太简单了好伐首先确定要测什么防腐剂如果该防腐剂的沸点过高的话就不宜用GC做,其实现在测防腐剂一般都是用HPLC的,GC的话受柱子的有效温度限制太大,毛细柱更是如此还有就是确定用什么溶剂来提取防腐剂,GC的话,一般是禁忌用水的,对柱子的伤害太大还有柱子的选择,现在一般都是用毛细柱,想要分离度好一点话可以用氦气做载气,还有用FID检测器的话灵敏度更高,如果有mass检测器的话就更好了最后就是GC的升温program了,这个要自己慢慢摸索想要做得简单一点的话标准曲线法没什么大问题,想要精度高点的话用内标法,建议配合自动进样器
大学生是祖国建设的栋梁之才,医学生既有大学生心理发展的共性,又因其自身的学科专业特点而具有职业定向的个性特征。下文是我为大家整理的关于大专医学生 毕业 论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考! 大专医学生毕业论文篇1 浅谈红芪多糖的纯化及初步结构鉴定 论文摘要:目的研究红芪多糖的分离纯化及初步的结构。 方法 采用超声辅助提取多糖,比较 Sevag法、三氯乙酸法和三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白的效果,并用 GC、TLC及 IR分析多糖的初步结构。结果三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白,经 Sephadex G-25柱层析分离纯化后得红芪多糖2(HPS-2),HPLC确定为均一多糖,糖含量为 ,糖组成分析表明其含有鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖,摩尔比为 .3∶.2∶∶∶2.。结论HPS-2是一种以 β苷键为主的吡喃型杂多糖。 论文关键词:红芪多糖; 薄层色谱; 结构鉴定 红芪(Radix Hedysari),为豆科岩黄芪属植物多序岩黄芪Hedysarumpolybotrys 的干燥根,为甘肃特产名贵药材,在临床上主要用于补气固表, 利尿托毒, 排脓, 敛疮生肌。红芪中含有氨基酸、有机酸、β-谷甾醇、红芪多糖、微量元素等众多的生物活性物质[1]。近年来研究发现,红芪多糖的活性成分具有增强机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老、治疗糖尿病等作用[1,2]。特别是我们近几年的研究发现,经 7%乙醇沉淀部分药理作用尤为明显。由于多糖为大分子化合物,分离纯化比较困难,而蛋白质的脱除是后期结构鉴定的关键之一,为了提高多糖的得率、纯度及活性,本实验对这部分多糖进行了脱蛋白方法的研究,结合TLC、GC、IR等方法对 HPS-2 的结构进行了初步的分析,以期为红芪多糖的进一步研究提供理论基础。 1 材料与仪器 红芪,购自甘肃武都;牛血清白蛋白、考马斯亮蓝 G-25(西安周鼎国生物技术有限责任公司);单糖对照品(中国药品生物制品检定所);Sephadex G-25(上海长征制药厂);硅胶 G(青岛海洋化工厂); 其它 试剂均为分析纯。 CR22G Ⅱ型离心机(日本日立);UV-17 型紫外仪(日本岛津);GC-Clarus 5型气相色谱仪(美国 PerkinElmer公司);红外光谱仪(Nicolet NEXUS 67);BS-1A 自动部分收集器、HL-2 恒流泵(上海沪西分析仪器厂有限公司);美国Waters6型高效液相色谱仪,配 Waters2414型示差折光检测器。 2 方法 红芪多糖的提取纯化路线其流程如下。 提取红芪药材→粉碎→超声脱脂→热水提取3次→合并提取液→减压浓缩后离心→取上清液→乙醇沉淀→有机溶剂洗剂→透析→减压浓缩→冷冻干燥得粗多糖 HPS。 纯化粗多糖液→脱蛋白、色素→Sephadex G-25柱层析→洗脱液透析→浓缩→冷冻干燥→精制红芪多糖 HPS-2。 蛋白质和多糖含量的测定蛋白质含量测定采用考马氏亮蓝法[3],多糖含量采用苯酚-硫酸法[4]。 脱蛋白方法 称取一定量的粗多糖,加入适量蒸馏水,6℃加热溶解,备用。本实验采用 3种脱蛋白的方法。 Sevag法取粗多糖溶液,加入等体积的氯仿-正丁醇(V/V为 4∶1)试剂,混合振摇 3 min,离心除去沉淀,透析后醇沉,冷冻干燥,即得脱蛋白多糖。 三氯乙酸法取粗多糖溶液,加入多糖溶液体积 .1倍量的三氯乙酸,低温(4℃)剧烈振摇 3 min,离心除去沉淀,透析后醇沉,冷冻干燥,即得脱蛋白多糖。 三氯乙酸-正丁醇法 取粗多糖溶液,加入等体积的三氯乙酸-正丁醇(V/V为 1∶1)试剂,振荡 1 min,静置分层,收集下层水溶液,透析后醇沉,冷冻干燥,即得脱蛋白多糖。 红芪多糖的精制将一定量的脱蛋白多糖,溶解于适量蒸馏水中。过氧化氢除色素,减压浓缩,经醇沉、离心、冷冻干燥得红芪多糖1(HPS-1),取适量的 HPS-1,蒸馏水溶解后,Sephadex G-25柱分离,蒸馏水洗脱,流速 .8 ml/min,每 3 ml收集1份,苯酚-硫酸法跟踪检测,绘制洗脱曲线,合并主峰流出液,减压浓缩至一定体积,冷冻干燥得 HPS-2。 纯度鉴定用 HPLC法,TSK-gel G25PW色谱柱,示差折光检测器,流动相为双蒸水,流速 1. ml/min,检测器温度35℃,样品浓度4 mg/ml,进样量5 μl。同时取该样品溶液在 2~4 nm范围内进行紫外扫描。 气相色谱参照文献[5],多糖样品经彻底水解后制备糖腈乙酸酯衍生物,以单糖的糖腈乙酸酯衍生物为对照品进行 GC分析。色谱条件: OV-11毛细管柱(5 m×. 32 mm),载气为N2 ,流速 5 ml/min,分流比 4∶1,FID氢火焰检测器,汽化室温度 25℃,检测器温度 28℃。程序升温:11℃(保持 5 min)→(5℃/min)→ 28 ℃(保持 2 min)。进样量 .4 μl。 薄层色谱[6]取 15mg HPS-2,三氟醋酸彻底水解,水解产物溶于 1 ml蒸馏水中,以标准单糖为对照,分别取样品水解液和单糖对照液在含磷酸二氢钠的硅胶G薄层板上点样,上行二次展开,展开剂: 醋酸乙酯∶冰醋酸∶甲醇∶水=12∶3∶3∶2(V/V);自然风干后显色,显色剂: 苯胺-邻苯二甲酸溶液,烘箱中 15 ℃加热 5~1 min显色。 红外光谱测定 取 2 mg HPS-3,KBr压片,测定红外光谱。 3 结果 脱蛋白方法的选择以蛋白脱除率和多糖损失率为指标,比较 Sevag法、三氯乙酸法和三氯乙酸-正丁醇法的脱蛋白效果(见图1)。Sevag法的多糖损失率最低,但脱蛋白率也最低;三氯乙酸-正丁醇法的脱蛋白率最高,多糖损失率最低;三氯乙酸法的脱蛋白率达 3%以上,但多糖损失最高。综合各方面的因素,本实验选取三氯乙酸-正丁醇法脱除红芪多糖中的蛋白质。 红芪多糖分离纯化红芪多糖经Sephadex G-25柱层析纯化分离的洗脱曲线(见图2)。仅出现 1个洗脱峰, 收集主峰, 透析, 浓缩,冷冻干燥, 得到 HPS-2。 纯度鉴定HPS-2的紫外扫描在 26~28nm处吸收峰消失,茚三酮反应呈阴性,说明样品中的蛋白质基本除尽,也无核酸存在;碘-碘化钾反应呈阴性,表明样品为非淀粉多糖;经 HPLC凝胶色谱后为单一对称峰。表明其为均一组分;苯酚-硫酸法测定 HPS-2的糖含量为 。 红芪多糖的结构分析 气相色谱分析 气相色谱分析(见图 3)。比较标准品和样品的保留时间,可见多糖 HPS- 2由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖5种单糖组成。其摩尔组成比例为 .3∶.2∶∶∶2.。 薄层色谱分析HPS-2 经薄层色谱(见图 4)。检出半乳糖(Rf对=Rf样=.4)、葡萄糖(Rf对=Rf样=.3)、阿拉伯糖(Rf对=.2,Rf样=.19)、木糖(Rf对=Rf样=.62)和鼠李糖(Rf对=Rf样=.77),其中木糖和鼠李糖含量较低,斑点不明显。这与气相色谱结果一致。 红外分析从IR谱图由图 5可见,HPS-2在 3 6~3 2 cm-1、3 ~2 8 cm-1和 1 4~1 2 cm-1处均具有多糖的特征吸收峰。1 154、1 8、1 24 cm-1处为 β-吡喃糖基的振动峰[7];898 cm-1为 β-糖苷键的吸收峰,82 cm-1处为 α-吡喃糖的吸收峰,说明多糖 HPS-2中存在 α和 β两种类型的苷键,并以吡喃型糖为主。 4 结论 本实验比较了3种脱蛋白方法,三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白效果最好,脱除率达 ,多糖损失率少。利用葡聚糖凝胶 Sephadex G-25柱层析分离纯化红芪多糖得 HPS-2,经 HPLC及紫外扫描为均一多糖,不含蛋白质和核酸。 GC、TLC及 IR分析 HPS-2的糖基组成和结构为,主要由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖5种单糖组成,其摩尔比为 .3∶.2∶∶∶2.,单糖主要为吡喃糖,异头碳以 β型为主,并有少量的 α型。这为红芪多糖的深入研究打下了理论基础,特别为其组成的快速分析提供了可靠的方法。 参考文献 [1]权菊香. 红芪的药理研究进展[J]. 时珍国药研究,1997,8(2):178. [2]金智生,汝亚琴. 中药红芪的实验研究进展[J].甘肃中医学院学报,23,2(4):52. [3]李知敏,王伯初,周 菁,等. 植物多糖提取液的几种脱蛋白方法的比较分析[J].重庆大学学报,24,27(8):57. [4]董 群,郑丽伊,方积年. 改良的苯酚-硫酸法测定多糖和寡糖含量的研究[J].中国药学杂志,1996,31:55. [5]康学军,曲见松. 白芷多糖中单糖组成的气相色谱分析[J].药物分析杂志,26,26(7):891. [6]张维杰.复合多糖生化研究技术[M].上海:上海科学技术出版社,1987:1. 大专医学生毕业论文篇2 试谈医学 教育 实践改革 摘要:医学教育主要是通过理论教学和实践教学来进行,通过理论知识的传授、临床技能和临床思维的训练,最终培养成能够解决病患疾苦的合格的医师。理论教学在整个培养过程中占据绝大部分时间,理论授课形式对学生吸引力不够,学生主动参与学习程度不够,实际解决问题能力不强,这些都影响了教学效果。因此,针对现阶段医学教育存在的问题,在医学教育中加强医学教育改革,减少理论授课时间,增加实践课教学时间,提高学生主观能动性,加强师生之间教学互动,进而提升学生学习的主动性和积极性,提高教学质量和教学效果,在真正意义上提升学生解决问题的能力。 关键词:医学教育;实践改革;探讨 医学专业学生的实践能力培养是我国医学教育的关键,也是最终目的。我国传统的医学教育存在重视理论知识的单一传授,忽视学生动手能力和解决实际问题能力培养的问题。随着医学事业的发展,现阶段的社会对医学生的培养提出了更高的要求,需要在医学教学中加强对学生实践能力的培养,在课程的设置上增加实践教学课时,减少不必要的理论授课时间。比如我国很多医科大学建设了医学技能培训中心,将医学教育中的理论教学、实践教学和技能培训进行结合,并相应配备了高技术的设备和计算机培训软件系统,在计算机软件的作用下将医学操作和人体模型进行结合,在很大程度上满足了医学发展对医学生培训的需求。 1现阶段医学教育的发展现状 伴随我国高等教育的扩招,我国高等教学实现了由精英化教育向大众化教育的转变。高等医学院校的招生人数不断增加,但与之相匹配的教育投入却没有按照一定比例增加,在扩招的影响下,加剧了学生人数增加与投入教育资源不足之间的矛盾。医学教育是培养学生诊断和治疗疾病的教育,是高投入的教育,医学实践教学对提升医学生的分析能力、实践能力和创新能力具有重要意义。但在扩招的情况下,医学教育面临师资力量、教学经费不足、教学场所不够等困境,使得医院的实践教学变得困难,情况不容乐观。 具体体现在以下几方面:第一,人才培养方案制定不合理,无法实现医学教育培养目标。医学教育不仅需要培养创新型人才,更需要培养能够在各级医疗卫生机构中从事大量诊疗工作的医师,只要这样才能解决患者看病难、看病贵的现实问题。但在实际的医学教育培养方案中,对学生实践能力的培养,即在处理病人过程中分析问题、解决问题的能力培养明显不足。学生理论知识丰富,动手能力差。 第二,招生人数急剧增加,但学校硬件和软件设施不能相应增加,无法取得优质的教学质量。由于大学教育由精英教育向大众化教育发展,以及部分经济利益的驱动,几乎每个大学都在扩招。这样的后果就是,学生人数迅猛增加,学校的软硬件设施没有相应增加,而招收的学生整体素质是下降的,能力参差不齐。扩招后的医学院校,由于在办学资金、师资力量以及教学设施上存在限制,导致在实际教学中不能完全采用小班式教学,而更多的是采用大班式的理论教学。大班理论教学效果自然不如小班教学。 人数的增加与学生整体素质的下降加之教学效果下降自然影响最终毕业学生的素质和能力。第三,医学院校附属医院实践条件受限,患者自我保护意识增强,学生实践机会减少。医学院校的附属医院都是大型医院,恰恰也是病人最多的医院,往往是一床难求,临床工作的医师往往超负荷工作,在指导临床实践的实习生的时间和精力上都受到严重影响,指导学生实践的效果自然受到影响。伴随社会发展,医疗环境发生了变化,病人自我保护意识增强,传统的和患者面对面的实践教学面临挑战,更多病人不愿意让学生动手检查和进行一些医学处置。所以,学生实践能力受到影响。而且由于扩招,最终在临床上实践的学生人数多,导致每个实践学生管理病人的数量减少,所见疾病种类也减少。 2医学教育实践教学改革的策略 制定合理的培养方案 医学院校既要培养创新型高素质人才,以期他们去探索未知的许多医学难题。也要培养更多实用型医技人才,大量的医疗卫生机构需要他们去充实力量,大量的患者需要医师去诊断和治疗,这是解决看病难、看病贵,大医院人满为患的根本。因此,要因人制宜地制定培养方案,不搞一刀切。 增加教育经费的投入 投入更多的教育经费,可以增加教师的数量,改善教师工作条件,提高教师教学能力。