仪器分析

仪器分析

第一章 绪论

1.仪器分析的概念

仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。 2.仪器分析特点

①速度快，适合于复杂混合物样品的成批分析。 ②信息多，有利于结构或表面状态分析。 ③灵敏度高，样品用量少。

④可实现非破坏性分析，还可用少量样品相继进行多种分析。 ⑤准确度低，不适合常量分析。 ⑥费用高。

3.分析仪器的性能指标：精密度、灵敏度、检出限、动态范围、选择性、分辨率。

第二章 色谱法导论

1.色谱法定义

色谱法是一种物理化学的分离分析方法。它是利用样品中各种组分在固定相与流动相中受到的作用力不同，而将待分析样品中的各种组分进行分离，然后依次检测各组分含量的一种分离分析方法。

2.名词解释：峰高、峰宽、峰面积、保留时间。 峰高（b）：色谱峰顶点与基线之间的垂直距离。 峰宽（w）：又称峰底宽度，色谱峰两侧拐点上的切线在基线上截距间的距离。 峰面积（A）：指色谱曲线与基线间包围的面积。 保留时间（tr）：试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间。 3.从色谱流出曲线上可以得到的信息

①根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数； ②根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；

③根据色谱峰的面积或峰高，可以进行性定量分析；

④色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据；

⑤色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。 4.掌握几个概念 ①分配系数：是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之比。

②容量因子：分配比又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。

③色谱分离度：分离度又叫分辨率，是指相邻两个峰的分离程度。它定义为相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽总和之半的比值。

第三章 气相色谱法

1.气相色谱仪：

1.高压载气瓶；2.压力调节器（a.瓶压，b.输出压）；3.净化器；4.气流调节阀；5气化室；

6.检测器；7.柱温箱与色谱柱；8.色谱工作站 （画出图得7分，每个部件名称1分）

2.气相色谱仪五个组成部分：载气系统、分离系统、检测和记录系统、进样系统、温控系统 3.气相色谱柱操作注意事项

每次新安装色谱柱要老化。 （3分）

使用一段时间后要进行割柱维护 （2分）

每次关机前应将柱温降到50℃以下，然后再关电源和载气。（3分） 4.气象色谱定量方法有哪些，各自特点。

①归一化法适用于试样中所有组分都能流出色谱柱，并都能在色谱图上显示出色谱峰的定

量方法。需要计算校正因子。 优点：a.简便，准确；

b.定量结果与进样量、重复性无关（前提→柱子不超载）； c.色谱条件略有变化对结果几乎无影响。 缺点：a.所有组分必须在一定时间内都出峰； b.必须已知所有组分的校正因子； c.不适合微量组分的测定。 ②外标法，又称标准曲线法

做法：将被测组分的纯物质配制成不同浓度的标准溶液 ，在一定色谱条件下获得色谱图，作峰面积或峰高与浓度的关系曲线，即为标准曲线；测定试样时，应在于绘制标准曲线相同的色谱条件下进行；测得该组分的峰面积或峰高，在标准曲线上查出浓度，计算被测组分的含量。

特点：a.不需要校正因子，不需要所有组分出峰；

b.结果受进样量、进样重复性和操作条件影响大，必须严格控制。每次进样量应

一致，否则产生误差；

c.当被测试样中各组分浓度变化范围不大时，可用单点校正法； d.外标法适用于日常分析和大批量同类样品分析。 ③内标法：在配制的每个标准溶液中以及待测试样中加一固定量为ms的内标物，以Ai/As对xi作图，得内标法校正曲线。

优点：a.进样量不超量时，重复性及操作条件对结果无影响；

b.只需待测组分和内标物出峰，与其他组分是否出峰无关； c.适合测定微量组分。 缺点：a.制样要求高；

b.找适合内标物困难。

第四章 高效液相色谱法

1.高效液相色谱仪结构

主要结构：高压输液装置、进样系统、分离系统、检测系统。

辅助系统：脱气、梯度洗脱、恒温、自动进样、馏分收集和数据处理装置等。 2.对高压输液泵的要求

①泵体材料能耐化学腐蚀，密封性好，常使用聚醚醚酮（PEEK）材料； ②能在高压下连续工作； ③输出流量范围宽；

④输出流量稳定、无脉动，重复性高。

3.色谱柱使用注意事项

①柱出入管的死体积越小越好，以减小柱外效应； ②严格按照说明书的要求使用色谱柱；

③按照色谱柱外标记的方向安装，注意不要安反；

④色谱柱使用后要冲洗干净，然后用保护液冲洗后堵上塞子保存。 4.化学键合固定相的特点

①传质快，表面无深凹陷；

②寿命长，化学键合，无固定液流失，耐流动相冲击，耐水，耐光，耐热，耐有机溶剂，

稳定；

③选择性好，可键合不同官能团，提高选择性； ④有利于梯度洗脱。 存在着双重分离机制：（键合基团的覆盖率决定） ·高覆盖率：分配为主； ·低覆盖率：吸附为主。 5.对液相色谱流动相的基本要求 ①化学惰性，不与固定相和被分离组分发生化学反应，保证色谱柱的稳定性和分离的重现

