质谱仪与色谱仪质谱仪与色谱仪课件色谱与质谱的概念及联系n色谱泛指用载流在担体中完成分离及使用适当检测器测定分离成分的产品n质谱是对成分分析的检测器类型,理论上质谱可以分析各种带有质量特性的成分n联系： 色谱仪是可以把多种物质分离出来 质谱仪是一种以色谱仪为前提，把分离出来的物质进行精确定量质谱仪与色谱仪课件第一讲 色谱仪n简介及发展n工作原理n色谱仪分类n气相色谱仪n高效液相色谱质谱仪与色谱仪课件一、简介及发展n定义：应用色谱法对物质进行定性、定量分析， 及研究物质的物理、化学特性的仪器n现代的色谱仪具有稳定性、灵敏性、多用性和自动化程度高等特点色谱仪广泛地用于化学产品，高分子材料的某种含量的分析，凝胶色谱还可以测定高分子材料的分子量及其分布质谱仪与色谱仪课件过去几十年内，色谱仪器得到了极大的发展，这主要归于：n 1970s电子积分仪及计算机数据处理装置的发展；n 1980s计算机技术对仪器各类参数的自动控制如柱温、流速、自动进样等n随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高其中，GC最重要的发展是开管柱的引入，使含有数百种混合物样品得以分离！质谱仪与色谱仪课件二、工作原理n色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，将它用于分析化学并 高速逆流色谱仪配合适当的检测手段，就成为色谱分析法。
色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中此时，玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并可分别进行鉴定色谱法也由此而得名n现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方法也早已得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的我们仍然叫它色谱分析质谱仪与色谱仪课件三、色谱仪分类n色谱仪根据被检测对象的状态分为三类 1、气相色谱仪 2、液相色谱仪 3、凝胶色谱仪质谱仪与色谱仪课件四、气相色谱仪质谱仪与色谱仪课件1、气相色谱仪的流程 质谱仪与色谱仪课件气相色谱仪的流程n样品由色谱仪载气带入，通过对欲检测混合物中组分有不同保留性能的色谱柱，使各组分分离，依次导入检测器，以得到各组分的检测信号按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量质谱仪与色谱仪课件气相色谱仪由六大系统组成：温控系统进样系统分离系统检测系统数据处理系统及记录流动相固定相2、气相色谱仪主要部件气路系统质谱仪与色谱仪课件1）.气路系统n作用：获得纯净、流速稳定的载气。
n 让载气连续运行、管路密闭的气路系统n 对组分没有相互作用力，只起到携带组分移动的作用n组成：压力计、流量计及气体净化装置n选择原则：柱效、分析对象、检测器n要求：气密、流速稳定、流量准n 载气要求化学惰性，不与有关物质反应n载气种类：氦气、氢气、氮气n载气的控制：钢瓶 减压阀 稳压阀 稳流阀n 载气流速的测量与校正质谱仪与色谱仪课件2). 进样系统进样装置+气化室进样系统作用：定量引入样品；加热气化，转入柱内进样器： 微量注射器 气体进样器用六通阀质谱仪与色谱仪课件色谱柱的作用：分离混合组分分离柱种类：填充柱和开管柱(或称毛细管柱)构成：色谱柱：固定相 =担体/载体+固定液3). 分离系统质谱仪与色谱仪课件 色谱柱 类型：填充柱和毛细管柱 （1）填充柱： 材料：不锈钢或玻璃， 内装固定相， 内径：2 mm 4mm， 长: 1 m 3 m 形状：U型和螺旋型 内填固定相 （2）毛细管柱/空心柱： 材料：玻璃或石英 内径:0.2mm-0.5mm， 长: 30m-300m 类型： 涂壁 多孔层 涂载体空心柱 化学键合相毛细管柱 交联毛细管柱质谱仪与色谱仪课件 检测组分的存在，并将组分的量定量地转换为电信号，加以放大。