改善教学硬件设施,采用多媒体教学,采用更多小班教学,增加授课过程中教师与学生互动,变被动学习为主动参与,提高学生学习积极性。 压缩临床课程理论教学学时,增加实践课学时,改革学生成绩考核方式 临床课程理论教学属于被动教学,老师讲,学生听,学生觉得枯燥无味,学习积极性不高,课堂死气沉沉。学生喜欢实践性强的内容,喜欢更接近临床病人的内容。因此,增加临床课程实践教学学时等于提前进入临床实践。对影像专业核医学课程,我们的改革就是将20学时的理论学时压缩成14学时,实践学时由2学时增加到8学时。改革评价学生成绩的方式,将每次的作业、课堂纪律、考勤、期末考试成绩综合后作为本学期最终成绩。经过这些改革,学生学习积极性明显增强,自律性加强,学习效果越来越好,综合素质得到提高。 加强实验技能中心和附属医院的建设,充分发挥实践教学平台的作用,对实践过程进行严格规范 实践教学是培养和提升学生实践技能的根本,实验技能中心和附属医院就是虚拟实践和真实实践的两个平台。医学院校要从意识上重视医学实践的发展,为医学实践配置相应的教学设备,实行完善的设备管理 措施 ,加强对实践教学过程的规范。另外,有关人员还要加强对医学实践教学模拟软件的开发,将先进的技术和理念运用到医学教育实践中。还要加强对医学教育资金的投入,完善医学教学平台实践教学环节的建设。医学教学模式的选择要根据医学实践教学改革面临的问题进行建立,要重点突出模拟教学的地位,形成医学教学质量评价的标准,对医学实践的管理模式进行创新,对教育实践的过程进行优化。[1] 加强对实践教学的管理,完善相应的实践教学制度,加强实践教学质量的管控 针对原有重视理论课教学,忽视实践课教学问题,医学教学对原有的教学管理模式进行改革,强化实践教学制度的建设,加强对实验考核、实验设备以及实验消耗的管理。在实践课环节,要更多要求学生主动参与,分析医学问题。在加强对实践教学质量的管控方面做到以下几点: 第一,加强对实践教学计划的管理。根据人才培养的目标以及学生具备的知识、技能,制定适合的实践教学大纲。实验教学设计要结合具体的医学考试内容进行设计,建立一种不依附于理论教学的实验教学体系,加强对实验综合性、创新性的关注。 第二,加强对实践过程的管理。在实践教学中要按照严格的要求组织实验教学,特别是注意对学生独立分析和处理问题能力的培养。加强对实践教学的考核。[2]第三,加强对实践教学质量的检查。首先,要健全实验课的考核评定方法,将学生对实验课全过程的记录作为对其最终考核的标准之一。其次,建立实验听课制度,加强学生之间的相互学习。最后,定期在网上对学生进行实验教学评价调查,进而了解最新的实验教学状况。 3 总结 综上所述,伴随医学院的扩招以及社会发展对医学人才的需要,医学教育改革是医学教育发展的必然需要。培养具有实践技能的医学高级人才是一个系统工程,因此,如何培养一个符合社会需要的医学人才,需要各个医学院校进行不断的研究和探索。 参考文献: [1]裴冬梅,吴多芬.医学实践教学改革的新途径[J].现代教育管理,2009,(6):69-71. [2]赵申武.医学临床专业预防医学实践教学改革探讨[J].实用预防医学,2009,(1):293-294. 大专医学生毕业论文篇3 医学模拟教学在妇产科教学的应用 【摘要】探讨用单项基础技能训练、综合训练的模拟教学模式在本科生妇产科教学中的应用,以达到提高医学生临床基本技能操作能力和培训科学思维的目的。 【关键词】妇产科;实践教学;模拟教学 临床实践教学是医学生学习掌握基本操作技能、培养临床思维等能力的关键阶段[1,2]。妇产科的操作大多涉及患者的隐私,而医学模拟教育可以利用局部功能训练模型、模拟人、计算机虚拟模拟人,模拟临床真实环境作为教学铺助,达到提高学生临床基本操作技能和培训科学思维的目的。 1模拟教学在妇产科实践教学中的应用 医学本科生学习期间,要掌握基本的操作技能,如在妇产科,对患者子宫后穹窿的穿刺、输卵管通液术、上环术、下环术及产前检查等。可采用多元化示范为导向的模拟教学模式,用局部功能训练模型训练学生,使其有效率地掌握相应的临床操作技能[2],熟练操作技巧[3]。示范教学是指教师与学生之间的互动性局部功能训练模型示范教学,该环节是以实验技能为主的操作教学,教师先通过微视频进行示范,让学生了解基本操作要求,再有选择的对一些重点、难点问题进行讲解并示范操作[4]。各小组选择代表先照样练习,掌握要领后再向组内同学讲解并在全班示范操作。学生在练习时,老师注意观察,对关键部分要提示学生注意,随时指出操作中的不足,并加以讲解。 要给出充足的实践操作时间,用于组内和组间的示范性交流,相互间进行评价,并可以拍摄视频,收集教学素材,用于以后的实验教学,活跃课堂的教学气氛。在示范性教学中,要充分发挥微课、慕课等新教学手段的优点,利用好信息化教学的优势。局部功能训练模型能给学生提供反复强化操作训练的机会,让学生能熟练操作技能。现有的高级综合模拟人拥有强大软件功能。 模拟人具有生理系统和功能体征系统,根据实践教学内容的要求,设置相应的参数,设计不同病情的“患者”,满足各层次的医学实践教学的需求。此类综合训练模拟教学提高了学生的学习兴趣和学习难度[5,6]。综合训练教学采用了启发式教学、案例教学、小组讨论式方法等多种 教学方法 。教师可以一星期前告知学生案例,学生事先做好预习准备。实验室模拟人连接监护仪、呼吸机、麻醉机,学生可对模拟人进行观察、做各种体格检查、采集数据,在最短的时间内做出综合分析和鉴别判断[4],实施相应的临床诊治方案。教师根据学生的诊治表现给予指导和纠正错误,培训医学生的良好的临床思维,提升现代医学教学受训学生的教学质量。 2医学模拟教学的优点 妇科患者病种多样 学生可以通过模拟教学观察到多种妇科疾病,特别是临床上少见疾病的特征[6],学生可直接进行体格检查和操作,熟悉各种妇科疾病患者的诊治。 通过模拟教学反复练习 学生在模型上重复练习[6],能较好的掌握操作要点,直到技能熟练,如妇科患者子宫后穹窿穿刺术、诊刮术、会阴侧切缝合术等。 模拟教学安全性强 在带教教师的指导下直接在患者身上进行操作,如助产术,存在一定的安全隐患。病史采集不熟练及诊治时间急促,易引发患者不良情绪,可能触发医患矛盾。而模拟教学利用模拟系统直到学生进行练习,避免此类问题的发生[7,8]。在妇产科的本科生教学中,模拟教学创造了一个安全、贴近真实临床的教学环境,同时也必须认识到,模拟教学不能完全代替临床实践床旁教学。 参考文献 [1]邓贝贝.医学模拟教学:现代医学教育改革的必经之路[J].卫生教育,2015,21(34):85-86. [2]卢书明,马亮亮,李艳霞,等.案例教学法联合模拟教学法在消化内科临床教学实践中的应用[J].医学伦理与实践,2015,28(23):3299-3301. [3]李益平,刘冬莹,库华义.医学模拟教学在基层卫生技术人员康复技能培训中的应用[J].中安国医学教育杂志,2014,34(1):105-106. [4]张明亚,罗良平,赵辉.高级综合模拟系统在医学教育中的应用[J].医疗卫生装备,2012,33(5):132-133. [5]尹悦,韩霏,郭凤林,等.临床实习前医学模拟教学集中训练的效果分析[J].中国高等医学教育,2012,4:67,101. [6]刘静馨,陈沁,罗艳华.护理教育者在高仿真模拟教学中的真实体验的质性研究[J].护理进修杂志,2011,26(12):1082-1084. [7]伍丽艳,植瑞东,陈康敏.情景模拟教学法和虚拟医学教学法在临床教学中的作用分析[J].北方药学,2013,10(7):152-153. [8]吴凡,许杰洲,杨棉华.医学模拟教学在提高学生能力与素质中的应用探讨[J].中国医学教育技术,2010,24(2):171-173. 猜你喜欢: 1. 大专临床医学论文 2. 大专临床医学专业毕业论文 3. 大专临床毕业论文范文 4. 大专临床医学毕业论文
色谱分析技术能够实现原料分离,分析环节中同时完成多种任务,下面是我为大家精心推荐的色谱分析技术论文,希望能够对您有所帮助。
涂料检测中的现代色谱分析技术应用分析
摘 要:文章首先介绍了气相色谱法涂料检验的原理,并对检验环节中常见的问题以及解决对策进行分析。从技术的优缺点两方面进行。其次重点分析高效液相色谱法的应用原理,并对涂料检测环节的技术要点做出总结。帮助提升检测结果的准确性。
关键词:涂料检测;现代色谱;气相色谱法
1 高效液相色谱法
该种技术融合了传统工艺中的优点,同时也对存在的问题做出优化,更高效的解决检测期间的影响问题。这种技术能够实现原料分离,分析环节中同时完成多种任务,与传统方法相比较在时间上会有明显的减少,尤其是对受热程度的分析判断,更高效合理。检验环节中常见的加热问题,成为色谱分析的首要影响因素,如果不能合理的设置温度,很容易造成分析结合与实际情况不符合。大部分涂料都是液体形式的,在性质上更具有稳定性,原料选取的量也能得到控制。随着对环保和健康的日益重视,国家陆续出台了一些涂料相关的有毒有害标准,涂料的生产工艺和配方也随之调整优化。但也不乏有生产厂家使用现行标准中还未被限量的有毒有害物质来替代已被限量的物质。这就要求在检验工作中不仅要依照现行标准对涂料样品进行检验,还要积极发现还未被限量的有毒有害物质。涂料产品成分复杂多样,高效液相色谱法属于分离性分析方法,能够对绝大部分的有机物进行分析,尤其是对挥发性不强,高温易分解的物质,能获得比其他方法更好更稳定的结果。
涂料中含有的化学物质可能会对环境造成污染,因此目前的检测工作也大部分是针对生态环保来进行的,目的在于避免质量检测不达标的物质投入到使用中。因此检测工作要有明确的目标,对待检物质中可能会含有的污染物进行判断。有毒涂料防污剂有机锡的HPLC分析在船舶防污涂料抑制海洋生物污损中发挥了非常有效的作用,随着海洋监测技术的发展,有机锡的毒性和对生态系统的危害越来越多地被人类认识。海洋环境中的有机锡浓度很低(10-12~10-9),而且种类繁多,因此用传统的仪器很难满足高灵敏度、高选择性的分析要求。其中较成熟的方法是以GC(凝胶色谱)为分离手段,配以适合金属离子分析的检测器。
HPLC能对不适应GC的有机锡进行分析,适用于大多数极性及非极性有机锡化合物的直接分离。不需萃取及衍生,在常温下可直接分离样品中不同形态的锡,不但缩短了分析时间,而且还减少了分析过程中可能的损失;可通过改变固定相和流动相获得最佳分离;尤其适用于具有生物活性化合物的分离与形态分析。凝胶色谱法是液相色谱法的一种,其分离原理与其他色谱法不同,是按分子体积的大小进行分离,所以也称为体积排阻色谱法。高效凝胶渗透色谱是20世纪60年代发展起来的一种液相色谱方法,主要用途是测定高聚物的相对分子质量及其分布。
2 气相色谱法
裂解气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用
能够用来判断树脂涂料中的组成成分,同样是针对光谱来进行,该种技术方法在所得结果上更具有全面性,融合了两种技术方法中的优点,在对色谱类型进行判断时可以直接显示结果。生产工艺不断进步后,涂料中的含有成分也在逐渐复杂化,高分子结构在普通的红外光谱下不容易分析。关于该种色谱技术,在国内的研究起步较晚,应用环节也是根据已有的研究结果来探讨的。
我国学者在研究过程中,提取涂料中的成分,将检测得到的成分含量录入到计算机设备中进行分析,更准确的定位色谱表现形式与其中涂料含量的函数关系。该种技术可以选择任意部分涂料进行检测,不需要对测试点进行选取,节省时间的同时也能够减少标样点,对未来的工作开展有很大帮助。这一特征性也是该技术能够得到应用落实的原因。
红外光照作用下,涂料发生的裂解反应是检测开展的依据,不需要再次选择分析的样本,可以直接根据反应过程来分析结果。面对比较复杂的分析对象时,仅仅依靠简单的裂解很难实现目标,简单的升高温度能够促进涂料裂解,再根据反应发生的情况来判断是否达到可以检测的点。红外光照在其中发挥着催化的作用,可以应对化合物检测。但涂料的形式并不是如此简单,还包含了聚合物形式,红外光谱检测的效果便会受到阻碍。
裂解气相色谱-质谱联用
涂料由几大部分组成,树脂原料常常被应用在基料制作中。对于耐高温性质好,并且不容易分离的材料,不能再通过高温裂解的方式来检验。但检验方法在原理上都相同,遇到的难题是如何促使裂解反应发生。常见的方法是对分子结构链进行破坏,涂料中的成分自然分解,此时在对色谱表现形式进行分析,能更好的完成任务。裂变过程中会散发出能量,不同分子结构链变化期间所散发的热量也不相同,同时也与基料自身耐高温形式相关。
了解到裂变需要经过高温加热来实现分析检测时,关键技术是对温度的控制,如果加热温度超出了需求范围,很容易造成分子结构链过于零散,影响到结果的判断。不可忽略的一点是,涂料在高温状态下其中的一些物质容易发生氧化反应,分解出检测环节不需要的物质,对任务开展产生阻碍。由此可见,这种方法虽然操作过程简单,结果分析准确,但却容易受外界因素影响。
涂料在高温环境下发生反应变化需要一段融合的时间,而破坏结构链是在高温加热的瞬间完成的。检测环节中,可以在短时间内瞬间升高温度,这样能够避免物质的高温氧化反应,提升检测结果的可靠性。影响物质并不能被完全消除,只是尽可能的将生成量控制在合理范围内,不对检验分析造成影响。根据检验结果可以了解到,不同的基料材质对涂料色谱表现形式会产生影响,在检测环节需要对原料组成成分进行判断,明确高温状态下可能会发生的反应类型。任务进行期间,需要选取不同涂料的样品来测试,避免掺入其他杂质。所选取的量要均等,观察检测结果的同时将原始数据整理记录,用于后续的分析检验环节,可以更好的对比。根据反应发生的形式对检验技术进行选择,涂料色谱分析在流程上会有明显的进步。
3 结论
快速灵敏的仪器分析法在很大程度上取代了繁琐费时的化学分析法,打破了化学分析的局限,极大地提高了分析工作的效率、分析精度与可靠性,而先进的色谱技术已成为涂料成分检测不可缺少的重要手段。
参考文献
[1] 宋晓波,兰小军,丁立群.现代色谱分析技术在涂料检测中的应用[J].上海涂料,2013(03).
