含量与被测物的组成和结构有一定的对应关系。和相对含量与被测物的组成和结构有一定的对应关系。和相对含量与被测物的组成和结构有一定的对应关系。和相对含量与被测物的组成和结构有一定的对应关系。n n该方法具有以下特点：该方法具有以下特点：该方法具有以下特点：该方法具有以下特点：n n方法简单，快速，样品无需复杂的预处理。方法简单，快速，样品无需复杂的预处理。方法简单，快速，样品无需复杂的预处理。方法简单，快速，样品无需复杂的预处理。n n方法适用性强
8、，应用广泛。方法适用性强，应用广泛。方法适用性强，应用广泛。方法适用性强，应用广泛。n n设备简单，在普通气相色谱仪上安装裂解装置亦可实设备简单，在普通气相色谱仪上安装裂解装置亦可实设备简单，在普通气相色谱仪上安装裂解装置亦可实设备简单，在普通气相色谱仪上安装裂解装置亦可实现。现。现。现。4.2.2 裂解机理裂解机理n n100300100300：热降解阶段。：热降解阶段。：热降解阶段。：热降解阶段。C-CC-C键破坏很少，只产生简单的分键破坏很少，只产生简单的分键破坏很少，只产生简单的分键破坏很少，只产生简单的分子量递减。子量递减。子量递减。子量递减。n n300500300500：缓和裂解
9、阶段。：缓和裂解阶段。：缓和裂解阶段。：缓和裂解阶段。C-CC-C键有一定程度的断裂，次级键有一定程度的断裂，次级键有一定程度的断裂，次级键有一定程度的断裂，次级反应很少。反应很少。反应很少。反应很少。n n500800500800：正常裂解阶段。：正常裂解阶段。：正常裂解阶段。：正常裂解阶段。C-CC-C键受破坏，产生较多单体，键受破坏，产生较多单体，键受破坏，产生较多单体，键受破坏，产生较多单体，也有低聚物存在，存在次级反应。也有低聚物存在，存在次级反应。也有低聚物存在，存在次级反应。也有低聚物存在，存在次级反应。n n80011008001100：强烈裂解阶段。产生大量碎片和少量单体，存
10、：强烈裂解阶段。产生大量碎片和少量单体，存：强烈裂解阶段。产生大量碎片和少量单体，存：强烈裂解阶段。产生大量碎片和少量单体，存在明显次级反应。在明显次级反应。在明显次级反应。在明显次级反应。裂解温度是裂解色谱的关键参数，通常控制在裂解温度是裂解色谱的关键参数，通常控制在裂解温度是裂解色谱的关键参数，通常控制在裂解温度是裂解色谱的关键参数，通常控制在450 600450 600，具，具，具，具有三元结构的高分子可采用有三元结构的高分子可采用有三元结构的高分子可采用有三元结构的高分子可采用600800600800的温度。的温度。的温度。的温度。4.2.3 裂解装置裂解装置n n裂解装置的结构和性能
11、直接影响分析的裂解装置的结构和性能直接影响分析的准确度和重现性。准确度和重现性。n n要使样品受热均匀并快速达到预定的裂要使样品受热均匀并快速达到预定的裂解温度。抑制次级反应的发生。解温度。抑制次级反应的发生。n n 管式炉裂解器管式炉裂解器管式炉裂解器管式炉裂解器 热（丝）裂解器热（丝）裂解器热（丝）裂解器热（丝）裂解器 居里点裂解器：居里点裂解器：居里点裂解器：居里点裂解器：利用高频感应加热进利用高频感应加热进利用高频感应加热进利用高频感应加热进行裂解。裂解温度为行裂解。裂解温度为行裂解。裂解温度为行裂解。裂解温度为铁磁丝的居里点温度，铁磁丝的居里点温度，铁磁丝的居里点温度，铁磁丝的居里点