na. 热导检测器( TCD);nb. 氢火焰离子化检测器(FID)nc. 电子捕获检测器(ECD);nd. 火焰光度检测器(FPD);ne. 氮磷检测器（NPD）nf. 热离子检测器(TID)4). 检测器质谱仪与色谱仪课件类型：n浓度型检测器: n测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，n即检测器的响应值和组分的浓度成正比nTCD和ECDn质量型检测器:n测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，n即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比nFID和FPDn检测器的性能指标：n灵敏度S、检出限、响应时间、线性范围、最小定量限质谱仪与色谱仪课件na 热导检测器-TCDn原理：根据不同的物质具有不同的热导系数原理进行检测n热导池的结构：n构成: 池体+热敏元件n Wheatstone电桥nR1 R2 R3R4nR1 R4R2R3样品参比mAR1衰减器调零ABR2R3R4质谱仪与色谱仪课件测量池体色谱柱进样器参考池R1R4R2R3 影响热导检测器灵敏度的因素 （）桥电流 i，灵敏度，但钨丝寿命 桥电流：100200mA （）池体温度 TD, 但TD TC 质谱仪与色谱仪课件n（）载气种类 n载气与试样的热导系数相差愈大，S高。
n热导系数氢气或氦气，S高TiHe，H2N2n特点：TCD结构简单，性能稳定，通用性好，而且线性范围宽，价格便宜n缺点：S较低n适用范围：与载气导热率不同的可气化物质毛细管柱/TCD1.空气2.甲烷3.二氧化碳4.乙烯5乙烷 质谱仪与色谱仪课件质谱仪与色谱仪课件n温度影响:n温度控制部分：色谱柱炉，气化室，检测器n色谱柱的温度控制方式: 恒温，程序升温5). 控温系统程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的分析对象：沸点范围宽的混合物色谱柱的选择分离检测器的灵敏度检测器的稳定性质谱仪与色谱仪课件n主要影响因素 n 流速比；n 硫的响应受温度影响大394 nm 526 nm/nmS2* HPO*质谱仪与色谱仪课件6). 数据处理系统和记录系统 样品经色谱柱分离后，各组分按保留时间不同，顺序地随载气进入检测器检测器，把进入的组分的浓度或质量按时间的变化而变化，转化成易于测量的电信号，经过必要的放大传递给记录仪或计算机，最后得到该混合样品的色谱流出曲线及定性和定量信息质谱仪与色谱仪课件应用：n气相色谱仪广泛用语石油、化工、质量检测、疾病控制、环保、农业、食品、公安、煤矿、科研等领域。
质谱仪与色谱仪课件GC-4000A-北京东西电子主要特点 1.五种检测器任选 热 导 检 测 器 (TCD) ： 用于气体、液体的常量分析 氢火焰离子化检测器 (FID) ：用于烃类工业及其他领域有机物分析 火焰光度检测器 (FPD) ： 用于痕量硫、磷化合物检测 氮 磷 检 测 器 (NPD) ： 用于痕量硫、磷化合物检测 电子捕获检测器 (ECD) ： 检测能俘获电子的化合物 2.单元式整体结构设计，安装、维修方便 3.大体积柱箱，可同时安装三根色谱柱 4.仪器设计合理、灵活，可以同时安装任意三种检测器，并且有三个独立电路系统、三个信号输出端 5.灵活的填充柱和毛细管柱系统,可接不同口径的毛细管柱. 6.稳定的温度控制系统，10阶程序升温，进样器、各检测器均可独立控温，并具有超温保护功能；加热区可七路控温 7.主机通过工作站自动点火分析 8.自动后开门控制,加快降温速率(可选) 9.全新稳压、多气路系统：单、双、三气路（可任选), 3路压力流量数字化显示,压力显示分辨率 0.1 pis 10.注射器、阀进样系统（全配置或任选） 反吹、预切割装置（可任选） 甲烷转化炉、裂解炉装置（可任选） 质谱仪与色谱仪课件 该方法是吸收了普通液相层析和气相色谱的优点，经过适当改进发展起来的。