性。

②溶剂清洗和更换方便，毒性小、纯度高、价格低等。

③适用的物理性质，包括沸点较低，以便于分离组分和溶剂回收；低粘度，有利于提高传

质速率和分离速度、降低柱前压；弱或无紫外吸收等，降低紫外吸收检测器本底响应，提高检测器的灵敏度；对试样具有一定的溶解能力。

第五章 质谱技术

1.质谱法概念

将化合物分子电离成具有不同质量的离子，利用电磁学原理，按照离子的质量（m）与所带电荷（z）比值，即质荷比（m/z）的大小依次排列成谱记录下来，称为质谱。以质谱为基础建立起来的分析方法，称为质谱分析法。 2.工作原理—质量色散

①通过合适的进样装置将样品引入并进行气化；

②气化后的样品引入到离子源进行电离，即离子化过程； ③电离后的离子经过适当的加速后进入质量分析器（磁场），根据离子m/z不同，其偏转

角度也不同（m/z大的偏转角度小，m/z小的偏转角度大），从而使质量数不同的离子得到分离；

④离子流经过收集和放大后，即可记录，得到质谱图。 3.质谱仪结构

质谱仪是从分子产生离子，并按离子的质荷比将它们分离，记录和显示这些离子的相对 丰度的一种仪器，由真空系统、进样系统、离子化室、质量分离器、监测记录系统五部分组 成。

4.质谱的扫描方式有：全扫描、选择离子扫描、多反应监测模式扫描、中性丢失扫描。 5.质谱检测器的性能指标。

质量范围、扫描速度、分辨率R是指对质荷比相邻的两质谱峰的分辨能力、灵敏度、稳 定性。

6.质谱峰的类型：分子离子峰、碎片离子峰、同位素离子峰、重排离子峰、亚稳离子峰。

7.分子离子峰的辨别方法

①最大质量数的峰可能是分子离子峰； ②必须是奇电子离子；

③合理的中性碎片（小分子或自由基）丢失。M-3到M-13、M-20到M-25之内不可能有峰； ④氮规则。

第六章 色谱质谱技术

1.GC-MS与GC的区别

①GC-MS方法定性参数增加，定性更可靠； ②对于某些化合物灵敏度提高； ③能够同时检测多种化合物； ④检测器的清洗频率降低。

2.气相色谱质谱分析方法中衍生化的作用 ①改善待测物的气相色谱性质； ②改善待测物的稳定性； ③改变了待测物的分子量； ④改善了待测物的质谱行为；

⑤引入卤素原子或吸电子基团，使待测物可用化学电离方法检测； ⑥通过一些特殊的衍生化方法，可以拆分一些很难分离的手性化合物。 3.LC-MSMS与GC-MS区别

气质联用仪（GC-MS）适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准谱库对比。液质联用（LC-MS）主要可解决如下几方面的问题：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图。

4.为什么LC-MSMS使用的流动相要求缓冲盐的浓度不宜太高？ ESI源对盐的耐受力低。

① 盐的浓度增加使进入离子源的溶剂难以气化，从而使待测化合物难于离子化； ② 高浓度的盐会竞争待测化合物的离子化机会，即离子化受抑制，进而降低灵敏度； ③ 产生加和峰，使质谱解析复杂化； ④ 盐会结晶腐蚀离子源。 5.基质效应定义

是指由于样品中存在的干扰物质，对响应造成的直接或间接的影响。LC-MS分析时，内源性物质使待测物的离子化效率降低或者增强。 6.降低基质效应的方法

①前处理过程中加强净化操作，尽可能的去除基质； ②色谱分离时尽可能使基质与分析物分开； ③改变离子化方法或离子化模式； ④内标法定量。

第七章 样品前处理

1.样品前处理的概念

指样品的制备和对样品中的待测组分进行提取、净化、浓缩的过程。 2.乳化现象及消除方法

液-液萃取中非常重要的操作是急速地振动样品。此步骤可确保两相的完全接触，有助