[2] 尹洧.色谱分析技术在食品检测中的应用[J].农业工程,2012(08).
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高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上,引用了气相色谱的理论,在技术上,流动相改为高压输送(最高输送压力可达);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。 特点 1.高压:液相色谱法以液体为流动相(称为载液),液体流经色谱柱,受到阻力较大,为了迅速地通过色谱柱,必须对载液施加高压。一般可达150~350×105Pa。 2. 高速:流动相在柱内的流速较经典色谱快得多,一般可达1~10ml/min。高效液相色谱法所需的分析时间较之经典液相色谱法少得多,一般少于 1h 。 3. 高效:近来研究出许多新型固定相,使分离效率大大提高。 4.高灵敏度:高效液相色谱已广泛采用高灵敏度的检测器,进一步提高了分析的灵敏度。如荧光检测器灵敏度可达10-11g。另外,用样量小,一般几个微升。 5.适应范围宽:气相色谱法与高效液相色谱法的比较:气相色谱法虽具有分离能力好,灵敏度高,分析速度快,操作方便等优点,但是受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。而高效液相色谱法,只要求试样能制成溶液,而不需要气化,因此不受试样挥发性的限制。对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于 400 以上)的有机物(这些物质几乎占有机物总数的 75% ~ 80% )原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。 据统计,在已知化合物中,能用气相色谱分析的约占20%,而能用液相色谱分析的约占70~80%。 高效液相色谱按其固定相的性质可分为高效凝胶色谱、疏水性高效液相色谱、反相高效液相色谱、高效离子交换液相色谱、高效亲和液相色谱以及高效聚焦液相色谱等类型。用不同类型的高效液相色谱分离或分析各种化合物的原理基本上与相对应的普通液相层析的原理相似。其不同之处是高效液相色谱灵敏、快速、分辨率高、重复性好,且须在色谱仪中进行。 高效液相色谱法的主要类型及其分离原理 根据分离机制的不同,高效液相色谱法可分为下述几种主要类型: 1 .液 — 液分配色谱法(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化学键合相色谱(Chemically Bonded Phase Chromatography) 流动相和固定相都是液体。流动相与固定相之间应互不相溶(极性不同,避免固定液流失),有一个明显的分界面。当试样进入色谱柱,溶质在两相间进行分配。达到平衡时,服从于下式: 式中,cs—溶质在固定相中浓度;cm--溶质在流动相中的浓度; Vs—固定相的体积;Vm—流动相的体积。LLPC与GPC有相似之处,即分离的顺序取决于K,K大的组分保留值大;但也有不同之处,GPC中,流动相对K影响不大,LLPC流动相对K影响较大。 a. 正相液 — 液分配色谱法(Normal Phase liquid Chromatography): 流动相的极性小于固定液的极性。 b. 反相液 — 液分配色谱法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流动相的极性大于固定液的极性。 c. 液 — 液分配色谱法的缺点:尽管流动相与固定相的极性要求完全不同,但固定液在流动相中仍有微量溶解;流动相通过色谱柱时的机械冲击力,会造成固定液流失。上世纪70年代末发展的化学键合固定相(见后),可克服上述缺点。现在应用很广泛(70~80%)。 2 .液 — 固色谱法 流动相为液体,固定相为吸附剂(如硅胶、氧化铝等)。这是根据物质吸附作用的不同来进行分离的。其作用机制是:当试样进入色谱柱时,溶质分子 (X) 和溶剂分子(S)对吸附剂表面活性中心发生竞争吸附(未进样时,所有的吸附剂活性中心吸附的是S),可表示如下: Xm + nSa ====== Xa + nSm 式中:Xm--流动相中的溶质分子;Sa--固定相中的溶剂分子;Xa--固定相中的溶质分子;Sm--流动相中的溶剂分子。 当吸附竞争反应达平衡时: K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa] 式中:K为吸附平衡常数。[讨论:K越大,保留值越大。] 3 .离子交换色谱法(Ion-exchange Chromatography) IEC是以离子交换剂作为固定相。IEC是基于离子交换树脂上可电离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换,依据这些离子以交换剂具有不同的亲和力而将它们分离。 以阴离子交换剂为例,其交换过程可表示如下: X-(溶剂中) + (树脂-R4N+Cl-)=== (树脂-R4N+ X-) + Cl- (溶剂中) 当交换达平衡时: KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-] 分配系数为: DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-] [讨论:DX与保留值的关系] 凡是在溶剂中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法来进行分离。 4 .离子对色谱法(Ion Pair Chromatography) 离子对色谱法是将一种 ( 或多种 ) 与溶质分子电荷相反的离子 ( 称为对离子或反离子 ) 加到流动相或固定相中,使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物,从而控制溶质离子的保留行为。其原理可用下式表示: X+水相 + Y-水相 === X+Y-有机相 式中:X+水相--流动相中待分离的有机离子(也可是阳离子);Y-水相--流动相中带相反电荷的离子对(如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲铵等);X+Y---形成的离子对化合物。 当达平衡时: KXY = [X+Y-]有机相/[ X+]水相[Y-]水相 根据定义,分配系数为: DX= [X+Y-]有机相/[ X+]水相= KXY [Y-]水相 [讨论:DX与保留值的关系] 离子对色谱法(特别是反相)发解决了以往难以分离的混合物的分离问题,诸如酸、碱和离子、非离子混合物,特别是一些生化试样如核酸、核苷、生物碱以及药物等分离。 5 .离子色谱法(Ion Chromatography) 用离子交换树脂为固定相,电解质溶液为流动相。以电导检测器为通用检测器,为消除流动相中强电解质背景离子对电导检测器的干扰,设置了抑制柱。试样组分在分离柱和抑制柱上的反应原理与离子交换色谱法相同。 以阴离子交换树脂(R-OH)作固定相,分离阴离子(如Br-)为例。当待测阴离子Br-随流动相(NaOH)进入色谱柱时,发生如下交换反应(洗脱反应为交换反应的逆过程): 抑制柱上发生的反应: R-H+ + Na+OH- === R-Na+ + H2O R-H+ + Na+Br- === R-Na+ + H+Br- 可见,通过抑制柱将洗脱液转变成了电导值很小的水,消除了本底电导的影响;试样阴离子Br-则被转化成了相应的酸H+Br-,可用电导法灵敏的检测。 离子色谱法是溶液中阴离子分析的最佳方法。也可用于阳离子分析。 6 .空间排阻色谱法(Steric Exclusion Chromatography) 空间排阻色谱法以凝胶 (gel) 为固定相。它类似于分子筛的作用,但凝胶的孔径比分子筛要大得多,一般为数纳米到数百纳米。溶质在两相之间不是靠其相互作用力的不同来进行分离,而是按分子大小进行分离。分离只与凝胶的孔径分布和溶质的流动力学体积或分子大小有关。试样进入色谱柱后,随流动相在凝胶外部间隙以及孔穴旁流过。在试样中一些太大的分子不能进入胶孔而受到排阻,因此就直接通过柱子,首先在色谱图上出现,一些很小的分子可以进入所有胶孔并渗透到颗粒中,这些组分在柱上的保留值最大,在色谱图上最后出现。气相色谱法(gas chromatography 简称GC)是色谱法的一种。色谱法中有两个相,一个相是流动相,另一个相是固定相。如果用液体作流动相,就叫液相色谱,用气体作流动相,就叫气相色谱。气相色谱法由于所用的固定相不同,可以分为两种,用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱,用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。按色谱分离原理来分,气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类,在气固色谱中,固定相为吸附剂,气固色谱属于吸附色谱,气液色谱属于分配色谱。按色谱操作形式来分,气相色谱属于柱色谱,根据所使用的色谱柱粗细不同,可分为一般填充柱和毛细管柱两类。一般填充柱是将固定相装在一根玻璃或金属的管中,管内径为2~6mm。毛细管柱则又可分为空心毛细管柱和填充毛细管柱两种。空心毛细管柱是将固定液直接涂在内径只有~的玻璃或金属毛细管的内壁上,填充毛细管柱是近几年才发展起来的,它是将某些多孔性固体颗粒装入厚壁玻管中,然后加热拉制成毛细管,一般内径为~。
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参见[编辑]历史[编辑]色谱的起源色谱法起源于20世纪初,1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管,以石油醚洗脱植物色素的提取液,经过一段时间洗脱之后,植物色素在碳酸钙柱中实现分离,由一条色带分散为数条平行的色带。由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带,因此茨维特将这种方法命名为Хроматография,这个单词最终被英语等拼音语言接受,成为色谱法的名称。汉语中的色谱也是对这个单词的意译。茨维特并非著名科学家,他对色谱的研究以俄语发表在俄国的学术杂志之后不久,第一次世界大战爆发,欧洲正常的学术交流被迫终止。这些因素使得色谱法问世后十余年间不为学术界所知,直到1931年德国柏林威廉皇帝研究所的库恩将茨维特的方法应用于叶红素和叶黄素的研究,库恩的研究获得了广泛的承认,也让科学界接受了色谱法,此后的一段时间内,以氧化铝为固定相的色谱法在有色物质的分离中取得了广泛的应用,这就是今天的吸附色谱。[编辑]分配色谱的出现和色谱方法的普及薄层色谱分离打印机黑色油墨的组成放大薄层色谱分离打印机黑色油墨的组成1938年阿切尔·约翰·波特·马丁和理查德·劳伦斯·米林顿·辛格准备利用氨基酸在水和有机溶剂中的溶解度差异分离不同种类的氨基酸,马丁早期曾经设计了逆流萃取系统以分离维生素,马丁和辛格准备用两种逆向流动的溶剂分离氨基酸,但是没有获得成功。后来他们将水吸附在固相的硅胶上,以氯仿冲洗,成功地分离了氨基酸,这就是现在常用的分配色谱。在获得成功之后,马丁和辛格的方法被广泛应用于各种有机物的分离。1943年马丁以及辛格又发明了在蒸汽饱和环境下进行的纸色谱法。[编辑]气相色谱和色谱理论的出现1952年马丁和詹姆斯提出用气体作为流动相进行色谱分离的想法,他们用硅藻土吸附的硅酮油作为固定相,用氮气作为流动相分离了若干种小分子量挥发性有机酸。气相色谱的出现使色谱技术从最初的定性分离手段进一步演化为具有分离功能的定量测定手段,并且极大的刺激了色谱技术和理论的发展。相比于早期的液相色谱,以气体为流动相的色谱对设备的要求更高,这促进了色谱技术的机械化、标准化和自动化;气相色谱需要特殊和更灵敏的检测装置,这促进了检测器的开发;而气相色谱的标准化又使得色谱学理论得以形成色谱学理论中有着重要地位的塔板理论和Van Deemter方程,以及保留时间、保留指数、峰宽等概念都是在研究气相色谱行为的过程中形成的。[编辑]高效液相色谱1960年代,为了分离蛋白质、核酸等不易汽化的大分子物质,气相色谱的理论和方法被重新引入经典液相色谱。1960年代末科克兰、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人开发了世界上第一台高效液相色谱仪,开启了高效液相色谱的时代。高效液相色谱使用粒径更细的固定相填充色谱柱,提高色谱柱的塔板数,以高压驱动流动相,使得经典液相色谱需要数日乃至数月完成的分离工作得以在几个小时甚至几十分钟内完成。1971年科克兰等人出版了《液相色谱的现代实践》一书,标志着高效液相色谱法 (HPLC)正式建立。在此后的时间里,高效液相色谱成为最为常用的分离和检测手段,在有机化学、生物化学、医学、药物开发与检测、化工、食品科学、环境监测、商检和法检等方面都有广泛的应用。高效液相色谱同时还极大的刺激了固定相材料、检测技术、数据处理技术以及色谱理论的发展。[编辑]原理色谱过程的本质是待分离物质分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程,不同的物质在两相之间的分配会不同,这使其随流动相运动速度各不相同,随着流动相的运动,混合物中的不同组分在固定相上相互分离。根据物质的分离机制,又可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别。[编辑]吸附色谱吸附色谱利用固定相吸附中西对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离,吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程吸附色谱的分配系数表达式如下:K_a =\frac{[X_a]}{[X_m]}其中[Xa]表示被吸附于固定相活性中心的组分分子含量,[Xm]表示游离于流动相中的组分分子含量。分配系数对于计算待分离物质组分的保留时间有很重要的意义。[编辑]分配色谱分配色谱利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。分配色谱的固定相一般为液相的溶剂,依靠图布、键合、吸附等手段分布于色谱柱或者担体表面。分配色谱过程本质上是组分分子在固定想和流动相之间不断达到溶解平衡的过程。分配色谱的狭义分配系数表达式如下:K=\frac{C_s}{C_m}=\frac{X_s/V_s}{X_m/V_m}式中Cs代表组分分子在固定相液体中的溶解度,Cm代表组分分子在流动相中的溶解度。