對于化學(xué)分析儀器的使用方法我們以色譜分析儀器為例
氣相色譜分析儀器法、柱色譜分析儀器法、薄層色譜分析儀器法、高效液相色譜化學(xué)分析儀器等。柱色譜分析儀器法是最原始的色譜分析方法,被廣泛應(yīng)用于混合物的分離,包括對有機(jī)合成產(chǎn)物、天然提取物以及生物大分子的分離。薄層色譜分析儀器法成本低廉操作簡單,被用于對樣品的粗測、對有機(jī)合成反應(yīng)進(jìn)程的檢測等用途。
氣相色譜分析儀器的色譜分析儀器柱一般直徑很細(xì)長度很長,根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為填充柱和毛細(xì)管柱兩種,填充柱比較短粗,直徑在5毫米左右,長度在2-米之間,外殼材質(zhì)一般為不銹鋼,內(nèi)部填充固定相填料;毛細(xì)管柱由玻璃或石英制成,內(nèi)徑不超過0.5毫米,長度在數(shù)十米到一百米之間,柱內(nèi)或者填充填料或者圖布液相的固定相。是機(jī)械化程度很高的化學(xué)分析儀器,氣相色譜分析儀器系統(tǒng)由氣源、色譜分析儀器柱和柱箱、檢測器和記錄器等部分組成。氣源負(fù)責(zé)提供色譜分析儀器分析所需要的載氣,即流動相,載氣需要經(jīng)過純化和恒壓的處理。
柱箱是保護(hù)色譜分析儀器柱和控制柱溫度的裝置,在氣相色譜分析儀器中,柱溫常常會對分離效果產(chǎn)生很大影響,程序性溫度控制常常是達(dá)到分離效果所必須的,因此柱箱扮演了非常重要的角色。檢測器是氣相色譜分析儀器帶給色譜分析儀器分析法的新裝置,在經(jīng)典的柱色譜分析儀器和薄層色譜分析儀器中,對樣品的分離和檢測是分別進(jìn)行的,而氣相色譜分析儀器則實(shí)現(xiàn)了分離與檢測的結(jié)合,隨著技術(shù)的進(jìn)步,氣相色譜分析儀器的檢測器已經(jīng)有超過30種不同的類型。記錄器是記錄色譜分析儀器信號的裝置,早期的氣相色譜分析儀器使用記錄紙和記錄器進(jìn)行記錄,現(xiàn)在記錄工作都已經(jīng)依靠計(jì)算機(jī)完成,并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的化學(xué)計(jì)量學(xué)處理。氣相色譜分析儀器被廣泛應(yīng)用于小分子量復(fù)雜組分物質(zhì)的定量分析。
HPLC應(yīng)用非常廣泛,幾乎遍及定量定性分析的各個領(lǐng)域。當(dāng)前應(yīng)用最多的化學(xué)色譜分析方法,高效液相色譜分析儀器系統(tǒng)由流動相儲液體瓶、輸液泵、進(jìn)樣器、色譜分析儀器柱、檢測器和記錄器組成,其整體組成類似于氣相色譜分析儀器,但是針對其流動相為液體的特點(diǎn)作出很多調(diào)整。HPLC的輸液泵要求輸液量恒定平穩(wěn);進(jìn)樣系統(tǒng)要求進(jìn)樣便利切換嚴(yán)密;由于液體流動相粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣體,為了減低柱壓高效液相色譜分析儀器的色譜分析儀器柱一般比較粗,長度也遠(yuǎn)小于氣相色譜分析儀器柱。
(1)氣相色譜分析儀器柱通常幾米到幾十米
(氣相色譜化學(xué)分析儀器由于載氣的相對分析量較低,分子間隙大,故粘度低,流動性好,組分在氣相中流動速度快,因此可以增加柱長,以提高柱效)。
(2)液相色譜分析儀器柱通常為幾十到幾百毫米
氣相色譜分析儀器分析的對象多為(不適絕對):分子質(zhì)量小于1000,低沸點(diǎn),易揮發(fā),熱穩(wěn)定性好的化合物。常見的氣相色譜分析儀器達(dá)到的升溫上限約是300攝氏度左右液相色譜分析儀器:更適用于分析高沸點(diǎn),難揮發(fā),熱穩(wěn)定性差,分子質(zhì)量較大(1000--2000)的液體化合物。
氣相色譜分析儀器的樣品在柱前必須變?yōu)闅怏w(氣化室汽化),而液相色譜分析儀器的樣品在柱前則無變化。
液相主要為:紫外檢測器,熒光檢測器、示差折光檢測器.....
氣相色譜分析儀器主要為:氫火焰離子化檢測器(FID),熱導(dǎo)檢測器(TCD),電子捕獲檢測器(ECD),火焰光度檢測器(FPD),氮磷檢測器(NPD).....
都是利用物質(zhì)在流動相和固定相中的分配系數(shù)的差別,從而在兩相間反復(fù)多次(1000-1000000次,甚至更多)的分配,使原來分配系數(shù)差別很小的各組分分離開來。
高效液相色譜分析儀器的定性和定量分析,與氣相色譜分析儀器分析相似,在定性分析中,采用保留值定性,或與其他定性能力強(qiáng)的儀器分析法連用;在定量分析中,采用測量峰面積的歸一化法、內(nèi)標(biāo)法或外標(biāo)法等,但高效液相色譜分析儀器在分離復(fù)雜組分式樣時,有些組分常不能出峰,因此歸一化法定量受到限制,而內(nèi)標(biāo)法定量則被廣泛使用。
化學(xué)分析儀器高效液相色譜儀的原理是根據(jù)不同物質(zhì)與色譜分析儀器柱的結(jié)合能力不同,被一定的流動相(液體,這里也和物質(zhì)在流動相中的溶解能力有關(guān))洗脫的時間不同來達(dá)到一個分離和檢測物質(zhì)目的。而氣相色譜分析儀器,它根據(jù)的是不同物質(zhì)的氣化點(diǎn)不同來達(dá)到分離和檢測物質(zhì)的目的。