它既有普通液相层析的功能（可在常温下分离制备水溶性的物质），又有气相色谱的特点（即高压，高速，高分辨率和高灵敏度）；它不仅适应于很多不易挥发，难热分解物质的定性和定量分析，而且也适用于上述物质的制备和分离五、高效液相色谱法（HPLC）质谱仪与色谱仪课件HPLC的仪器配置及流程溶剂溶剂 色谱泵自动进样器 HPLCHPLC色谱柱色谱柱检测器废液数据处理系统质谱仪与色谱仪课件n性能要求 ：n 应用面广；分析速度快；重复性好；灵敏度高n色谱系统要求：n 可测多种样品；有高选择性；高流动性；自动化n 高灵敏度检测器；n对设备要求：n 使用抗化学腐蚀的材料，有各种检测器，各种色谱柱；高性能高压泵，进样器，检测器，管线的死体积小，有快速记录和数据处理器的设备；可精确控制柱、温度、流动相的组成和流量高信噪比的检测系统 HPLC的仪器配置及流程质谱仪与色谱仪课件HPLC的主要部件色谱泵色谱泵自动进样器自动进样器色谱柱及柱温箱色谱柱及柱温箱检测器检测器数据处理系统数据处理系统溶剂溶剂质谱仪与色谱仪课件色谱图：HPLC图形结果（Chromatogram）色谱图即色谱柱流出物通过检测器时所产生的响应信号对时间的曲线图，其纵坐标为信号强度，横坐标为保留时间。
色谱峰保留时间（分）基线峰高峰宽响应值质谱仪与色谱仪课件一、色谱泵-输液系统n高压输液泵q双泵：为了克服流量的脉动 有串联式和并联式q恒流泵：在输送流动相过程中流量恒定常用柱塞往复泵质谱仪与色谱仪课件输液系统n输液泵应具备的性能：n流量精度高且稳定n流量范围宽n能在高压下连续工作n液缸容积小n密封性能好，耐腐蚀 质谱仪与色谱仪课件液相色谱的检测器n常规检测器q紫外/可见光吸收检测器（UV-Vis）q示差折光检测器（Refractive Index） 荧光检测器（Fluorescence）q蒸发光散射检测器（Evaporative Light Scattering）q其他检测器（Other Detectors）n高端检测器q光电二极管矩阵检测器（Photodiode Array）q质谱检测器（Mass Spectrometry）质谱仪与色谱仪课件不同种类的检测器的分类整体性质整体性质示差折光检测器示差折光检测器蒸发光散射检测器蒸发光散射检测器电导检测器电导检测器溶质性质溶质性质荧光检测器荧光检测器固定波长可变波长光电二极管矩阵电化学检测器电化学检测器放射化学检测器放射化学检测器氮氮/ /硫检测器硫检测器质谱检测器质谱检测器紫外紫外/ /可见光检测器可见光检测器质谱仪与色谱仪课件理想的HPLC检测器的特点n高灵敏度；可忽略的基线噪音n宽的线性范围n独立于流动相及操作参数的响应q对压力、温度及流速等变化不敏感n长时间操作的稳定性n低死体积n非破坏性n选择性质谱仪与色谱仪课件灵敏度：信噪比n灵敏度是信号与噪音的比值；即峰高与基线噪音的比值（S/N）n检测限（LOD）：S/N = 3n定量限（LOQ）：S/N = 10n好的信噪比有利于：q更好的色谱峰确认q更好的定量q更好地完成色谱峰纯度/均一性6:1NS质谱仪与色谱仪课件方法开发的过程1. 1. 得到样品信息，确定分离目标得到样品信息，确定分离目标2. 2. 确定特定确定特定HPLCHPLC过程、样品预处理等的需求过程、样品预处理等的需求3. 3. 选择检测器及其条件选择检测器及其条件4. 4. 选择选择HPLCHPLC方法；初步分离；建立最佳分离条件方法；初步分离；建立最佳分离条件5. 5. 优化分离条件优化分离条件6. 6. 检查特定过程的问题及需要检查特定过程的问题及需要7. 7. 定量校正定量校正8. 8. 日常使用的确认日常使用的确认质谱仪与色谱仪课件选择液相色谱的检测器n要考虑的因素： n你要分离的化合物/样品的化学特性q化学结构、分子量及紫外光谱等等n流动相的影响（溶剂、缓冲盐改性剂等）n梯度还是等度n灵敏度需求n是否有双检测的需求质谱仪与色谱仪课件选择液相色谱的检测器通用检测器 RI ELSDMS灵敏度mgngpg线性范围104否103流速敏感是否是温度敏感是否否破坏性否是是选择性检测器 ABSFLEC Cond MS灵敏度ngpgfgp。