[编辑]离子交换色谱离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力诧异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度。[编辑]凝胶色谱凝胶色谱的原理比较特殊,类似于分子筛。待分离组分在进入凝胶色谱后,会依据分子量的不同,进入或者不进入固定相凝胶的孔隙中,不能进入凝胶孔隙的分子会很快随流动相洗脱,而能够进入凝胶孔隙的分子则需要更长时间的冲洗才能够流出固定相,从而实现了根据分子量差异对各组分的分离。调整固定相使用的凝胶的交联度可以调整凝胶孔隙的大小;改变流动相的溶剂组成会改变固定相凝胶的溶涨状态,进而改变孔隙的大小,获得不同的分离效果。[编辑]色谱理论[编辑]关于保留时间的理论保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间,因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。保留时间由物质在色谱中的分配系数决定:tR = t0(1 + KVs / Vm)式中tR表示某物质的保留时间,t0是色谱系统的死时间,即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间,这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。K为分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。这个公式又叫做色谱过程方程,是色谱学最基本的公式之一。在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程,因此人们用比移值标示物质的色谱行为。比移值是一个与保留时间相对应的概念,它是样品点在色谱过程中移动的距离与流动相前沿移动距离的比值。与保留时间一样,比移值也由物质在色谱中的分配系数决定:R_f=\frac{V_m}{V_m+KV_s}其中Rf是比移值,K表示色谱分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。[编辑]基于热力学的塔板理论塔板理论是色谱学的基础理论,塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔,待分离组分在分馏塔的塔板间移动,在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡,随着流动相的流动,组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板,并不断形成新的平衡。一个色谱柱的塔板数越多,则其分离效果就越好。根据塔板理论,待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布,当色谱柱的塔板数很高的时候,二项式分布趋于正态分布。则流出曲线上组分浓度与时间的关系可以表示为:C_t=\frac{C_0}{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(t-t_R)^2}{2\sigma^2}}这一方程称作流出曲线方程,式中Ct为t时刻的组分浓度;C0为组分总浓度,即峰面积;σ为半峰宽,即正态分布的标准差;tR为组分的保留时间。根据流出曲线方程人们定义色谱柱的理论塔板高度为单位柱长度的色谱峰方差:H=\frac{\sigma^2}{L}理论塔板高度越低,在单位长度色谱柱中就有越高的塔板数,则分离效果就越好。决定理论塔板高度的因素有:固定相的材质、色谱柱的均匀程度、流动相的理化性质以及流动相的流速等。塔板理论是基于热力学近似的理论,在真实的色谱柱中并不存在一片片相互隔离的塔板,也不能完全满足塔板理论的前提假设。如塔板理论认为物质组分能够迅速在流动相和固定相之间建立平衡,还认为物质组分在沿色谱柱前进时没有径向扩散,这些都是不符合色谱柱实际情况的,因此塔板理论虽然能很好地解释色谱峰的峰型、峰高,客观地评价色谱柱地柱效,却不能很好地解释与动力学过程相关的一些现象,如色谱峰峰型的变形、理论塔板数与流动相流速的关系等。[编辑]基于动力学的Van Deemter方程Van Deemter方程是对塔板理论的修正,用于解释色谱峰扩张和柱效降低的原因。塔板理论从热力学出发,引入了一些并不符合实际情况的假设,Van Deemter方程则建立了一套经验方程来修正塔板理论的误差。Van Deemter方程将峰形的改变归结为理论塔板高度的变化,理论塔板高度的变化则源于若干原因,包括涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等。由于色谱柱内固定相填充的不均匀性,同一个组分会沿着不同的路径通过色谱柱,从而造成峰的扩张和柱效的降低。这称作涡流扩散纵向扩散是由浓度梯度引起的,组分集中在色谱柱的某个区域会在浓度梯度的驱动下沿着径向发生扩散,使得峰形变宽柱效下降。传质阻抗本质上是由达到分配平衡的速率带来的影响。实际体系中,组分分子在固定相和流动相之间达到平衡需要进行分子的吸附、脱附、溶解、扩散等过程,这种过程称为传质过程,阻碍这种过程的因素叫做传质阻抗。在理想状态中,色谱柱的传质阻抗为零,则组分分子流动相和固定相之间会迅速达到平衡。在实际体系中传质阻抗不为零,这导致色谱峰扩散,柱效下降。在气相色谱中Van Deemter方程形式为:H=A+\frac{B}{\mu}+C\mu其中H为塔板数,A为涡流扩散系数,B为纵向扩散系数,C为传质阻抗系数,μ为流动相流速。在高效液相色谱中,由于流动相粘度远远高于气相色谱,纵向扩散对峰型的影响很小,可以忽略不计算,因而Van Deemter方程的形式为:H = A + Cμ[编辑]基本技术和方法色谱法常见的方法有:柱色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等柱色谱法是最原始的色谱方法,这种方法将固定相注入下端塞有棉花或滤纸的玻璃管中,将被样品饱和的固定相粉末摊铺在玻璃管顶端,以流动相洗脱。常见的洗脱方式有两种,一种是自上而下依靠溶剂本身的重力洗脱,一种是自下而上依靠毛细作用洗脱。收集分离后的纯净组分也有两种不同的方法,一种方法是在柱尾直接接受流出的溶液,另一种方法是烘干固定相后用机械方法分开各个色带,以合适的溶剂浸泡固定相提取组分分子。柱色谱法被广泛应用于混合物的分离,包括对有机合成产物、天然提取物以及生物大分子的分离。薄层色谱法是应用非常广泛的色谱方法,这种色谱方法将固定相图布在金属或玻璃薄板上形成薄层,用毛细管、钢笔或者其他工具将样品点染于薄板一端,之后将点样端浸入流动相中,依靠毛细作用令流动相溶剂沿薄板上行展开样品。薄层色谱法成本低廉操作简单,被用于对样品的粗测、对有机合成反应进程的检测等用途。气相色谱是机械化程度很高的色谱方法,气相色谱系统由气源、色谱柱和柱箱、检测器和记录器等部分组成。气源负责提供色谱分析所需要的载气,即流动相,载气需要经过纯化和恒压的处理。气相色谱的色谱柱一般直径很细长度很长,根据结构可以分为填充柱和毛细管柱两种,填充柱比较短粗,直径在5毫米左右,长度在2-4米之间,外壳材质一般为不锈钢,内部填充固定相填料;毛细管柱由玻璃或石英制成,内径不超过毫米,长度在数十米到一百米之间,柱内或者填充填料或者图布液相的固定相。柱箱是保护色谱柱和控制柱温度的装置,在气相色谱中,柱温常常会对分离效果产生很大影响,程序性温度控制常常是达到分离效果所必须的,因此柱箱扮演了非常重要的角色。检测器是气相色谱带给色谱分析法的新装置,在经典的柱色谱和薄层色谱中,对样品的分离和检测是分别进行的,而气相色谱则实现了分离与检测的结合,随着技术的进步,气相色谱的检测器已经有超过30种不同的类型。记录器是记录色谱信号的装置,早期的气相色谱使用记录纸和记录器进行记录,现在记录工作都已经依靠计算机完成,并能对数据进行实时的化学计量学处理。气相色谱被广泛应用于小分子量复杂组分物质的定量分析。高效液相色谱 (HPLC)是目前应用最多的色谱分析方法,高效液相色谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成,其整体组成类似于气相色谱,但是针对其流动相为液体的特点作出很多调整。HPLC的输液泵要求输液量恒定平稳;进样系统要求进样便利切换严密;由于液体流动相粘度远远高于气体,为了减低柱压高效液相色谱的色谱柱一般比较粗,长度也远小于气相色谱柱。HPLC应用非常广泛,几乎遍及定量定性分析的各个领域。[编辑]应用色谱法的应用可以根据目的分为制备性色谱和分析性色谱两大类。制备性色谱的目的是分离混合物,获得一定数量的纯净组分,这包括对有机合成产物的纯化、天然产物的分离纯化以及去离子水的制备等。相对于色谱法出现之前的纯化分离技术如重结晶,色谱法能够在一步操作之内完成对混合物的分离,但是色谱法分离纯化的产量有限,只适合于实验室应用。分析性色谱的目的是定量或者定性测定混合物中各组分的性质和含量。定性的分析性色谱有薄层色谱、纸色谱等,定量的分析性色谱有气相色谱、高效液相色谱等。色谱法应用于分析领域使得分离和测定的过程合二为一,降低了混合物分析的难度缩短了分析的周期,是目前比较主流的分析方法。在中华人民共和国药典中,共有超过600种化学合成药和超过400种中药的质量控制应用了高效液相色谱的方法。[编辑]发展方向色谱法是分析化学中应用最广泛发展最迅速的研究领域,新技术新方法层出不穷。[编辑]新固定相的研究固定相和流动相是色谱法的主角,新固定相的研究不断扩展着色谱法的应用领域,如手性固定相使色谱法能够分离和测定手性化合物;反相固定相没有死吸附,可以简单地分离和测定血浆等生物药品。[编辑]检测方法的研究检测方法也是色谱学研究的热点之一,人们不断更新检测器的灵敏度,使色谱分析能够更灵敏地进行分析。人们还将其他光谱的技术引入色谱,如进行色谱-质谱连用、色谱-红外光谱连用、色谱-紫外连用等,在分离化合物的同时即行测定化合物的结构。色谱检测器的发展还伴随着数据处理技术的发展,检测获得的数据随即进行计算处理,使试验者获得更多信息。[编辑]专家系统专家系统是色谱学与信息技术结合的产物,由于应用色谱法进行分析要根据研究内容选择不同的流动相、固定相、预处理方法以及其他条件,因此需要大量的实践经验,色谱专家系统是模拟色谱专家的思维方式为色谱使用者提供帮助的程序,专家系统的知识库中存储了大量色谱专家的实践经验,可以为使用者提供关于色谱柱系统选择、样品处理方式、色谱分离条件选择、定性和定量结果解析等帮助。[编辑]色谱新方法色谱新方法也是色谱研究热点之一。高效毛细管电泳法是目前研究最多的色谱新方法,这种方法没有流动相和固定相的区分,而是依靠外加电场的驱动令带电离子在毛细管中沿电场方向移动,由于离子的带电状况、质量、形态等的差异使不同离子相互分离。高效毛细管电泳法没有HPLC方法中存在的传质阻抗、涡流扩散等降低柱效的因素,纵向扩散也因为毛细管壁的双电层的存在而受到抑制,因而能够达到很高的理论塔板数,有极好的分离效果。[编辑]参见 * 分析化学 * 高效液相色谱取自""页面分类: 新条目推荐 | 分析化学
中科院大连化物所主办的 《色谱》杂志广州分析测试中心主办的《分析测试学报》 两个都是国内行业顶尖的期刊《色谱》目前已被美国《医学索引》(Medline)、美国《化学文摘》(CA)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、波兰《哥白尼索引》(IC)、《日本科学技术文献数据库》(JICST)和英国皇家化学学会系列数据库中的《分析化学文摘》(AA)、《工业化学灾害》(CHI)、《质谱学通报(增补)》(MSB-S)等收录,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科技精品期刊、中国科协精品科技期刊示范项目中的化学类精品科技期刊。《分析测试学报》被美国化学文摘CA、日本科技文献速报、俄罗斯文摘、英国分析文摘(AA)、英国《质谱公报》、中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED)、中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)、《中国科学引文数据库》、中国期刊全文数据库(CJFD)等国内外二十几种数据库收录
最简单的方法是利用酶抑制法,可作有机磷定性。一般是利用气相色谱的氢火焰的氮磷检测器测有机磷。利用气相色谱的电子捕获检测器测有机氯农药。祥情可查阅GB5009-2005《食品卫生检验、理化部份》
定性检测一般用胆碱酯酶法定量一般使用气象色谱检测快速准确,成熟技术
农药 的类别首先要有所了解(1)有机锡类是一类含有锡元素的有机化合物,如薯瘟锡、三苯基氯化锡、毒菌锡、乙蜗锡等。(2)苯类是一类含有苯环结构的有机化合物,如六氯苯、五氯硝基苯、托布津、甲基托布津、百菌清、四氯苯肽等。(3)杂环类是一类含有杂环结构有机化合物。这类药剂品种多,杀菌谱广,大都具有内吸作用
