液相色谱的用途!!?
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2013-08-26
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高效液相色谱实验I. 色谱柱的评价
请在实验前预习《基础分析化学实验(第二版)》137-140页。
【目的】
(1) 了解高效液相色谱仪的工作原理;
(2) 学习评价液相色谱反相柱的方法。
【原理】
高效液相色谱是色谱法的一个重要分支。它采用高压输液泵和小颗粒的填料,与经典的液相色谱相比,具有很高的柱效和分离能力。色谱柱是色谱仪的心脏,也是需要经常更换和选用的部件,因此,评价色谱柱是十分重要的。而且对色谱柱的评价也可以检查整个色谱仪的工作状况是否正常。
评价色谱柱的性能参数主要有:
(1)
柱效(理论塔板数)n
式中tr为测试物的保留时间,W1/2为色谱峰的半峰宽。
(2)
容量因子k’
式中t0为死时间,通常用已知在色谱柱上不保留的物质的出峰时间作死时间。
(3)
相对保留值(选择因子)α
式中k1’和k2’分别为相邻两峰的容量因子,而且规定峰1的保留时间小于峰2的。
(4)
分离度Rs
式中tr1、tr2分别为相邻两峰的保留时间,Wb1、Wb2分别为两峰的底宽。对于高斯峰来讲,Wb=1.70W1/2。
为达到好的分离,我们希望n、α和Rs值尽可能大。一般的分离(如α=1.2,Rs=1.5),需n达到2000。柱压一般为104 kPa 或更小一些。本实验采用多核芳烃作测试物,尿嘧啶为死时间标记物,评价反相色谱柱。
【仪器和试剂】
Waters 510高效液相色谱仪(由Waters 510高压输液泵,Rheodyne 7725i进样器,440检测器和记录仪组成)
色谱柱:5 cm×4.6 mm I.D., YWG-C18H37 (ODS),10 μm
流动相:甲醇-水(80+20)
样品I: 含尿嘧啶 (0.010 mg·mL-1)、萘 (0.010 mg·mL-1)、联苯 (0.010 mg·mL-1)、菲(0.006 mg·mL-1)的甲醇混合溶液;
样品I I:尿嘧啶的甲醇溶液;萘的甲醇溶液;联苯的甲醇溶液;菲的甲醇溶液。溶液浓度约为0.01mg·mL-1;
【实验内容】
(1)准备流动相。将色谱纯甲醇和色谱纯水按比例配制200mL溶液,混合均匀并经超声波脱气后加入到仪器储液瓶中。
(2)检查电路连接和液路连接正确以后,接通高压泵、检测器和记录仪的电源。设定操作条件为:流速1.0 mL·min-1,压力上限2�0�7104 kPa (约3000 psi),检测波长254 nm(该仪器检测波长已固定),灵敏度0.2 AUFS,记录仪走纸速度1.0 cm·min-1,记录灵敏度为5 mV。开启记录仪走纸开关记录基线。并调节基线到合适位置(一般为距右10%处)。
(3)待基线平稳后(建议观察检测器的读数显示),将进样阀手柄拨到“Load”的位置,使用专用的液相色谱微量注射器取5μL样品注入色谱仪进样口,然后将手柄拨到“Inject”位置,同时按一下检测器的标记按钮,同时计时,记录色谱图。
(4)重复(3)的实验两次。
(5)用同样方法进纯样品的甲醇溶液,确定出峰顺序。
(6)根据三次实验所得结果计算色谱峰的保留时间、半峰宽,然后计算色谱柱参数n、k’,以及相邻两峰的α、Rs
(7)将流速降为0,待压力降为0后关机。
思考题
1. 高效液相色谱与气相色谱相比有什么相同点和不同点?
2. 如何保护色谱柱延长使用寿命?