12、温度，不可调。加热快，在不可调。加热快，在不可调。加热快，在不可调。加热快，在100ms100ms以下。以下。以下。以下。激光裂解器激光裂解器激光裂解器激光裂解器4.2.4 应用举例应用举例n n可用于大分子化合物的定性与结构研究，裂解动力学可用于大分子化合物的定性与结构研究，裂解动力学可用于大分子化合物的定性与结构研究，裂解动力学可用于大分子化合物的定性与结构研究，裂解动力学和高分子热稳定性研究，微生物等的分类等。和高分子热稳定性研究，微生物等的分类等。和高分子热稳定性研究，微生物等的分类等。和高分子热稳定性研究，微生物等的分类等。油脂的分析油脂的分析裂解裂解+衍生化衍生化木材的鉴别木材的鉴
13、别4.3 色谱中的衍生化技术色谱中的衍生化技术 n n衍生化技术解决四类问题：衍生化技术解决四类问题：n n降低样品的沸点和极性（降低样品的沸点和极性（降低样品的沸点和极性（降低样品的沸点和极性（GCGC）n n改善物质的响应特性，增大其在检测器中的响应值改善物质的响应特性，增大其在检测器中的响应值改善物质的响应特性，增大其在检测器中的响应值改善物质的响应特性，增大其在检测器中的响应值n n改善分离改善分离改善分离改善分离n n提高样品的稳定性提高样品的稳定性提高样品的稳定性提高样品的稳定性n n通常有离线反应和在线反应两种方式，在线反应通常有离线反应和在线反应两种方式，在线反应又可分为柱前和
14、柱后两种形式。又可分为柱前和柱后两种形式。4.3.1 气相色谱中的常用衍生化技术气相色谱中的常用衍生化技术n n硅烷化衍生法：硅烷化衍生法：硅烷化衍生法：硅烷化衍生法：应用最广，可用于醇，胺、酚、酸等应用最广，可用于醇，胺、酚、酸等物质的处理。物质的处理。n n酯化衍生法酯化衍生法酯化衍生法酯化衍生法：处理有机脂肪酸类。：处理有机脂肪酸类。：处理有机脂肪酸类。：处理有机脂肪酸类。n n酰化衍生法：酰化衍生法：酰化衍生法：酰化衍生法：适合于含胺基、羟基、巯基试样的处理：适合于含胺基、羟基、巯基试样的处理：适合于含胺基、羟基、巯基试样的处理：适合于含胺基、羟基、巯基试样的处理：4.3.2 液相色谱
15、中的衍生化技术液相色谱中的衍生化技术n n紫外发色反应紫外发色反应紫外发色反应紫外发色反应n n羧酸的衍生化（羧酸的衍生化（羧酸的衍生化（羧酸的衍生化（1-P-1-P-硝基硝基硝基硝基-3-3-甲苯基三氮烯，甲苯基三氮烯，甲苯基三氮烯，甲苯基三氮烯，PNBTTPNBTT）n n醛和酮的衍生化（醛和酮的衍生化（醛和酮的衍生化（醛和酮的衍生化（P-P-硝基苄氧基胺盐酸盐，硝基苄氧基胺盐酸盐，硝基苄氧基胺盐酸盐，硝基苄氧基胺盐酸盐，PNBAPNBA）n n醇、胺、苯酚类的衍生化（二硝基苯酰氯，醇、胺、苯酚类的衍生化（二硝基苯酰氯，醇、胺、苯酚类的衍生化（二硝基苯酰氯，醇、胺、苯酚类的衍生化（二硝基苯
16、酰氯，ONBCONBC）n n氨基酸的衍生化（邻苯二甲醛，氨基酸的衍生化（邻苯二甲醛，氨基酸的衍生化（邻苯二甲醛，氨基酸的衍生化（邻苯二甲醛，OPAOPA；芴代甲氧基酰氯；芴代甲氧基酰氯；芴代甲氧基酰氯；芴代甲氧基酰氯 FMOCFMOC），亦可用于荧光检测），亦可用于荧光检测），亦可用于荧光检测），亦可用于荧光检测n n荧光反应荧光反应荧光反应荧光反应如衍生化试剂如衍生化试剂n n5-5-二甲基氨基萘二甲基氨基萘-1-1-磺酰氯磺酰氯氨基酸氨基酸n n5-5-二甲基氨基萘二甲基氨基萘-1-1-磺酰肼磺酰肼甾酮类等甾酮类等4.3.3 应用举例应用举例标准溶液（上）和烟草样品（下）中甲酯化有机酸气