气相色谱法在农药残留检测中的质量控制陈惠娟等;利用气相色谱法对蔬菜、水果中农药残留的检测过程中,要依靠有效的质量控制措施,消除或控制影响分析结果的各种误差,以保证测量结果的准确性、溯源性。1 实验前准备溶剂、试剂和吸附剂的纯度及适用性,不仅直接影响测定结果而且对气相色谱仪中的色谱柱、检测器也有一定的影响,因此在实验前必须测试每批次空白试剂、吸附剂和试剂的可用性。对溶剂而言一般每批溶剂取100~200mL浓缩,定容lmL,进样1μL无干扰峰即可。而且在分析测定时,为避免交叉污染,要做全程序空白实验,确保测定结果的准确性、重现性。按比例配制的混合溶剂,由于各溶剂的沸点不同,放置时的挥发程度不同,比例易改变,因此混合溶剂宜现用现配。2 标准溶液的配制标准物质是固体的,称量时要快、准,溶解并定容,定容所用溶剂与样品预处理所用溶剂相同。标准物质是液体的,按要求配制。同时配制标准工作系列,并在气相色谱仪上测定其标准工作系列并绘制校准曲线。由于低浓度标准溶液稳定性差,易挥发,导致标准溶液的浓度降低,因此,在测样时先作单点或多点校正,以确定其浓度及变化的程度,以便及时重新配制标准溶液,从而确保测定结果的准确性,再现性。在配制混合标准溶液时要依据各农药组分响应值的大小,取不同的量来配制, 使各组分响应值大致持平。3 样品制备3. 1 样品预处理取样必须要有代表性,采用科学的抽样方法以确定检测数据的科学性和准确性。对于蔬菜、水果而言,需把不要的部位去掉,采用四分法缩分,并切碎、打浆,称量。而且在每次切碎、打浆前都必须洗净所用的工具,避免样品之间的污染。3. 2 样品前处理样品前处理的基本要求就是减少待测农药的损失,提高回收率;排除杂质的干扰;保持各操作的一致性。3. 2. 1 提取 提取过程很重要,提取的完全与否直接影响测定结果,在分析过程中虽不能控制提取效率,但在分析过程中应尽可能保持确证的提取程序不变。提取剂的选择根据相似相溶的原理,尽量选用对待测农药溶解度大的溶剂并尽量减少杂质的提取,提取剂可用单剂或混合溶剂。提取方法可采用浸泡过夜、振荡提取、超声波提取、索氏提取等,一般采用浸泡过夜和振荡提取相接合的方法来提取。3. 2. 2 净化 将提取液净化,净化方式有液液分配、柱层析等,其目的都是去除杂质,减少干扰。在液液分配方式净化中,开始萃取时,要多次排气,特别是低沸点溶剂,如二氯甲烷等;分层较好时, 注意分液漏斗壁上的水气泡,当有乳化现象不易分层时,应长时间静置、机械搅动、加电介质或离心。萃取次数要根据每次的萃取效率来定。用柱层析方式净化时, 一般采用湿法装柱比较好控制,在淋洗时要做淋洗曲线,同时要注意淋洗速度,不要太快,否则收率低,分离不好。装柱时要注意每一层一定要敲实,而且各层之间界面要平整、清晰,在预淋洗、上样、冼脱时柱中液面降至柱填充剂表面时再进行下一步操作,以保证淋洗效果。3. 3. 3 浓缩定容 经净化后的样液在旋转蒸发器上浓缩后转移、定容。旋转蒸发器在旋转蒸发时是减压蒸馏,密闭性高,蒸发速度快,但注意流速不能快, 不要蒸干, 在旋转蒸发时温度要小于40℃。4 样品分析将制备好的样品上机测定。1)在样品测定前必须进行单点或多点校正,以确定标准溶液的有效性。2) 每批样品检测都要进行混合标样的测试,空白样及添加空白样的测试,同时每一测试农药的色谱参数(如分离度、拖尾因子、相对响应值等)应符合方法性能要求, 相对保留时间的变幅应在2%以内。介质的干扰峰不应大于等于0. 3LCL (最低校正水平,即与规定的最高残留限量比较,检测方法应该达到的最低检测浓度) ,若存在介质效应,则需要使用添加介质的标准溶液。在测定时,可用标准和样品交替进样的办法来减少误差。3)准确度和精密度。每批至少做两个添加浓度的回收,当符合要求后检测数据方可报出,否则必须查找原因重新检测。5 数据处理5. 1 标准溶液的定量计算及其浓度的有效数字标准溶液的定量计算是在整个测定过程中响应值变化不大时,采用前、中、后测定值取平均值,即全过程平均。标准溶液浓度的有效数字由其纯度、取样量和量器决定。5. 2 测定数据的计算首先对所测定的结果进行定性分析,判断、确认后,再选择合适的积分条件,进行积分,并定量计算。5. 3 报告结果的有效数字报告结果的有效数字要依据取样量、标准溶液浓度和仪器的精度等多个值的有效数字的位数来决定,报告结果时,测定结果的误差只取一位,测定结果有效数字的最后一位即为误差的对应位。建议您可以到行业内专业的网站进行交流学习!分析测试百科网乐意为你解答实验中碰到的各种问题,基本上问题都能得到解答,有问题可去那提问,百度上搜下就有。
色谱法维基百科,自由的百科全书(重定向自色谱)跳转到: 导航, 搜索本条目是新条目推荐候选之一,如果您认为它有资格列入首页的“你知道吗?”单元,让更多读者注意到,欢迎投票支持。如果您心中尚有条目想推荐,也欢迎提出。关于入选文章的资格与推荐规则,请参阅推荐规则。色谱法又称色谱分析、色谱分析法、层析法,是一种分离和分析方法,在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。色谱法起源于20世纪初,1950年代之后飞速发展,并发展出一个独立的三级学科——色谱学。历史上曾经先后有两位化学家因为在色谱领域的突出贡献而获得诺贝尔化学奖,此外色谱分析方法还在12项获得诺贝尔化学奖的研究工作中起到关键作用。目录[隐藏] * 1 历史 o 色谱的起源 o 分配色谱的出现和色谱方法的普及 o 气相色谱和色谱理论的出现 o 高效液相色谱 * 2 原理 o 吸附色谱 o 分配色谱 o 离子交换色谱 o 凝胶色谱 * 3 色谱理论 o 关于保留时间的理论 o 基于热力学的塔板理论 o 基于动力学的Van Deemter方程 * 4 基本技术和方法 * 5 应用 * 6 发展方向 o 新固定相的研究 o 检测方法的研究 o 专家系统 o 色谱新方法 * 7 参见[编辑]历史[编辑]色谱的起源色谱法起源于20世纪初,1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管,以石油醚洗脱植物色素的提取液,经过一段时间洗脱之后,植物色素在碳酸钙柱中实现分离,由一条色带分散为数条平行的色带。由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带,因此茨维特将这种方法命名为Хроматография,这个单词最终被英语等拼音语言接受,成为色谱法的名称。汉语中的色谱也是对这个单词的意译。茨维特并非著名科学家,他对色谱的研究以俄语发表在俄国的学术杂志之后不久,第一次世界大战爆发,欧洲正常的学术交流被迫终止。这些因素使得色谱法问世后十余年间不为学术界所知,直到1931年德国柏林威廉皇帝研究所的库恩将茨维特的方法应用于叶红素和叶黄素的研究,库恩的研究获得了广泛的承认,也让科学界接受了色谱法,此后的一段时间内,以氧化铝为固定相的色谱法在有色物质的分离中取得了广泛的应用,这就是今天的吸附色谱。[编辑]分配色谱的出现和色谱方法的普及薄层色谱分离打印机黑色油墨的组成放大薄层色谱分离打印机黑色油墨的组成1938年阿切尔·约翰·波特·马丁和理查德·劳伦斯·米林顿·辛格准备利用氨基酸在水和有机溶剂中的溶解度差异分离不同种类的氨基酸,马丁早期曾经设计了逆流萃取系统以分离维生素,马丁和辛格准备用两种逆向流动的溶剂分离氨基酸,但是没有获得成功。后来他们将水吸附在固相的硅胶上,以氯仿冲洗,成功地分离了氨基酸,这就是现在常用的分配色谱。在获得成功之后,马丁和辛格的方法被广泛应用于各种有机物的分离。1943年马丁以及辛格又发明了在蒸汽饱和环境下进行的纸色谱法。[编辑]气相色谱和色谱理论的出现1952年马丁和詹姆斯提出用气体作为流动相进行色谱分离的想法,他们用硅藻土吸附的硅酮油作为固定相,用氮气作为流动相分离了若干种小分子量挥发性有机酸。气相色谱的出现使色谱技术从最初的定性分离手段进一步演化为具有分离功能的定量测定手段,并且极大的刺激了色谱技术和理论的发展。相比于早期的液相色谱,以气体为流动相的色谱对设备的要求更高,这促进了色谱技术的机械化、标准化和自动化;气相色谱需要特殊和更灵敏的检测装置,这促进了检测器的开发;而气相色谱的标准化又使得色谱学理论得以形成色谱学理论中有着重要地位的塔板理论和Van Deemter方程,以及保留时间、保留指数、峰宽等概念都是在研究气相色谱行为的过程中形成的。[编辑]高效液相色谱1960年代,为了分离蛋白质、核酸等不易汽化的大分子物质,气相色谱的理论和方法被重新引入经典液相色谱。1960年代末科克兰、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人开发了世界上第一台高效液相色谱仪,开启了高效液相色谱的时代。高效液相色谱使用粒径更细的固定相填充色谱柱,提高色谱柱的塔板数,以高压驱动流动相,使得经典液相色谱需要数日乃至数月完成的分离工作得以在几个小时甚至几十分钟内完成。1971年科克兰等人出版了《液相色谱的现代实践》一书,标志着高效液相色谱法 (HPLC)正式建立。在此后的时间里,高效液相色谱成为最为常用的分离和检测手段,在有机化学、生物化学、医学、药物开发与检测、化工、食品科学、环境监测、商检和法检等方面都有广泛的应用。高效液相色谱同时还极大的刺激了固定相材料、检测技术、数据处理技术以及色谱理论的发展。[编辑]原理色谱过程的本质是待分离物质分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程,不同的物质在两相之间的分配会不同,这使其随流动相运动速度各不相同,随着流动相的运动,混合物中的不同组分在固定相上相互分离。根据物质的分离机制,又可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别。[编辑]吸附色谱吸附色谱利用固定相吸附中西对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离,吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程吸附色谱的分配系数表达式如下:K_a =\frac{[X_a]}{[X_m]}其中[Xa]表示被吸附于固定相活性中心的组分分子含量,[Xm]表示游离于流动相中的组分分子含量。分配系数对于计算待分离物质组分的保留时间有很重要的意义。[编辑]分配色谱分配色谱利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。分配色谱的固定相一般为液相的溶剂,依靠图布、键合、吸附等手段分布于色谱柱或者担体表面。分配色谱过程本质上是组分分子在固定想和流动相之间不断达到溶解平衡的过程。分配色谱的狭义分配系数表达式如下:K=\frac{C_s}{C_m}=\frac{X_s/V_s}{X_m/V_m}式中Cs代表组分分子在固定相液体中的溶解度,Cm代表组分分子在流动相中的溶解度。[编辑]离子交换色谱离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力诧异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度。[编辑]凝胶色谱凝胶色谱的原理比较特殊,类似于分子筛。待分离组分在进入凝胶色谱后,会依据分子量的不同,进入或者不进入固定相凝胶的孔隙中,不能进入凝胶孔隙的分子会很快随流动相洗脱,而能够进入凝胶孔隙的分子则需要更长时间的冲洗才能够流出固定相,从而实现了根据分子量差异对各组分的分离。调整固定相使用的凝胶的交联度可以调整凝胶孔隙的大小;改变流动相的溶剂组成会改变固定相凝胶的溶涨状态,进而改变孔隙的大小,获得不同的分离效果。[编辑]色谱理论[编辑]关于保留时间的理论保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间,因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。保留时间由物质在色谱中的分配系数决定:tR = t0(1 + KVs / Vm)式中tR表示某物质的保留时间,t0是色谱系统的死时间,即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间,这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。K为分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。这个公式又叫做色谱过程方程,是色谱学最基本的公式之一。在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程,因此人们用比移值标示物质的色谱行为。比移值是一个与保留时间相对应的概念,它是样品点在色谱过程中移动的距离与流动相前沿移动距离的比值。与保留时间一样,比移值也由物质在色谱中的分配系数决定:R_f=\frac{V_m}{V_m+KV_s}其中Rf是比移值,K表示色谱分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。[编辑]基于热力学的塔板理论塔板理论是色谱学的基础理论,塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔,待分离组分在分馏塔的塔板间移动,在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡,随着流动相的流动,组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板,并不断形成新的平衡。一个色谱柱的塔板数越多,则其分离效果就越好。根据塔板理论,待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布,当色谱柱的塔板数很高的时候,二项式分布趋于正态分布。则流出曲线上组分浓度与时间的关系可以表示为:C_t=\frac{C_0}{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(t-t_R)^2}{2\sigma^2}}这一方程称作流出曲线方程,式中Ct为t时刻的组分浓度;C0为组分总浓度,即峰面积;σ为半峰宽,即正态分布的标准差;tR为组分的保留时间。根据流出曲线方程人们定义色谱柱的理论塔板高度为单位柱长度的色谱峰方差:H=\frac{\sigma^2}{L}理论塔板高度越低,在单位长度色谱柱中就有越高的塔板数,则分离效果就越好。决定理论塔板高度的因素有:固定相的材质、色谱柱的均匀程度、流动相的理化性质以及流动相的流速等。塔板理论是基于热力学近似的理论,在真实的色谱柱中并不存在一片片相互隔离的塔板,也不能完全满足塔板理论的前提假设。如塔板理论认为物质组分能够迅速在流动相和固定相之间建立平衡,还认为物质组分在沿色谱柱前进时没有径向扩散,这些都是不符合色谱柱实际情况的,因此塔板理论虽然能很好地解释色谱峰的峰型、峰高,客观地评价色谱柱地柱效,却不能很好地解释与动力学过程相关的一些现象,如色谱峰峰型的变形、理论塔板数与流动相流速的关系等。[编辑]基于动力学的Van Deemter方程Van Deemter方程是对塔板理论的修正,用于解释色谱峰扩张和柱效降低的原因。塔板理论从热力学出发,引入了一些并不符合实际情况的假设,Van Deemter方程则建立了一套经验方程来修正塔板理论的误差。Van Deemter方程将峰形的改变归结为理论塔板高度的变化,理论塔板高度的变化则源于若干原因,包括涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等。由于色谱柱内固定相填充的不均匀性,同一个组分会沿着不同的路径通过色谱柱,从而造成峰的扩张和柱效的降低。这称作涡流扩散纵向扩散是由浓度梯度引起的,组分集中在色谱柱的某个区域会在浓度梯度的驱动下沿着径向发生扩散,使得峰形变宽柱效下降。传质阻抗本质上是由达到分配平衡的速率带来的影响。实际体系中,组分分子在固定相和流动相之间达到平衡需要进行分子的吸附、脱附、溶解、扩散等过程,这种过程称为传质过程,阻碍这种过程的因素叫做传质阻抗。在理想状态中,色谱柱的传质阻抗为零,则组分分子流动相和固定相之间会迅速达到平衡。在实际体系中传质阻抗不为零,这导致色谱峰扩散,柱效下降。在气相色谱中Van Deemter方程形式为:H=A+\frac{B}{\mu}+C\mu其中H为塔板数,A为涡流扩散系数,B为纵向扩散系数,C为传质阻抗系数,μ为流动相流速。在高效液相色谱中,由于流动相粘度远远高于气相色谱,纵向扩散对峰型的影响很小,可以忽略不计算,因而Van Deemter方程的形式为:H = A + Cμ[编辑]基本技术和方法色谱法常见的方法有:柱色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等柱色谱法是最原始的色谱方法,这种方法将固定相注入下端塞有棉花或滤纸的玻璃管中,将被样品饱和的固定相粉末摊铺在玻璃管顶端,以流动相洗脱。