高效液相色谱实验II
固相萃取水样中的多核芳烃并以内标法测定其含量
【目的】
(1)学习固相萃取法处理样品;
(2)用内标法定量。
【原理】
固相萃取法是色谱法的一个重要的应用。在此方法中,使一定体积的样品溶液通过装有固体吸附剂的小柱,样品中与吸附剂有强作用的组分被完全吸附;然后,用强洗脱溶剂将被吸附的组分洗脱出来,定容成小体积被测样品溶液。使用固相萃取法,可以使样品中的组分得到浓缩,同时可初步除去对感兴趣组分有干扰的成分,从而提高了分析的灵敏度。固相萃取不仅可用于色谱分析中的样品预处理,而且可用于红外光谱、质谱、核磁共振、紫外和原子吸收等各种分析方法的样品预处理。C18固相萃取小柱具有疏水作用,对非极性的组分有吸附作用,因此可以从水中将多核芳烃萃取出来,完成浓缩样品的作用。固相萃取小柱还有其他类型,如极性、离子交换等。
内标法的原理是,设在V mL样品中含有Wi g待测组分i,加入WS g内标物S,混匀后进样,得组分i及内标物S的峰面积分别为Ai及AS。由于峰面积正比于通过检测器的物质量,所以有:
Wi=fi Ai
WS =fS AS
式中fi、fS分别为组分i和内标S的校正因子。
两式相除,得
所以,组分i的体积浓度为:
fi’可用已知被测物i和内标物浓度的样品进样分析得到。内标法是一种相对测量方法,因此,进样量不必准确,操作条件稍有变化对结果没有什么影响。
【仪器和试剂】
Waters 510高效液相色谱仪(由Waters 510高压输液泵,Rheodyne 7725i进样器和440检测器组成)
色谱柱:5 cm×4.6 mm I.D., YWG-C18H37 (ODS),10 μm
流动相:甲醇-水(80+20) 流速:1.0 mL·min-1
检测波长:254 nm
C18固相萃取小柱:2支
25 mL移液管:1支
50 mL医用注射器:1支
10 mL医用注射器:2支
2 mL容量瓶:2个
样品I:内标标准样,含萘(0.010 mg·mL-1)、联苯(0.010 mg·mL-1)、
菲(0.006 mg·mL-1)的甲醇溶液。
样品II:内标物溶液。含联苯(0.10 mg·mL-1)的甲醇溶液。
样品III:含萘、菲的被测水样。
【实验内容】
(1)固相萃取小柱预处理:用10 mL注射器将2 mL甲醇压过小柱,再将2 mL纯水压过小柱。
(2)用移液管取25 mL水样,用50 mL注射器压过小柱,这时水样中的萘和菲被吸附在小柱上。在小柱下端承接一2 mL的容量瓶,将约1.5 mL甲醇用10 mL注射器压过小柱到容量瓶中,加入一定量内标联苯溶液,定容摇匀,得到浓缩的样品。
(3)按“实验I”中的步骤,进样分析内标标准样和浓缩样品各三次。
(4)取平均结果,计算峰面积As和Ai;根据内标标准样的浓度计算fi’,再计算出浓缩样品中的萘和菲的浓度,进而计算出原水样中的浓度(mg·mL-1)。
思考题
1. 内标法与外标法各有哪些特点? 本实验为什么采用内标法为好?
为什么要对色谱分析中的样品进行预处理?简单列出三个以上的原因。
请在实验前预习《基础分析化学实验(第二版)》137-140页。
【目的】
(1) 了解高效液相色谱仪的工作原理;
(2) 学习评价液相色谱反相柱的方法。
【原理】
高效液相色谱是色谱法的一个重要分支。它采用高压输液泵和小颗粒的填料,与经典的液相色谱相比,具有很高的柱效和分离能力。色谱柱是色谱仪的心脏,也是需要经常更换和选用的部件,因此,评价色谱柱是十分重要的。而且对色谱柱的评价也可以检查整个色谱仪的工作状况是否正常。
评价色谱柱的性能参数主要有:
(1)
柱效(理论塔板数)n
式中tr为测试物的保留时间,W1/2为色谱峰的半峰宽。
(2)
容量因子k’
式中t0为死时间,通常用已知在色谱柱上不保留的物质的出峰时间作死时间。
(3)
相对保留值(选择因子)α
式中k1’和k2’分别为相邻两峰的容量因子,而且规定峰1的保留时间小于峰2的。
(4)
分离度Rs
式中tr1、tr2分别为相邻两峰的保留时间,Wb1、Wb2分别为两峰的底宽。对于高斯峰来讲,Wb=1.70W1/2。
为达到好的分离,我们希望n、α和Rs值尽可能大。一般的分离(如α=1.2,Rs=1.5),需n达到2000。柱压一般为104 kPa 或更小一些。本实验采用多核芳烃作测试物,尿嘧啶为死时间标记物,评价反相色谱柱。
【仪器和试剂】
Waters 510高效液相色谱仪(由Waters 510高压输液泵,Rheodyne 7725i进样器,440检测器和记录仪组成)
色谱柱:5 cm×4.6 mm I.D., YWG-C18H37 (ODS),10 μm
流动相:甲醇-水(80+20)
样品I: 含尿嘧啶 (0.010 mg·mL-1)、萘 (0.010 mg·mL-1)、联苯 (0.010 mg·mL-1)、菲(0.006 mg·mL-1)的甲醇混合溶液;
样品I I:尿嘧啶的甲醇溶液;萘的甲醇溶液;联苯的甲醇溶液;菲的甲醇溶液。溶液浓度约为0.01mg·mL-1;
【实验内容】
(1)准备流动相。将色谱纯甲醇和色谱纯水按比例配制200mL溶液,混合均匀并经超声波脱气后加入到仪器储液瓶中。
(2)检查电路连接和液路连接正确以后,接通高压泵、检测器和记录仪的电源。设定操作条件为:流速1.0 mL·min-1,压力上限2�0�7104 kPa (约3000 psi),检测波长254 nm(该仪器检测波长已固定),灵敏度0.2 AUFS,记录仪走纸速度1.0 cm·min-1,记录灵敏度为5 mV。开启记录仪走纸开关记录基线。并调节基线到合适位置(一般为距右10%处)。
(3)待基线平稳后(建议观察检测器的读数显示),将进样阀手柄拨到“Load”的位置,使用专用的液相色谱微量注射器取5μL样品注入色谱仪进样口,然后将手柄拨到“Inject”位置,同时按一下检测器的标记按钮,同时计时,记录色谱图。
(4)重复(3)的实验两次。
(5)用同样方法进纯样品的甲醇溶液,确定出峰顺序。
(6)根据三次实验所得结果计算色谱峰的保留时间、半峰宽,然后计算色谱柱参数n、k’,以及相邻两峰的α、Rs
(7)将流速降为0,待压力降为0后关机。
思考题
1. 高效液相色谱与气相色谱相比有什么相同点和不同点?
