仪器分析答案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第三章思索题解答第三章思索题解答1.从分离原理、仪器结构及应用范围上简明比较气相色谱及液从分离原理、仪器结构及应用范围上简明比较气相色谱及液相色谱异同点。相色谱异同点。解：二者都是依据样品组分与流动相和固定相相互作用力差解：二者都是依据样品组分与流动相和固定相相互作用力差异进行分离。异进行分离。从仪器结构上看，液相色谱需要增加高压泵以提升流动相流从仪器结构上看，液相色谱需要增加高压泵以提升流动相流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采取固定相种类要比气动速度，克服阻力。同时液相色谱所采取固定相种类要比气相色谱丰富多，分离方式也比较多样。气相色谱检测器主要相色谱丰富多，分离方式也比较多样。气相色谱检测器主要采取热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相采取热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。不过二者均可与不过二者均可与MS等联用。等联用。二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高物质或热稳定性差物质难以用气相色谱进优点，但沸点太高物质或热稳定性差物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于HPLC分析，而分析，而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大限制。不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大限制。第1页2.液相色谱中影响色谱峰展宽原因有哪些液相色谱中影响色谱峰展宽原因有哪些?与气相色谱相比较与气相色谱相比较,有哪些主要不一样之处有哪些主要不一样之处?解解:液相色谱中引发色谱峰扩展主要原因为涡液相色谱中引发色谱峰扩展主要原因为涡流扩散、流动流动相传质、滞留流动相传质以流扩散、流动流动相传质、滞留流动相传质以及柱外效应。及柱外效应。在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相色谱中径向扩散影响较弱，往往能够忽略。另色谱中径向扩散影响较弱，往往能够忽略。另外，在液相色谱中还存在比较显著滞留流动相外，在液相色谱中还存在比较显著滞留流动相传质及柱外效应。传质及柱外效应。第2页3.在液相色谱中在液相色谱中,提升柱效路径有哪些提升柱效路径有哪些?其中最有效路径是什么其中最有效路径是什么?解解:液相色谱中提升柱效路径主要有液相色谱中提升柱效路径主要有:1.提升柱内填料装填均匀性提升柱内填料装填均匀性;2.改进固定相改进固定相 减小粒度减小粒度;选择薄壳形担体选择薄壳形担体;选取低粘度流动相选取低粘度流动相;适当提升柱温适当提升柱温其中其中,减小粒度是最有效路径减小粒度是最有效路径.第3页4.液相色谱有几个类型液相色谱有几个类型?它们保留机理是什么它们保留机理是什么?在这些类型应在这些类型应用中用中,最适宜分离物质是什么最适宜分离物质是什么?解解:液相色谱有以下几个类型液相色谱有以下几个类型:液液-液分配色谱液分配色谱;液液-固吸附色固吸附色谱谱;化学键合色谱化学键合色谱;离子交换色谱离子交换色谱;离子对色谱离子对色谱;空间排阻色空间排阻色谱等谱等.液液-固吸附色谱是经过组分在两相间屡次吸附与解吸平衡实现固吸附色谱是经过组分在两相间屡次吸附与解吸平衡实现分离分离.最适宜分离物质为中等相对分子质量油溶性试样，凡是最适宜分离物质为中等相对分子质量油溶性试样，凡是能够用薄层色谱分离物质均可用此法分离。能够用薄层色谱分离物质均可用此法分离。其中其中;液液-液分配色谱保留机理是经过组分在固定相和流动相间液分配色谱保留机理是经过组分在固定相和流动相间屡次分配进行分离。能够分离各种无机、有机化合物。屡次分配进行分离。能够分离各种无机、有机化合物。第4页化学键合色谱中因为键合基团不能全部覆盖含有吸附能力化学键合色谱中因为键合基团不能全部覆盖含有吸附能力载体载体,所以同时遵照吸附和分配机理所以同时遵照吸附和分配机理,最适宜分离物质为与最适宜分离物质为与液液-液色谱相同。