常见的洗脱方式有两种,一种是自上而下依靠溶剂本身的重力洗脱,一种是自下而上依靠毛细作用洗脱。收集分离后的纯净组分也有两种不同的方法,一种方法是在柱尾直接接受流出的溶液,另一种方法是烘干固定相后用机械方法分开各个色带,以合适的溶剂浸泡固定相提取组分分子。柱色谱法被广泛应用于混合物的分离,包括对有机合成产物、天然提取物以及生物大分子的分离。薄层色谱法是应用非常广泛的色谱方法,这种色谱方法将固定相图布在金属或玻璃薄板上形成薄层,用毛细管、钢笔或者其他工具将样品点染于薄板一端,之后将点样端浸入流动相中,依靠毛细作用令流动相溶剂沿薄板上行展开样品。薄层色谱法成本低廉操作简单,被用于对样品的粗测、对有机合成反应进程的检测等用途。气相色谱是机械化程度很高的色谱方法,气相色谱系统由气源、色谱柱和柱箱、检测器和记录器等部分组成。气源负责提供色谱分析所需要的载气,即流动相,载气需要经过纯化和恒压的处理。气相色谱的色谱柱一般直径很细长度很长,根据结构可以分为填充柱和毛细管柱两种,填充柱比较短粗,直径在5毫米左右,长度在2-4米之间,外壳材质一般为不锈钢,内部填充固定相填料;毛细管柱由玻璃或石英制成,内径不超过毫米,长度在数十米到一百米之间,柱内或者填充填料或者图布液相的固定相。柱箱是保护色谱柱和控制柱温度的装置,在气相色谱中,柱温常常会对分离效果产生很大影响,程序性温度控制常常是达到分离效果所必须的,因此柱箱扮演了非常重要的角色。检测器是气相色谱带给色谱分析法的新装置,在经典的柱色谱和薄层色谱中,对样品的分离和检测是分别进行的,而气相色谱则实现了分离与检测的结合,随着技术的进步,气相色谱的检测器已经有超过30种不同的类型。记录器是记录色谱信号的装置,早期的气相色谱使用记录纸和记录器进行记录,现在记录工作都已经依靠计算机完成,并能对数据进行实时的化学计量学处理。气相色谱被广泛应用于小分子量复杂组分物质的定量分析。高效液相色谱 (HPLC)是目前应用最多的色谱分析方法,高效液相色谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成,其整体组成类似于气相色谱,但是针对其流动相为液体的特点作出很多调整。HPLC的输液泵要求输液量恒定平稳;进样系统要求进样便利切换严密;由于液体流动相粘度远远高于气体,为了减低柱压高效液相色谱的色谱柱一般比较粗,长度也远小于气相色谱柱。HPLC应用非常广泛,几乎遍及定量定性分析的各个领域。[编辑]应用色谱法的应用可以根据目的分为制备性色谱和分析性色谱两大类。制备性色谱的目的是分离混合物,获得一定数量的纯净组分,这包括对有机合成产物的纯化、天然产物的分离纯化以及去离子水的制备等。相对于色谱法出现之前的纯化分离技术如重结晶,色谱法能够在一步操作之内完成对混合物的分离,但是色谱法分离纯化的产量有限,只适合于实验室应用。分析性色谱的目的是定量或者定性测定混合物中各组分的性质和含量。定性的分析性色谱有薄层色谱、纸色谱等,定量的分析性色谱有气相色谱、高效液相色谱等。色谱法应用于分析领域使得分离和测定的过程合二为一,降低了混合物分析的难度缩短了分析的周期,是目前比较主流的分析方法。在中华人民共和国药典中,共有超过600种化学合成药和超过400种中药的质量控制应用了高效液相色谱的方法。[编辑]发展方向色谱法是分析化学中应用最广泛发展最迅速的研究领域,新技术新方法层出不穷。[编辑]新固定相的研究固定相和流动相是色谱法的主角,新固定相的研究不断扩展着色谱法的应用领域,如手性固定相使色谱法能够分离和测定手性化合物;反相固定相没有死吸附,可以简单地分离和测定血浆等生物药品。[编辑]检测方法的研究检测方法也是色谱学研究的热点之一,人们不断更新检测器的灵敏度,使色谱分析能够更灵敏地进行分析。人们还将其他光谱的技术引入色谱,如进行色谱-质谱连用、色谱-红外光谱连用、色谱-紫外连用等,在分离化合物的同时即行测定化合物的结构。色谱检测器的发展还伴随着数据处理技术的发展,检测获得的数据随即进行计算处理,使试验者获得更多信息。[编辑]专家系统专家系统是色谱学与信息技术结合的产物,由于应用色谱法进行分析要根据研究内容选择不同的流动相、固定相、预处理方法以及其他条件,因此需要大量的实践经验,色谱专家系统是模拟色谱专家的思维方式为色谱使用者提供帮助的程序,专家系统的知识库中存储了大量色谱专家的实践经验,可以为使用者提供关于色谱柱系统选择、样品处理方式、色谱分离条件选择、定性和定量结果解析等帮助。[编辑]色谱新方法色谱新方法也是色谱研究热点之一。高效毛细管电泳法是目前研究最多的色谱新方法,这种方法没有流动相和固定相的区分,而是依靠外加电场的驱动令带电离子在毛细管中沿电场方向移动,由于离子的带电状况、质量、形态等的差异使不同离子相互分离。高效毛细管电泳法没有HPLC方法中存在的传质阻抗、涡流扩散等降低柱效的因素,纵向扩散也因为毛细管壁的双电层的存在而受到抑制,因而能够达到很高的理论塔板数,有极好的分离效果。[编辑]参见 * 分析化学 * 高效液相色谱取自""页面分类: 新条目推荐 | 分析化学
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仪器分析实验课程教学探讨论文
摘要: 分析仪器分析实验课程教学中存在的问题,探讨辅助教学手段在仪器分析实验教学中的运用,提出将仿真技术引入教学、合理运用微课、建设网络教学平台等对策。
关键词: 仪器分析实验;辅助教学手段;课程教学
仪器分析实验课程是化学类及相关专业开设的主要基础课程之一,课程内容主要包括电化学分析法、紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、色谱法、原子吸收光谱法、荧光光谱法等模块。通过这门课程的学习,学生可以加深对有关仪器分析方法基本原理的理解,掌握仪器的基本结构及使用方法,合理选择实验条件,正确处理实验数据和表达实验结果,为后续课程的学习及未来职业岗位的胜任奠定一定基础。
1仪器分析实验教学存在的主要问题
1.1硬件资源不足,学生缺乏实操训练
仪器分析实验所用大型仪器每台价格少则几千元,多则几万元,甚至几十万元。许多院校受到资金和场地的限制,无法配置课程所需的全部设备,或者仅有1~2台面向全体师生。因此,硬件资源的不足,导致仪器分析实验教学不能像基础实验那样,采用独立操作的方式,让每位学生都参与实验,只能靠教师演示或让学生做些辅助性的操作来完成教学任务。例如:在红外光谱实验中,学生可以进行的操作大多是固体样品的压片;在液相色谱实验中,学生的主要任务是配置溶液、用超声除去气体、用微孔滤膜过滤等。而仪器参数的设置、进样等涉及仪器操作的部分大多由教师演示,学生则少有动手操作仪器的机会。
1.2精密仪器的特殊性使学生使用受到限制
精密仪器的操作技术要求高,使用人员只有在熟悉仪器性能和熟练掌握操作规程的前提下,才能进行实际操作。一旦使用不当,不仅会造成仪器损坏,而且相对高昂的维护费用和相对较长的维护时间会给日常教学带来严重影响。因此,在仪器分析实验教学中,通常采用大循环方式组织教学。大多数任课教师为了保证设备处于良好的运行状态,避免或减少故障的发生,在课上只是亲自演示,不允许学生随意开启、关闭仪器,随意旋转仪器按钮,随意改变仪器工作参数。在这种情况下,学生只能走马观花地看演示,达不到理想的学习效果。
1.3注重培养操作能力,忽视介绍内部结构
仪器分析实验的教学目标为掌握实验原理,了解仪器构造、各部分功能,以及仪器的使用、维护和保养。多数学校在现有条件下,收获较为理想的教学效果也只是学生能在课程结束后掌握机械操作仪器的方法,而学生对仪器的内部结构和原理却了解甚少,也不懂常规维护和保养,能力自然不能得到充分锻炼。这对日后工作帮助显然不够,难以满足职业教育技能型人才培养的实际需求。
1.4辅助教学手段针对性不强
随着信息化时代的来临,在硬件资源不足的情况下,教师可以借助互联网上的教学视频来进行辅助教学,对学生掌握实验原理、仪器构造也能起到一定效果。但由于仪器设备型号不同,软件、硬件操作规程差别较大,学生观看互联网上的视频后,面对本校的实验设备可能还是无从下手。例如:利用百度搜索到的紫外可见分光光度计的教学视频多为721、722、752、UV756MC型号;气相色谱仪教学视频主要是GC120M、AGILENT6890N型;而液相色谱仪、原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、气质联用仪等仪器的网络教学资源十分有限。针对以上问题,根据实际条件,选择、开发适合本校的辅助教学手段,用来弥补教学资源的不足,不失为一条可行之路。
2辅助教学手段在仪器分析实验教学中的运用
2.1将仿真技术引入教学
分析仪器仿真技术是利用计算机技术、网络技术、仿真技术和信息技术,在计算机上建立一套与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统[1]。它能够借助图像、动画来描述设备的特性,显示实体的真实动作,模仿真实操作过程。国内大型分析仪器仿真技术现已成熟,以由北京东方仿真软件技术有限公司开发的大型分析仪器仿真操作系统系列软件为例,它涵盖紫外分光计、红外分光计、气相色谱装置、原子吸收光谱、高效液相色谱、色质联用分析仪仿真等内容。该系统采用计算机虚拟仿真技术进行开发。软件具备机理模型,虚拟场景逼真度高,且以真实实验数据库作为支撑,能够自动模拟相应的实验现象,得到与真实实验相似的实验结果。操作方式灵活真实,仿真操作过程与真实仪器操作过程极其相似。学生可以通过仿真技术在计算机上建立的虚拟实验操作平台,完成对昂贵分析仪器设备的模拟操作,就如同在真实的分析仪器上操作。它不仅能够满足日常训练、常规考核以及技能大赛等需求,也为剖析仪器的内部结构、原理提供极大方便。仿真实训室的建立可利用校内现有计算机机房进行扩充,购买相应操作软件。这与添置设备相比,仿真技术投入少、消耗低、使用周期长、维护方便。大型分析仪器仿真软件的引入,与传统的教学方式相比,不仅能满足设备数量与学生数量之间巨大差距的矛盾,弥补办学硬件资源的不足,还可对设备的内部结构、实验原理等相关知识进行形象剖析和立体化讲解。仿真仪器的反复操作不仅不会增加实验成本,遇到操作不当、参数设置不正确时,也不会损坏仪器、出现安全问题,能够帮助学生尽快、全面掌握仪器设备的操作技能。
2.2合理运用微课
针对仪器分析实验硬件资源不足的问题,如何把有限的实训资源整合到传统教学环境里来,使其最大限度地发挥作用,需要教师认真对待。从技术角度来看,微课这种灵活、主题突出的新型教学模式就是一个有效的方法。微课是以教学视频为主要载体,反映教师在教学活动过程中针对某个知识点或教学环节开展教与学的各种教学资源有机组合。开发仪器分析实验相关微课,借助网络与视频技术,通过视频、图片、PPT等形式,可形象直观地将实训项目操作技能视觉化,供学生反复观看,更有利于学生理解与掌握专业技能[2]。它还能将课堂教学延伸到课外,学生能够在课前、课后利用电子设备浏览实训课教学内容,有针对性地学习。教学视频是微课的'核心组成部分,时长一般在5~8分钟,主题突出,经过后期制作的视频及配套辅助资源的总容量一般为几十兆字节,视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式(如rm,wmv,flv)等[3]。仪器分析实验的微课制作可采用“录像法”,把仪器部件、旋钮、操作方法、实训内容完整地展现出来。如对红外光谱实验中固体样品的压片过程、分光光度计的使用,均可全程录制。而对于大型设备,如气相色谱、高效液相色谱、原子吸收分光光度计等,一次完整的实验耗时较长,微课的制作可按动作节点把操作步骤碎片化成不同单元,针对碎片化后的知识点进行录制。步骤要连贯,不能轻易跳过。视频的后期制作中,加入关键词,以字幕的形式补充其不宜讲清楚的部分。以G5气相色谱仪的操作为例,可碎片化成以下几部分录制:一是仪器构造,主要介绍气路控制系统、仪器控制面板、进样器、色谱柱箱、检测器(包括控制电路)等;二是开机方法,介绍开机操作顺序及载气流量的调节;三是样品测定,主要介绍主菜单功能,设置温度、桥电流的方法,由于升温时间较长,过程省略;四是取样进样的操作;五是关机方法,介绍怎样返回至主菜单,设置桥电流,怎样关恒流源降温,最后关主机;六是软件操作部分,可使用“Camtasia”录屏软件,将软件操作过程完整录制下来。仪器操作的录制过程,既要有设备的整体画面,又要注重细节,让学生能够在整套设备中准确找到相关按键或旋钮,同时又能看清操作方法。
2.3建设网络教学平台
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中提出,要“加强网络教学资源体系建设,开发网络学习课程,创新网络教学模式”。网络教学平台是实现教育教学方法创新,促进优质教育资源普及共享的重要途径和基础保障[4]。网络教学支持平台是指建立在互联网的基础之上,为网络教学提供全面支持服务的软件系统的总称,包括支持网络教学的硬件设施和支持网络教学的软件系统。网络教学平台主要有点播式教学平台和互动式网络教学平台。点播式教学平台能够实现教学资源的快速传递,学生可以随时点播音频、视频课件,查阅电子教案等教学内容。而互动式教学平台可使师生通过网络进行交流,教师也可利用教学平台对学生的学习情况进行跟踪,并根据学生的学习情况有选择性地发布课程内容。网络教学平台建设包括硬件建设和软件建设。硬件设施主要有全方位的校园宽带网、功能完善的网络多媒体教室、服务器、多媒体教学材料和软件的存储设备。软件方面主要是教学系统平台。教师可将仪器分析课程的课件、教案、专业资料、仪器使用的微课程上传至平台,供学生自主学习。学生可先通过网络平台观看仪器操作的微课程,熟悉仪器结构和操作要领,然后上机操作,这使得教学更具有针对性。目前国内许多院校或公司研制和开发了适合自身需要的网络教学平台产品,如北京师范大学研制的Vcalss、上海交通大学的Answer教学系统平台,都可以引进使用。
2.4其他辅助手段的使用
根据仪器分析实验课程的特点,教师也可选择简单易行的辅助手段,如:制作大型仪器操作流程图,并将其打印、压膜塑封后放在仪器旁边,学生在使用之前需仔细阅读,按照说明进行操作;针对现在高校大学生几乎都有智能手机的现状,在没有网络教学平台的情况下,教师也可将微课、视频通过微信发送给学生;也可通过易企秀软件,生成二维码,学生通过扫描二维码的方式在课后观看相关教学视频进行自学等。
3结束语
仪器分析实验课程是一门实践性很强的课程,对分析仪器的需求较高。在教学资源有限的情况下,我们应当积极探索辅助教学手段的运用,帮助学生深入、直观地理解和掌握所学知识,提高动手能力和独立操作能力,为学生独立调试、使用仪器打下良好基础,从而达到提高教学质量的目的。
作者:柳意 单位:锦州师范高等专科学校
参考文献:
[1]田文德,丁辉,姚飞.分析仪器的计算机仿真[J].现代科学仪器,2001(3):41-49.