2. 如何保护色谱柱延长使用寿命?
高效液相色谱实验II
固相萃取水样中的多核芳烃并以内标法测定其含量
【目的】
(1)学习固相萃取法处理样品;
(2)用内标法定量。
【原理】
固相萃取法是色谱法的一个重要的应用。在此方法中,使一定体积的样品溶液通过装有固体吸附剂的小柱,样品中与吸附剂有强作用的组分被完全吸附;然后,用强洗脱溶剂将被吸附的组分洗脱出来,定容成小体积被测样品溶液。使用固相萃取法,可以使样品中的组分得到浓缩,同时可初步除去对感兴趣组分有干扰的成分,从而提高了分析的灵敏度。固相萃取不仅可用于色谱分析中的样品预处理,而且可用于红外光谱、质谱、核磁共振、紫外和原子吸收等各种分析方法的样品预处理。C18固相萃取小柱具有疏水作用,对非极性的组分有吸附作用,因此可以从水中将多核芳烃萃取出来,完成浓缩样品的作用。固相萃取小柱还有其他类型,如极性、离子交换等。
内标法的原理是,设在V mL样品中含有Wi g待测组分i,加入WS g内标物S,混匀后进样,得组分i及内标物S的峰面积分别为Ai及AS。由于峰面积正比于通过检测器的物质量,所以有:
Wi=fi Ai
WS =fS AS
式中fi、fS分别为组分i和内标S的校正因子。
两式相除,得
所以,组分i的体积浓度为:
fi’可用已知被测物i和内标物浓度的样品进样分析得到。内标法是一种相对测量方法,因此,进样量不必准确,操作条件稍有变化对结果没有什么影响。
【仪器和试剂】
Waters 510高效液相色谱仪(由Waters 510高压输液泵,Rheodyne 7725i进样器和440检测器组成)
色谱柱:5 cm×4.6 mm I.D., YWG-C18H37 (ODS),10 μm
流动相:甲醇-水(80+20) 流速:1.0 mL·min-1
检测波长:254 nm
C18固相萃取小柱:2支
25 mL移液管:1支
50 mL医用注射器:1支
10 mL医用注射器:2支
2 mL容量瓶:2个
样品I:内标标准样,含萘(0.010 mg·mL-1)、联苯(0.010 mg·mL-1)、
菲(0.006 mg·mL-1)的甲醇溶液。
样品II:内标物溶液。含联苯(0.10 mg·mL-1)的甲醇溶液。
样品III:含萘、菲的被测水样。
【实验内容】
(1)固相萃取小柱预处理:用10 mL注射器将2 mL甲醇压过小柱,再将2 mL纯水压过小柱。
(2)用移液管取25 mL水样,用50 mL注射器压过小柱,这时水样中的萘和菲被吸附在小柱上。在小柱下端承接一2 mL的容量瓶,将约1.5 mL甲醇用10 mL注射器压过小柱到容量瓶中,加入一定量内标联苯溶液,定容摇匀,得到浓缩的样品。
(3)按“实验I”中的步骤,进样分析内标标准样和浓缩样品各三次。
(4)取平均结果,计算峰面积As和Ai;根据内标标准样的浓度计算fi’,再计算出浓缩样品中的萘和菲的浓度,进而计算出原水样中的浓度(mg·mL-1)。
思考题
1. 内标法与外标法各有哪些特点? 本实验为什么采用内标法为好?
为什么要对色谱分析中的样品进行预处理?简单列出三个以上的原因。
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