17、相色谱图标准溶液（上）和烟草样品（下）中甲酯化有机酸气相色谱图乳酸 草酸 丙二酸 乙酰丙酸 苹果酸 柠檬酸 棕榈酸 亚油酸 油酸亚麻酸 硬脂酸 内标（己二酸）氨基酸分析系统（柱后衍生）氨基酸分析系统（柱后衍生）1.柠檬酸盐缓冲液，2.柠檬酸盐缓冲液，3.柠檬酸盐缓冲液，氯代丁二亚胺，5.邻苯二甲酰-2-巯基乙醇的硼酸缓冲液，pH=10 OPA OPA与一级氨基酸反应结合与一级氨基酸反应结合与一级氨基酸反应结合与一级氨基酸反应结合FMOCFMOC与二级氨基酸与二级氨基酸与二级氨基酸与二级氨基酸反应快速柱前衍生反应快速柱前衍生反应快速柱前衍生反应快速柱前衍生4.4 4.4 手性分离技术手性分离技术
18、 手性气相色谱手性气相色谱n n用气相色谱法分离手性化合物通常采用手性柱直接用气相色谱法分离手性化合物通常采用手性柱直接用气相色谱法分离手性化合物通常采用手性柱直接用气相色谱法分离手性化合物通常采用手性柱直接分离测定。其关键是手性固定相的制备与选择。分离测定。其关键是手性固定相的制备与选择。分离测定。其关键是手性固定相的制备与选择。分离测定。其关键是手性固定相的制备与选择。n n制备稳定、分离范围广的手性毛细管柱，要求固定制备稳定、分离范围广的手性毛细管柱，要求固定制备稳定、分离范围广的手性毛细管柱，要求固定制备稳定、分离范围广的手性毛细管柱，要求固定相：相：相：相：n n具备手性识别的立体结
19、构，至少含一个手性中心具备手性识别的立体结构，至少含一个手性中心具备手性识别的立体结构，至少含一个手性中心具备手性识别的立体结构，至少含一个手性中心n n具有低熔点和高沸点，使用温度范围宽具有低熔点和高沸点，使用温度范围宽具有低熔点和高沸点，使用温度范围宽具有低熔点和高沸点，使用温度范围宽n n可涂性好，可制备出高效能的手性毛细管柱可涂性好，可制备出高效能的手性毛细管柱可涂性好，可制备出高效能的手性毛细管柱可涂性好，可制备出高效能的手性毛细管柱（1 1）基于氢键作用的手性固定相基于氢键作用的手性固定相n n主要是氨基酸衍生物固定相主要是氨基酸衍生物固定相主要是氨基酸衍生物固定相主要是氨基酸衍生
20、物固定相（2 2）基于配位作用的手性固定相基于配位作用的手性固定相n n主要是手性金属络合物主要是手性金属络合物主要是手性金属络合物主要是手性金属络合物（3 3）基于包结络合作用的手性固定相基于包结络合作用的手性固定相n n主要是环糊精衍生物及手性冠醚，应用最为广泛，手性主要是环糊精衍生物及手性冠醚，应用最为广泛，手性主要是环糊精衍生物及手性冠醚，应用最为广泛，手性主要是环糊精衍生物及手性冠醚，应用最为广泛，手性拆分能力强拆分能力强拆分能力强拆分能力强n n可将环糊精手性固定相用聚硅氧烷稀释后可将环糊精手性固定相用聚硅氧烷稀释后可将环糊精手性固定相用聚硅氧烷稀释后可将环糊精手性固定相用聚硅氧烷
21、稀释后制柱，优点是：制柱，优点是：制柱，优点是：制柱，优点是：n n聚硅氧烷易于涂渍，可获高柱效聚硅氧烷易于涂渍，可获高柱效聚硅氧烷易于涂渍，可获高柱效聚硅氧烷易于涂渍，可获高柱效n n混合固定液熔点降低可在较宽温度范围内使用混合固定液熔点降低可在较宽温度范围内使用混合固定液熔点降低可在较宽温度范围内使用混合固定液熔点降低可在较宽温度范围内使用n n选择合适的稀释剂，使环糊精衍生物在较宽极选择合适的稀释剂，使环糊精衍生物在较宽极选择合适的稀释剂，使环糊精衍生物在较宽极选择合适的稀释剂，使环糊精衍生物在较宽极性范围内使用（常用的性范围内使用（常用的性范围内使用（常用的性范围内使用（常用的OV-1