[2]胡海星,张春霞,张春燕.微课在高职实训教学中的应用研究[J].长沙大学学报,2015(3):125-126.
[3]柳意.微课在环境工程技术专业实训中的应用[J].哈尔滨职业技术学院学报,2016(2):42-44.
[4]徐旭松.ActRes互动式网络教学平台的开发与应用[J].江苏理工学院学报,2015(4):82-86.
在各种分析仪器的发明和研制过程中,有着许许多多的发人深省、鼓舞人心的历史事例,在这其中无数化学家做了大量艰苦卓绝的探索工作,取得了令人瞩目的成就,这些伟大的化学家们都具有令人敬仰的个人品质及孜孜不倦投身科学的奉献精神。在仪器分析发展史中有许多位科学家获得了诺贝尔奖,回顾这些对近代科学发展的重大贡献, 追踪科学家走过的足迹, 激发了我参与科研和追求创新的热情。核磁共振从其一开始就与诺贝尔奖联系在一起:1945 年以Bloch 和Purcell 为首的两个课题组同时发现了核磁共振现象,为此他们获得了1952 年诺贝尔物理学奖; Richard Ernst 教授因为他在高分辨率核磁共振二维波谱新技术方面的贡献而获得1991 年诺贝尔化学奖; Kurt Wuthrich 教授又因其在应用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的新方法而获得了2002 年诺贝尔化学奖。由于核磁共振提供分子空间立体结构的信息,目前已经发展成为分析分子结构和研究化学动力学的重要手段,在有机化学、生物化学、药物化学等领域里得到了广泛的应用,这反映出了核磁共振技术的迅猛发展及其对世界前沿研究工作的巨大贡献。在质谱分析发展史中,先后有3 位科学家获得了诺贝尔化学奖。他们是:英国科学家Aston 设计了世界上第一台质谱仪,并使用该仪器发现了212 种同位素,将人类研究微观粒子的手段大大向前推进了一步,因而获得了1922 年诺贝尔化学奖;日本科学家田中耕一和瑞士科学家Kurt Wuthrich 共同开发出生物大分子的质谱分析技术和发展了基质辅助激光解析电离法,为发展生物大分子的鉴定与结构分析方法所做出了重大贡献,因而获得了2002 年诺贝尔化学奖瑞典皇家科学院称赞他们的研究工作“提升了人类对生命进程的认识”。随着科学技术的进步,仪器分析方法的发展日新月异,从航天工程使用的特种材料到生命科学的过程研究,先进的分析仪器和有效的分析方法都成为了不可或缺的手段。对于当今的大学生来说,由于计算机和互联网的迅速发展,使得他们获得最新科技信息的途径被大大地拓宽。因此,将最新的分析仪器和分析方法介绍给学生,对于他们理解最前沿的科技动向具有很有利的帮助作用,从而激发了他们对所学专业的热爱以及为科学献身的崇高理想。比如,傅立叶变换红外光谱(FTIR) 可提供有关分子结构的多种信息,辅以二阶导数、去卷积、曲线拟合等解析方法可以研究蛋白质二级结构的变化规律。近几年,应用FTIR从分子水平的角度研究癌症正是生物医学领域的热门课题[4 ] 。癌组织和正常组织的谱图表明癌组织样品与正常样品的红外光谱存在明显差异,通过谱图解析可直接或间接地阐明引起谱图变化的主要原因,以及细胞癌变的可能机理及病程进展各期。通过在教学过程中穿插相关的图片、实验数据等,生动地将正常组织与肿瘤组织的红外谱图在谱型、强度、频率等谱学参数上存在明显的差异展示给学生,从而使学生了解红外分析方法的重要意义。在对生物大分子的分析中,生物质谱与其他分析方法相比具有准确性和灵敏度高、快速、易于大规模和高通量操作等优点,因此在基因组学和蛋白质组学研究中扮演着越来越重要的角色[5 ] 。例如,在蛋白分析技术中生物质谱以其不可比拟的优越性能,已经成为蛋白质组学研究中必不可少的技术平台[6 ] ,在蛋白质鉴定、序列分析、定量、翻译后加工(修饰) 及蛋白质相互作用等方面已得到了较广泛的应用,其中用于蛋白序列分析的生物质谱鉴定方法有基质辅助激光解吸- 飞行时间- 肽质量指纹谱(MALDI - TOF- PMF) 、串联质谱的肽序列标签以及肽段的从头测序。随着人类探知未知世界的手段的不断进步,即使有先进分析仪器的不断涌现,仅借助于某一种单一的仪器分析方法往往也难以达到分析检测的目的,于是出现了分析仪器联用技术。从这个课程的学习,我体会到科学家们既积极探索、勇于创新的科学精神,所以我们要主动投入到学习和科研中去。
自己上去看看吧需要钱的《给水排水》-2007年33卷10期 -25-28页摘 要:借鉴美国环境保护局规定中的有机氯农药分析方法,利用Agilent 6890N气相色谱仪/微电子捕获检测器(μ-ECD)以及固相萃取预处理技术,对饮用水中的DDT和BHC的成分进行分析测定。该测定方法快速、简洁、重复性好,线性相关系数〉99.9%,并且样品回收率不低于88%,用于测定实际样品结果满意。[
论文的题目在一篇儿科医学论文中有一半文的作用,起着重要的作用,一个好的题目是一篇论文的开始。下面是我带来的关于儿科医学论文题目的内容,欢迎阅读参考! 儿科医学论文题目(一) 1.儿科护理 2.浅谈儿科护理的临床带教 3.儿科护理临床带教的几点体会 4.儿科护理临床带教的问题与对策 5.儿科护理临床实习教学质量影响因素分析及处理对策 6.儿科护理学 7.儿科护理临床教学探讨 8.儿科护理临床带教中常遇到的问题及对策 9.儿科护理临床见习教学改革体会 10.以问题为中心的儿科护理临床教学改革 11.儿科临床护理带教中存在的问题与对策 12.儿科临床护理教学的几点体会 13.临床见习儿科护理学 教学 方法 中的体会 14.如何做好儿科临床护理教学 15.优质护理在儿科临床护理的应用 16.儿科临床护理中安全用药管理的体会 17.人性化服务在儿科临床护理实践中的运用 18.预防和处理儿科临床护理纠纷的思考 19.儿科护理记录存在的问题及对策 20.临床儿科心理护理体会点滴 儿科医学论文题目(二) 1.小儿科急腹症患者的诊断与治疗对策 2.我国现代小儿科创始人之一、著名小儿肛肠外科专家李正教授 3.小儿科实习护士岗前培训体会 4.小儿科年轻护士工作中存在的问题及对策 5.基础加单次硬膜外与单纯基础麻醉在小儿科手术中的作用比较 6.腹腔镜在小儿科的临床应用分析 7.小儿科大 文化 ——上海博物馆手工活动 教育 实践 8.小儿科5年住院病人病种构成分析 9.小儿科病房内鲍氏不动杆菌感染的危险因素分析 10.静脉留置针在小儿科输液中应用及护理 11.小儿科学家建议婴儿睡在婴儿床上 12.我院2011年小儿科抗菌药物处方和医嘱点评结果分析 13.小儿科的“超级医生”——专访香港著名儿科医生李家仁 14.中华医学会小儿外科学分会第7届常务委员会议召开 15.把根留住——记泰兴市后营村小儿科医生张留贯 16.全国小儿外科临床科研设计与SCI论文写作培训班 17.输液泵推注20%甘露醇在小儿病毒性脑炎中的应用 18.足内旋与足外旋 19.针刺配合走罐治疗青少年失眠症128例临床观察 20. 儿童 慢性骨髓炎应用抗感染活性骨Ⅰ期植骨治疗的疗效评价 儿科医学论文题目(三) 1. 出生后低体重消化道畸形患儿围手术期血小板监测的临床意义 2. 腹腔镜手术治疗1岁以内婴儿食管裂孔疝 3. 肾母细胞瘤复发和转移后的再手术治疗 4. 新生儿皮下坏疽153例 5. 儿童左髂窝软骨瘤一例 6. Ponseti方法治疗先天性马蹄内翻足复发的原因分析及对策 7. 三种黄疸测量仪器对新生儿胆红素测定的比较 8. 功能性便秘儿童粪便短链脂肪酸的气相色谱分析及临床意义 9. 正常婴儿不同体位Graf法髋关节超声波检查及其临床意义 10. 浙江省儿童医院泌尿外科 11. 右髋部疼痛伴活动受限 12. 直肠肛门抑制反射诊断先天性巨结肠符合率的临床分析 13. 在小儿外科护理中谈人性化服务运用 14. 儿童脊柱侧弯的三点矫正支架治疗 15. 正常儿童Staccato尿流曲线分析 16. 包皮包茎,从小抓起——访珠江医院小儿外科杨六成教授 17. 肠脂垂炎和网膜梗塞症 18. 应用并指分离器治疗儿童并指畸形 19. 51/2号针头与7号针头在静脉输液中的效果评价 20. 晚期肾母细胞瘤的术前治疗 21. 正常男性阴茎生长发育调查 22. 儿童睾丸附件扭转的保守治疗指征 猜你喜欢: 1. 探讨儿科护理论文范文 2. 浅谈儿科医学论文范文 3. 儿科医学论文范文 4. 儿科学医学研究论文综述范文 5. 儿科医学论文投稿
色谱法维基百科,自由的百科全书(重定向自色谱)跳转到: 导航, 搜索本条目是新条目推荐候选之一,如果您认为它有资格列入首页的“你知道吗?”单元,让更多读者注意到,欢迎投票支持。如果您心中尚有条目想推荐,也欢迎提出。关于入选文章的资格与推荐规则,请参阅推荐规则。色谱法又称色谱分析、色谱分析法、层析法,是一种分离和分析方法,在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。色谱法起源于20世纪初,1950年代之后飞速发展,并发展出一个独立的三级学科——色谱学。历史上曾经先后有两位化学家因为在色谱领域的突出贡献而获得诺贝尔化学奖,此外色谱分析方法还在12项获得诺贝尔化学奖的研究工作中起到关键作用。目录[隐藏] * 1 历史 o 色谱的起源 o 分配色谱的出现和色谱方法的普及 o 气相色谱和色谱理论的出现 o 高效液相色谱 * 2 原理 o 吸附色谱 o 分配色谱 o 离子交换色谱 o 凝胶色谱 * 3 色谱理论 o 关于保留时间的理论 o 基于热力学的塔板理论 o 基于动力学的Van Deemter方程 * 4 基本技术和方法 * 5 应用 * 6 发展方向 o 新固定相的研究 o 检测方法的研究 o 专家系统 o 色谱新方法 * 7 参见[编辑]历史[编辑]色谱的起源色谱法起源于20世纪初,1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管,以石油醚洗脱植物色素的提取液,经过一段时间洗脱之后,植物色素在碳酸钙柱中实现分离,由一条色带分散为数条平行的色带。由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带,因此茨维特将这种方法命名为Хроматография,这个单词最终被英语等拼音语言接受,成为色谱法的名称。汉语中的色谱也是对这个单词的意译。茨维特并非著名科学家,他对色谱的研究以俄语发表在俄国的学术杂志之后不久,第一次世界大战爆发,欧洲正常的学术交流被迫终止。这些因素使得色谱法问世后十余年间不为学术界所知,直到1931年德国柏林威廉皇帝研究所的库恩将茨维特的方法应用于叶红素和叶黄素的研究,库恩的研究获得了广泛的承认,也让科学界接受了色谱法,此后的一段时间内,以氧化铝为固定相的色谱法在有色物质的分离中取得了广泛的应用,这就是今天的吸附色谱。[编辑]分配色谱的出现和色谱方法的普及薄层色谱分离打印机黑色油墨的组成放大薄层色谱分离打印机黑色油墨的组成1938年阿切尔·约翰·波特·马丁和理查德·劳伦斯·米林顿·辛格准备利用氨基酸在水和有机溶剂中的溶解度差异分离不同种类的氨基酸,马丁早期曾经设计了逆流萃取系统以分离维生素,马丁和辛格准备用两种逆向流动的溶剂分离氨基酸,但是没有获得成功。后来他们将水吸附在固相的硅胶上,以氯仿冲洗,成功地分离了氨基酸,这就是现在常用的分配色谱。在获得成功之后,马丁和辛格的方法被广泛应用于各种有机物的分离。1943年马丁以及辛格又发明了在蒸汽饱和环境下进行的纸色谱法。[编辑]气相色谱和色谱理论的出现1952年马丁和詹姆斯提出用气体作为流动相进行色谱分离的想法,他们用硅藻土吸附的硅酮油作为固定相,用氮气作为流动相分离了若干种小分子量挥发性有机酸。气相色谱的出现使色谱技术从最初的定性分离手段进一步演化为具有分离功能的定量测定手段,并且极大的刺激了色谱技术和理论的发展。相比于早期的液相色谱,以气体为流动相的色谱对设备的要求更高,这促进了色谱技术的机械化、标准化和自动化;气相色谱需要特殊和更灵敏的检测装置,这促进了检测器的开发;而气相色谱的标准化又使得色谱学理论得以形成色谱学理论中有着重要地位的塔板理论和Van Deemter方程,以及保留时间、保留指数、峰宽等概念都是在研究气相色谱行为的过程中形成的。[编辑]高效液相色谱1960年代,为了分离蛋白质、核酸等不易汽化的大分子物质,气相色谱的理论和方法被重新引入经典液相色谱。1960年代末科克兰、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人开发了世界上第一台高效液相色谱仪,开启了高效液相色谱的时代。高效液相色谱使用粒径更细的固定相填充色谱柱,提高色谱柱的塔板数,以高压驱动流动相,使得经典液相色谱需要数日乃至数月完成的分离工作得以在几个小时甚至几十分钟内完成。1971年科克兰等人出版了《液相色谱的现代实践》一书,标志着高效液相色谱法 (HPLC)正式建立。在此后的时间里,高效液相色谱成为最为常用的分离和检测手段,在有机化学、生物化学、医学、药物开发与检测、化工、食品科学、环境监测、商检和法检等方面都有广泛的应用。