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技术篇

【亚游ASIA GAME谈技术】高效液相色谱法实验结果分析

发布时间:2018-10-19

  现代色谱分析法是有效而快速的分离、分析手段,既可用于定性分析,又可用于定量分析。高效液相色谱法与气相色谱法的定性分析和定量分析方法(包括测定方式和计算方法)相同。在定性分析中,有用纯物质对照的色谱鉴定法,还有收集馏分与化学方法或其他仪器分析方法联用的非色谱鉴定法;在定量分析中,可以用峰高或峰面积以内标法、外标法或归一化法定量,并与微机联用作为现代化的分析工具。

定性分析


  色谱分析法定性分析的目的就是确定每个色谱峰代表什么组分,从而确定由这些组分所构成的混合物试样的组成。常用的主要定性方法有色谱鉴定法和非色谱鉴定法两种。

1.色谱鉴定法定性

  色谱鉴定法就是用纯物质对照定性,这是气相和高效液相色谱法中最常用的最方便的一种定性方法,可以和定量测定操作同时进行。

(1)利用保留值定性

  在色谱条件一定的情况下(包括柱长、柱内径、固定相、柱温、流动相及流速等),每一种物质都有其一定的保留值(包括保留时间、保留体积、调整保留时间、调整保留体积等),一般不受其他组分的影响,可以作为定性的根据。此法又称为纯物质对照定性。

  在相同的色谱条件下,先测定未知物中每个色谱峰的保留时间或保留距离,再将要测的某纯物质注入色谱仪,对照比较两者的保留值,如果两者的保留值相同,就可判定该未知物与已知纯物质是同一种物质。

(2)利用加入纯物质增加峰高法定性

  在稳定的色谱条件下,为了区分两个保留值(保留时间或保留距离)非常接近的组分,可以将某纯物质直接加入到试样中,再注入色谱仪,如果某组分峰的峰高增加了,表明这个色谱峰就是加入的纯物质。此法又称为纯物质追加法定性。

  色谱鉴定法定性需要有纯物质对照,在没有纯物质时,可以用非色谱鉴定法定性。

2.非色谱鉴定法定性

(1)利用文献或相关工具书

  查相对保留值定性任何一个实验室都不可能配备所有物质的纯品,没有纯物质将无法定性,所以可以利用国内外其他实验室的色谱工作者在《分析化学》或《色谱分析》刊物上发表的具有相对保留值和保留指数(Ix)数据的论文(文献)。早期的文献数据已收录在《分析化学手册》中。只要在相同的色谱条件下,这些数据能得到重现,就可以用来定性。

  某组分i的相对保留值ris、是组分i与另一个标(基)准物质s的调整保留值的比值,即式中t'Ri即为组分i的调整保留时间,t'Rs即为标(基)准物质s的调整保留时间,V'Ri为组分i的调整保留体积,mL;V'Rs为标(基)准物质s的调整保留体积,mL。

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(7-13)

  当流动相(载气或洗脱剂)的流速固定不变时,调整保留体积就等于调整保留时间,则

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(7-14)

  组分i的相对保留值ris仅与固定液、柱温有关,与其他操作条件无关,可查《分析化学手册》中的液相色谱分析部分或相关文献。

  在《分析化学手册》或文献相同操作条件下比较相对保留值,如果被测组分与《分析化学手册》或文献上某组分相对保留值相同,则该组分就是《分析化学手册》或文献上的同一种物质。

(2)利用保留指数定性

  利用保留指数I定性是1958年科瓦特(Kovats)提出来的,直到现在仍是国际上公认的使用最广泛的定性参数。规定某物质X的保留指数I可以用色谱峰及与它紧相邻的正构烷烃的标准物质的有关数值进行计算(用均一标度,不用对数),即规定正构烷烃的保留指数I等于该正构烷烃分子中所含有碳原子个数Z的100倍。

  保留指数I只与固定液的性质有关,与其他操作条件无关。某物质X的保留指数IX也可以用调整保留距离、调整保留体积进行计算。

  在进行定性分析时,将选好的两个正构烷烃与待测物质混合均匀,按照《分析化学手册》或文献上规定的固定相和柱温进行色谱分析,得到色谱峰后计算待测物质的保留指数IX,与《分析化学手册》或文献上已知物质的保留指数对照比较,如果与某已知物的保留指数相同,就可判定两者是同一种物质。

  科瓦特保留指数定性在高效液相色谱法定性分析中也经常使用。

(3)利用化学反应定性

  将化学反应与色谱分析法相结合有利于对含有复杂官能团的组分进行定性分析。可与柱前、柱中和柱后预化学处理法结合定性。

①利用柱前预化学处理法定性

  某些含有特殊官能团的化合物能够与特殊的化学试剂反应,生成相应的衍生物,经柱前化学预处理后,这个化合物的色谱峰或者消失,或者移后,或者提前,通过比较处理前后的色谱图,就能判定该组分属于哪一类化合物。

②利用柱中化学处理法定性

  将化学试剂涂渍到担体上,填装在一根较短的色谱柱中,并且串联在分析色谱柱前,同样可以起到柱前预化学处理定性的作用。

③利用柱后化学处理法定性

  先经色谱分离,将流出色谱柱的组分直接通入化学试剂中,观察其颜色的变化或沉淀、气体的产生等进行定性。

④与其他仪器结合定性

  收集柱后流出的组分(馏分)与质谱仪、红外吸收光谱仪等联用定性。质谱仪能准确测出未知物质的相对分子质量,灵敏度高。而红外光谱仪对纯物质有精细结构特征性很强的红外吸收光潜图。这种结合有利于对复杂物质定性。但红外光谱仪的灵敏度不高,需要lmg左右的样品组分。

  在利用化学反应和红外光谱法定性方面,高效液相色谱法有一定的优势。因为高效液相色谱法比气相色谱法的进样量多,收集柱后流出的样品中纯组分比气相色谱法要容易很多。在有足够大的分离度的情况下,当待测定的组分出峰时,用试管盛接从检测器的样品池流出的组分溶液,一直接到色谱峰的基部时,移开试管。这样反复接收该峰的流出溶液,将流动相溶剂除去以后,即可以得到该组分的纯品。如果得到lmg以上,就可以利用红外吸收光谱仪进行定性分析。

  在与质谱仪联用定性方面,高效液相色谱法不如气相色谱法普遍和成熟。

  色谱分析法还可以与荧光光谱法、极谱法、核磁共振波谱法等其他方法联用,进行定性分析。

⑤利用经验规律定性

  在找不到待测组分的纯物质,而且也没有文献资料数据的情况下,可以利用某些组分的一些经验规律定性。例如,在一定温度下,有机同系物的保留值的对数与其分子中所含有的碳原子个数、呈直线关系,即碳数规律。再如,在一定温度下,同族碳链异构体保留值的对数与其沸点呈直线关系,即沸点规律,同族碳链异构体中,低沸点的组分先出峰。但这些规律都有一定的局限性。

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