22、701OV-1701OV-1701OV-1701，OV-7OV-7OV-7OV-7等）等）等）等）n n减少环糊精衍生物的用量减少环糊精衍生物的用量减少环糊精衍生物的用量减少环糊精衍生物的用量例例 手性液相色谱手性液相色谱(1)(1)手性固定相法手性固定相法n n蛋白质手性固定相蛋白质手性固定相蛋白质手性固定相蛋白质手性固定相 拆分范围广。但对操作条件要求较苛刻拆分范围广。但对操作条件要求较苛刻拆分范围广。但对操作条件要求较苛刻拆分范围广。但对操作条件要求较苛刻n n纤维素类手性固定相纤维素类手性固定相纤维素类手性固定相纤维素类手性固定相 稳定性好、制作简单，特别适合于芳香化合物的稳定性好、制
23、作简单，特别适合于芳香化合物的稳定性好、制作简单，特别适合于芳香化合物的稳定性好、制作简单，特别适合于芳香化合物的分离分离分离分离n n大环手性固定相大环手性固定相大环手性固定相大环手性固定相 环糊精类：可采用正相和反相系统，适合于双环、环糊精类：可采用正相和反相系统，适合于双环、环糊精类：可采用正相和反相系统，适合于双环、环糊精类：可采用正相和反相系统，适合于双环、稠环化合物的分离，稠环化合物的分离，稠环化合物的分离，稠环化合物的分离，型型型型使用最广泛使用最广泛使用最广泛使用最广泛 冠醚类：适合于氨基酸及其衍生物对映体的分离冠醚类：适合于氨基酸及其衍生物对映体的分离冠醚类：适合于氨基酸及其
24、衍生物对映体的分离冠醚类：适合于氨基酸及其衍生物对映体的分离n n配体手性固定相配体手性固定相配体手性固定相配体手性固定相 特别适合氨基酸、二肽等的分离，可用于手性制备特别适合氨基酸、二肽等的分离，可用于手性制备特别适合氨基酸、二肽等的分离，可用于手性制备特别适合氨基酸、二肽等的分离，可用于手性制备n n刷型手性固定相刷型手性固定相刷型手性固定相刷型手性固定相 分离机理最成熟的一类固定相分离机理最成熟的一类固定相分离机理最成熟的一类固定相分离机理最成熟的一类固定相(2)手性流动相法n n在流动相中添加手性试剂，使之与对映体形成非对映体络在流动相中添加手性试剂，使之与对映体形成非对映体络在流动相
25、中添加手性试剂，使之与对映体形成非对映体络在流动相中添加手性试剂，使之与对映体形成非对映体络合物而得以拆分合物而得以拆分合物而得以拆分合物而得以拆分n n手性试剂吸附在柱上形成动态手性固定相手性试剂吸附在柱上形成动态手性固定相手性试剂吸附在柱上形成动态手性固定相手性试剂吸附在柱上形成动态手性固定相 操作简单，但日常消耗大。常用的手性添加剂有环糊精、操作简单，但日常消耗大。常用的手性添加剂有环糊精、操作简单，但日常消耗大。常用的手性添加剂有环糊精、操作简单，但日常消耗大。常用的手性添加剂有环糊精、手性冠醚、蛋白质、手性离子对试剂、手性配体交换试剂手性冠醚、蛋白质、手性离子对试剂、手性配体交换试剂
26、手性冠醚、蛋白质、手性离子对试剂、手性配体交换试剂手性冠醚、蛋白质、手性离子对试剂、手性配体交换试剂等。等。等。等。(3)手性试剂衍生化法经手性试剂衍生，形成非对映体，再实施分离经手性试剂衍生，形成非对映体，再实施分离经手性试剂衍生，形成非对映体，再实施分离经手性试剂衍生，形成非对映体，再实施分离例例参考书：1.1.陈立仁陈立仁,液相色谱手性分离液相色谱手性分离液相色谱手性分离液相色谱手性分离,科学出版社科学出版社,200620062.2.王立，汪正范，王立，汪正范，色谱分析样品处理色谱分析样品处理色谱分析样品处理色谱分析样品处理，化学工，化学工业出版社，业出版社，200620063.3.朱诚生，朱诚生，聚合物结构分析聚合物结构分析聚合物结构分析聚合物结构分析，科学出版社，科学出版社，20042004