高效液相色谱同时还极大的刺激了固定相材料、检测技术、数据处理技术以及色谱理论的发展。[编辑]原理色谱过程的本质是待分离物质分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程,不同的物质在两相之间的分配会不同,这使其随流动相运动速度各不相同,随着流动相的运动,混合物中的不同组分在固定相上相互分离。根据物质的分离机制,又可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别。[编辑]吸附色谱吸附色谱利用固定相吸附中西对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离,吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程吸附色谱的分配系数表达式如下:K_a =\frac{[X_a]}{[X_m]}其中[Xa]表示被吸附于固定相活性中心的组分分子含量,[Xm]表示游离于流动相中的组分分子含量。分配系数对于计算待分离物质组分的保留时间有很重要的意义。[编辑]分配色谱分配色谱利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。分配色谱的固定相一般为液相的溶剂,依靠图布、键合、吸附等手段分布于色谱柱或者担体表面。分配色谱过程本质上是组分分子在固定想和流动相之间不断达到溶解平衡的过程。分配色谱的狭义分配系数表达式如下:K=\frac{C_s}{C_m}=\frac{X_s/V_s}{X_m/V_m}式中Cs代表组分分子在固定相液体中的溶解度,Cm代表组分分子在流动相中的溶解度。[编辑]离子交换色谱离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力诧异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度。[编辑]凝胶色谱凝胶色谱的原理比较特殊,类似于分子筛。待分离组分在进入凝胶色谱后,会依据分子量的不同,进入或者不进入固定相凝胶的孔隙中,不能进入凝胶孔隙的分子会很快随流动相洗脱,而能够进入凝胶孔隙的分子则需要更长时间的冲洗才能够流出固定相,从而实现了根据分子量差异对各组分的分离。调整固定相使用的凝胶的交联度可以调整凝胶孔隙的大小;改变流动相的溶剂组成会改变固定相凝胶的溶涨状态,进而改变孔隙的大小,获得不同的分离效果。[编辑]色谱理论[编辑]关于保留时间的理论保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间,因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。保留时间由物质在色谱中的分配系数决定:tR = t0(1 + KVs / Vm)式中tR表示某物质的保留时间,t0是色谱系统的死时间,即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间,这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。K为分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。这个公式又叫做色谱过程方程,是色谱学最基本的公式之一。在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程,因此人们用比移值标示物质的色谱行为。比移值是一个与保留时间相对应的概念,它是样品点在色谱过程中移动的距离与流动相前沿移动距离的比值。与保留时间一样,比移值也由物质在色谱中的分配系数决定:R_f=\frac{V_m}{V_m+KV_s}其中Rf是比移值,K表示色谱分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。[编辑]基于热力学的塔板理论塔板理论是色谱学的基础理论,塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔,待分离组分在分馏塔的塔板间移动,在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡,随着流动相的流动,组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板,并不断形成新的平衡。一个色谱柱的塔板数越多,则其分离效果就越好。根据塔板理论,待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布,当色谱柱的塔板数很高的时候,二项式分布趋于正态分布。则流出曲线上组分浓度与时间的关系可以表示为:C_t=\frac{C_0}{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(t-t_R)^2}{2\sigma^2}}这一方程称作流出曲线方程,式中Ct为t时刻的组分浓度;C0为组分总浓度,即峰面积;σ为半峰宽,即正态分布的标准差;tR为组分的保留时间。根据流出曲线方程人们定义色谱柱的理论塔板高度为单位柱长度的色谱峰方差:H=\frac{\sigma^2}{L}理论塔板高度越低,在单位长度色谱柱中就有越高的塔板数,则分离效果就越好。决定理论塔板高度的因素有:固定相的材质、色谱柱的均匀程度、流动相的理化性质以及流动相的流速等。塔板理论是基于热力学近似的理论,在真实的色谱柱中并不存在一片片相互隔离的塔板,也不能完全满足塔板理论的前提假设。如塔板理论认为物质组分能够迅速在流动相和固定相之间建立平衡,还认为物质组分在沿色谱柱前进时没有径向扩散,这些都是不符合色谱柱实际情况的,因此塔板理论虽然能很好地解释色谱峰的峰型、峰高,客观地评价色谱柱地柱效,却不能很好地解释与动力学过程相关的一些现象,如色谱峰峰型的变形、理论塔板数与流动相流速的关系等。[编辑]基于动力学的Van Deemter方程Van Deemter方程是对塔板理论的修正,用于解释色谱峰扩张和柱效降低的原因。塔板理论从热力学出发,引入了一些并不符合实际情况的假设,Van Deemter方程则建立了一套经验方程来修正塔板理论的误差。Van Deemter方程将峰形的改变归结为理论塔板高度的变化,理论塔板高度的变化则源于若干原因,包括涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等。由于色谱柱内固定相填充的不均匀性,同一个组分会沿着不同的路径通过色谱柱,从而造成峰的扩张和柱效的降低。这称作涡流扩散纵向扩散是由浓度梯度引起的,组分集中在色谱柱的某个区域会在浓度梯度的驱动下沿着径向发生扩散,使得峰形变宽柱效下降。传质阻抗本质上是由达到分配平衡的速率带来的影响。实际体系中,组分分子在固定相和流动相之间达到平衡需要进行分子的吸附、脱附、溶解、扩散等过程,这种过程称为传质过程,阻碍这种过程的因素叫做传质阻抗。在理想状态中,色谱柱的传质阻抗为零,则组分分子流动相和固定相之间会迅速达到平衡。在实际体系中传质阻抗不为零,这导致色谱峰扩散,柱效下降。在气相色谱中Van Deemter方程形式为:H=A+\frac{B}{\mu}+C\mu其中H为塔板数,A为涡流扩散系数,B为纵向扩散系数,C为传质阻抗系数,μ为流动相流速。在高效液相色谱中,由于流动相粘度远远高于气相色谱,纵向扩散对峰型的影响很小,可以忽略不计算,因而Van Deemter方程的形式为:H = A + Cμ[编辑]基本技术和方法色谱法常见的方法有:柱色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等柱色谱法是最原始的色谱方法,这种方法将固定相注入下端塞有棉花或滤纸的玻璃管中,将被样品饱和的固定相粉末摊铺在玻璃管顶端,以流动相洗脱。常见的洗脱方式有两种,一种是自上而下依靠溶剂本身的重力洗脱,一种是自下而上依靠毛细作用洗脱。收集分离后的纯净组分也有两种不同的方法,一种方法是在柱尾直接接受流出的溶液,另一种方法是烘干固定相后用机械方法分开各个色带,以合适的溶剂浸泡固定相提取组分分子。柱色谱法被广泛应用于混合物的分离,包括对有机合成产物、天然提取物以及生物大分子的分离。薄层色谱法是应用非常广泛的色谱方法,这种色谱方法将固定相图布在金属或玻璃薄板上形成薄层,用毛细管、钢笔或者其他工具将样品点染于薄板一端,之后将点样端浸入流动相中,依靠毛细作用令流动相溶剂沿薄板上行展开样品。薄层色谱法成本低廉操作简单,被用于对样品的粗测、对有机合成反应进程的检测等用途。气相色谱是机械化程度很高的色谱方法,气相色谱系统由气源、色谱柱和柱箱、检测器和记录器等部分组成。气源负责提供色谱分析所需要的载气,即流动相,载气需要经过纯化和恒压的处理。气相色谱的色谱柱一般直径很细长度很长,根据结构可以分为填充柱和毛细管柱两种,填充柱比较短粗,直径在5毫米左右,长度在2-4米之间,外壳材质一般为不锈钢,内部填充固定相填料;毛细管柱由玻璃或石英制成,内径不超过毫米,长度在数十米到一百米之间,柱内或者填充填料或者图布液相的固定相。柱箱是保护色谱柱和控制柱温度的装置,在气相色谱中,柱温常常会对分离效果产生很大影响,程序性温度控制常常是达到分离效果所必须的,因此柱箱扮演了非常重要的角色。检测器是气相色谱带给色谱分析法的新装置,在经典的柱色谱和薄层色谱中,对样品的分离和检测是分别进行的,而气相色谱则实现了分离与检测的结合,随着技术的进步,气相色谱的检测器已经有超过30种不同的类型。记录器是记录色谱信号的装置,早期的气相色谱使用记录纸和记录器进行记录,现在记录工作都已经依靠计算机完成,并能对数据进行实时的化学计量学处理。气相色谱被广泛应用于小分子量复杂组分物质的定量分析。高效液相色谱 (HPLC)是目前应用最多的色谱分析方法,高效液相色谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成,其整体组成类似于气相色谱,但是针对其流动相为液体的特点作出很多调整。HPLC的输液泵要求输液量恒定平稳;进样系统要求进样便利切换严密;由于液体流动相粘度远远高于气体,为了减低柱压高效液相色谱的色谱柱一般比较粗,长度也远小于气相色谱柱。HPLC应用非常广泛,几乎遍及定量定性分析的各个领域。[编辑]应用色谱法的应用可以根据目的分为制备性色谱和分析性色谱两大类。制备性色谱的目的是分离混合物,获得一定数量的纯净组分,这包括对有机合成产物的纯化、天然产物的分离纯化以及去离子水的制备等。相对于色谱法出现之前的纯化分离技术如重结晶,色谱法能够在一步操作之内完成对混合物的分离,但是色谱法分离纯化的产量有限,只适合于实验室应用。分析性色谱的目的是定量或者定性测定混合物中各组分的性质和含量。定性的分析性色谱有薄层色谱、纸色谱等,定量的分析性色谱有气相色谱、高效液相色谱等。色谱法应用于分析领域使得分离和测定的过程合二为一,降低了混合物分析的难度缩短了分析的周期,是目前比较主流的分析方法。在中华人民共和国药典中,共有超过600种化学合成药和超过400种中药的质量控制应用了高效液相色谱的方法。[编辑]发展方向色谱法是分析化学中应用最广泛发展最迅速的研究领域,新技术新方法层出不穷。[编辑]新固定相的研究固定相和流动相是色谱法的主角,新固定相的研究不断扩展着色谱法的应用领域,如手性固定相使色谱法能够分离和测定手性化合物;反相固定相没有死吸附,可以简单地分离和测定血浆等生物药品。[编辑]检测方法的研究检测方法也是色谱学研究的热点之一,人们不断更新检测器的灵敏度,使色谱分析能够更灵敏地进行分析。人们还将其他光谱的技术引入色谱,如进行色谱-质谱连用、色谱-红外光谱连用、色谱-紫外连用等,在分离化合物的同时即行测定化合物的结构。色谱检测器的发展还伴随着数据处理技术的发展,检测获得的数据随即进行计算处理,使试验者获得更多信息。[编辑]专家系统专家系统是色谱学与信息技术结合的产物,由于应用色谱法进行分析要根据研究内容选择不同的流动相、固定相、预处理方法以及其他条件,因此需要大量的实践经验,色谱专家系统是模拟色谱专家的思维方式为色谱使用者提供帮助的程序,专家系统的知识库中存储了大量色谱专家的实践经验,可以为使用者提供关于色谱柱系统选择、样品处理方式、色谱分离条件选择、定性和定量结果解析等帮助。[编辑]色谱新方法色谱新方法也是色谱研究热点之一。高效毛细管电泳法是目前研究最多的色谱新方法,这种方法没有流动相和固定相的区分,而是依靠外加电场的驱动令带电离子在毛细管中沿电场方向移动,由于离子的带电状况、质量、形态等的差异使不同离子相互分离。高效毛细管电泳法没有HPLC方法中存在的传质阻抗、涡流扩散等降低柱效的因素,纵向扩散也因为毛细管壁的双电层的存在而受到抑制,因而能够达到很高的理论塔板数,有极好的分离效果。[编辑]参见 * 分析化学 * 高效液相色谱取自""页面分类: 新条目推荐 | 分析化学