液色谱相同。离子交换色谱和离子色谱是经过组分与固定相间亲协力离子交换色谱和离子色谱是经过组分与固定相间亲协力差异而实现分离差异而实现分离.各种离子及在溶液中能够离解物质均可各种离子及在溶液中能够离解物质均可实现分离，包含无机化合物、有机物及生物分子，如氨实现分离，包含无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及蛋白质等。基酸、核酸及蛋白质等。第5页在离子对色谱色谱中在离子对色谱色谱中,样品组分进入色谱柱后样品组分进入色谱柱后,组分离子与组分离子与对离子相互作用生成中性化合物对离子相互作用生成中性化合物,从而被固定相分配或吸附从而被固定相分配或吸附进而实现分离进而实现分离.各种有机酸碱尤其是核酸、核苷、生物碱等各种有机酸碱尤其是核酸、核苷、生物碱等分离是离子对色谱特点。分离是离子对色谱特点。空间排阻色谱是利用凝胶固定相孔径与被分离组分分子间相空间排阻色谱是利用凝胶固定相孔径与被分离组分分子间相对大小关系对大小关系,而分离、分析方法。最适宜分离物质是：另外而分离、分析方法。最适宜分离物质是：另外还有手性色谱、胶束色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理。还有手性色谱、胶束色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理。第6页5.在液在液-液分配色谱中，为何可分为正相色谱及反相色谱？液分配色谱中，为何可分为正相色谱及反相色谱？解：采取正相及反相色谱是为了降低固定液在流动解：采取正相及反相色谱是为了降低固定液在流动相中溶解度从而防止固定液流失。相中溶解度从而防止固定液流失。第7页6.何谓化学键合固定相何谓化学键合固定相?它有什么突出优点它有什么突出优点?解解:利用化学反应将固定液官能团键合在载体表面形成固定相利用化学反应将固定液官能团键合在载体表面形成固定相当为化学键合固定相当为化学键合固定相.优点优点:1.固定相表面没有液坑固定相表面没有液坑,比普通液体固定相传质快多比普通液体固定相传质快多.2.无固定相流失无固定相流失,增加了色谱柱稳定性及寿命增加了色谱柱稳定性及寿命.3.能够键合不一样官能团能够键合不一样官能团,能灵活地改变选择性能灵活地改变选择性,可应用与各可应用与各种色谱类型及样品分析种色谱类型及样品分析.4.有利于梯度洗提有利于梯度洗提,也有利于配用灵敏检测器和馏分搜集也有利于配用灵敏检测器和馏分搜集.第8页7.何谓化学抑制型离子色谱及非抑制型离子色谱何谓化学抑制型离子色谱及非抑制型离子色谱?试述它们基本试述它们基本原理原理.解解:在离子色谱中检测器为电导检测器在离子色谱中检测器为电导检测器,以电解质溶液作为流动以电解质溶液作为流动相相,为了消除强电解质背景对电导检测器干扰为了消除强电解质背景对电导检测器干扰,通常除了分析柱通常除了分析柱外外,还增加一根抑制柱还增加一根抑制柱,这种双柱型离子色谱法称为化学抑制型这种双柱型离子色谱法称为化学抑制型离子色谱法离子色谱法.第9页不过假如选取低电导流动相（如不过假如选取低电导流动相（如10-5 10-4M苯甲酸苯甲酸盐或邻苯二甲酸盐），则因为背景电导较低，不干扰样品检盐或邻苯二甲酸盐），则因为背景电导较低，不干扰样品检测，这时候无须加抑制柱，只使用分析柱，称为非抑制型离测，这时候无须加抑制柱，只使用分析柱，称为非抑制型离子色谱法子色谱法比如为了分离阴离子比如为了分离阴离子,常使用常使用NaOH溶液为流动相，钠离子干扰溶液为流动相，钠离子干扰非常严重，这时可在分析柱后加一根抑制柱，其中装填高容量非常严重，这时可在分析柱后加一根抑制柱，其中装填高容量H+型阳离子交换树脂，经过离子交换，使型阳离子交换树脂，经过离子交换，使NaOH转化为电导值转化为电导值很小很小H2O，从而消除了背景电导影响，从而消除了背景电导影响第10页何谓梯度洗提？它与气相色谱中程序升温有何异同之处何谓梯度洗提？它与气相色谱中程序升温有何异同之处？解：在一个分析周期内，按一定程序不停改变流动相组成或解：在一个分析周期内，按一定程序不停改变流动相组成或浓度配比，称为梯度洗提是改进液相色谱分离主要伎俩浓度配比，称为梯度洗提是改进液相色谱分离主要伎俩梯度洗提与气相色谱中程序升温类似，不过前者连续改变是梯度洗提与气相色谱中程序升温类似，不过前者连续改变是流动相极性、流动相极性、pH或离子强度，而后者改变温度或离子强度，而后者改变温度程序升温也是改进气相色谱分离主要伎俩程序升温也是改进气相色谱分离主要伎俩第11页高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不一样之处？不一样之处？解：在液相色谱中为了承受高压，经常采取停流进解：在液相色谱中为了承受高压，经常采取停流进样与高压定量进样阀进样方式样与高压定量进样阀进样方式10以液相色谱进行制备有什么优点？以液相色谱进行制备有什么优点？解：以液相色谱进行制备时，分离条件温和，分离解：以液相色谱进行制备时，分离条件温和，分离检测中不会造成试样被破坏，切易于回收原物检测中不会造成试样被破坏，切易于回收原物第12页11.在毛细管中实现电泳分离有什么优点？在毛细管中实现电泳分离有什么优点？解：毛细管因为散热效率很高，能够降低因焦耳热效应造成解：毛细管因为散热效率很高，能够降低因焦耳热效应造成区带展宽，因而能够采取较高电压，克服了传统电泳技术局区带展宽，因而能够采取较高电压，克服了传统电泳技术局限，极大地提升分离效率，而且分离时间缩短，试样分析范限，极大地提升分离效率，而且分离时间缩短，试样分析范围宽，检测限低围宽，检测限低对于大分子分离往往比色谱方法含有更高柱效对于大分子分离往往比色谱方法含有更高柱效第13页12.试述试述CZE,CGE,MECC基本原理基本原理毛细管区带电泳（毛细管区带电泳（CZE)是在指外加电场作用下，溶质在毛细是在指外加电场作用下，溶质在毛细管内背景电解质溶液中以一定速度迁移而形成一个一个独立溶管内背景电解质溶液中以一定速度迁移而形成一个一个独立溶质带电泳模式，其分离基础是淌度差异因为中性物质淌度差质带电泳模式，其分离基础是淌度差异因为中性物质淌度差为零，所以不能分离中性物质。为零，所以不能分离中性物质。带电粒子迁移速度为电泳速度与电渗流矢量和在缓冲溶液中带电粒子迁移速度为电泳速度与电渗流矢量和在缓冲溶液中带正电粒子因为迁移方向与电渗流相同，流动速度最快，最先带正电粒子因为迁移方向与电渗流相同，流动速度最快，最先流出，负电荷粒子运动方向与电渗流相反，最终流出，中性粒流出，负电荷粒子运动方向与电渗流相反，最终流出，中性粒子电泳速度与电渗流相同，因而迁移速度介于二者之间这么子电泳速度与电渗流相同，因而迁移速度介于二者之间这么各种粒子因差速迁移而到达区带分离，这就是各种粒子因差速迁移而到达区带分离，这就是CZE分离原理分离原理第14页毛细管凝胶电泳毛细管凝胶电泳(CGE)是毛细管内填充凝胶或其它筛分介质，是毛细管内填充凝胶或其它筛分介质，如交联或非交联聚丙烯酰胺。荷质比相等，但分子大小不一样如交联或非交联聚丙烯酰胺。荷质比相等，但分子大小不一样分子，在电场力推进下在凝胶聚合物组成网状介质中电泳，其分子，在电场力推进下在凝胶聚合物组成网状介质中电泳，其运动受到网状结构妨碍。大小不一样分子经过网状结构时受到运动受到网状结构妨碍。大小不一样分子经过网状结构时受到阻力不一样，大分子受到阻力大，在毛细管中迁移速度慢；小阻力不一样，大分子受到阻力大，在毛细管中迁移速度慢；小分子受到阻力小，在毛细管中迁移速度快，从而使它们得以分分子受到阻力小，在毛细管中迁移速度快，从而使它们得以分离。这就是离。这就是CGE分离原理分离原理第15页胶束电动色谱胶束电动色谱 (MECC)是以胶束为假固定相一个电动色谱，是是以胶束为假固定相一个电动色谱，是电泳技术与色谱技术结合。多数电泳技术与色谱技术结合。多数MECC在毛细管中完成，故在毛细管中完成，故又称为胶束电动毛细管色谱又称为胶束电动毛细管色谱。MECC是在电泳缓冲液中加入是在电泳缓冲液中加入表面活性剂，当溶液中表面活性剂浓度超出临界胶束浓度时，表面活性剂，当溶液中表面活性剂浓度超出临界胶束浓度时，表面活性剂分子之间疏水基因聚集在一起形成胶束表面活性剂分子之间疏水基因聚集在一起形成胶束(假固定相假固定相)，溶质不但能够因为淌度差异而分离，同时又可基于在水相，溶质不但能够因为淌度差异而分离，同时又可基于在水相和胶束相之间分配系数不一样而得到分离，这么普通毛细管和胶束相之间分配系数不一样而得到分离，这么普通毛细管电泳中不能分离中性化合物在电泳中不能分离中性化合物在MECC中能够分离中能够分离 第16页