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1、氣相液相色譜技術及應用昆蟲生理毒理組昆蟲生理毒理組氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用l色譜法（色譜法（chromatography）是）是20世紀初世紀初由俄國植物學家由俄國植物學家Tswett發(fā)明并命名的發(fā)明并命名的 1903年，他做了一個著名的實驗，把干年，他做了一個著名的實驗，把干燥的葉用石油醚萃取后，將少量的萃取燥的葉用石油醚萃取后，將少量的萃取液傾入填充有沉降液傾入填充有沉降CaCO3的直立玻璃管的直立玻璃管柱的頂端，然后用石油醚洗脫，發(fā)現葉柱的頂端，然后用石油醚洗脫，發(fā)現葉中的色素在中的色素在CaCO3柱上互相分離，形成柱上互相分離，形成不同顏色的色
2、帶。他把這種方法命名為不同顏色的色帶。他把這種方法命名為色譜法（色譜法（Chromatography）。）。 氣相液相色譜技術及應用l1931年，年，Kuhn和和Lederer用填充氧化鋁粉用填充氧化鋁粉末的柱管將胡蘿卜素中兩種性質非常相末的柱管將胡蘿卜素中兩種性質非常相似的烴的異構體（似的烴的異構體（-和和-胡蘿卜素）胡蘿卜素）分離成功，才引起人們的注意，認識到分離成功，才引起人們的注意，認識到色譜法在分離混合物方面有著廣闊的前色譜法在分離混合物方面有著廣闊的前景。景。l1940-1943年，年，Tiselius發(fā)展了吸附色譜，發(fā)展了吸附色譜，并由于在并由于在吸附色譜吸附色譜和電泳等方面做出
3、的和電泳等方面做出的重要貢獻而獲得重要貢獻而獲得1948年的諾貝爾化學獎。年的諾貝爾化學獎。l1941年，年，Martin和和Synge在研究氨基酸分在研究氨基酸分離時又發(fā)明了離時又發(fā)明了分配色譜分配色譜法，他們因此獲法，他們因此獲得了得了1952年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。 氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用l色譜是一種分離技術，當這種分離技術色譜是一種分離技術，當這種分離技術應用于化學分析，就是色譜分析應用于化學分析，就是色譜分析l色譜分析的基本要求是實現各混合物的色譜分析的基本要求是實現各混合物的分離分離l它的分離原理是使混合物中各組分在兩它的分離原理是使混合物中各組分在兩
4、相間進行分配：即固定相、流動相相間進行分配：即固定相、流動相l(xiāng)固定相分兩類：活性固體、活性液體固定相分兩類：活性固體、活性液體l流動相一般為惰性氣體或有機溶劑流動相一般為惰性氣體或有機溶劑氣相液相色譜技術及應用1.色譜法分類色譜法分類 按兩相物理狀態(tài)分類：按兩相物理狀態(tài)分類：氣氣-固色譜（固色譜（gas-solid chromatography, GSC）氣氣-液色譜（液色譜（gas-liquid chromatography, GLC）液液-固色譜（固色譜（liquid -solid chromatography, LSC）液液-液色譜（液色譜（liquid-liquid chromatog
5、raphy, LLC） 按固定相形態(tài)分類：按固定相形態(tài)分類： 填充柱色譜填充柱色譜柱色譜柱色譜 毛細柱色譜（開管式色譜）毛細柱色譜（開管式色譜） 氣相液相色譜技術及應用1.色譜法分類色譜法分類 按分離過程物理化學原理分類：按分離過程物理化學原理分類：吸附色譜吸附色譜：用固體吸附劑做色譜固定相，樣品各：用固體吸附劑做色譜固定相，樣品各組分在吸附劑上吸附力大小不同。組分在吸附劑上吸附力大小不同。分配色譜分配色譜：用液體做固定相，利用試樣組分在固：用液體做固定相，利用試樣組分在固定相中溶解、吸收或吸著能力不同，因而兩相定相中溶解、吸收或吸著能力不同，因而兩相分配系數不同進行分離。分配系數不同進行分離
6、。離子交換色譜：離子交換劑為固定相，分離離子離子交換色譜：離子交換劑為固定相，分離離子型化合物型化合物還有：離子對色譜、凝膠色譜、絡合色譜、親和還有：離子對色譜、凝膠色譜、絡合色譜、親和色譜等。色譜等。氣相液相色譜技術及應用2.色譜過程色譜過程: 由于各組分在固定相的分配系數或吸由于各組分在固定相的分配系數或吸附和脫附能力有差異，各組分在色譜柱中附和脫附能力有差異，各組分在色譜柱中的滯留時間也就不同，即它們在柱中向前的滯留時間也就不同，即它們在柱中向前移動的速率不同。移動的速率不同。 隨著流動相不斷流過，組分在柱中兩隨著流動相不斷流過，組分在柱中兩相間經過了反復多次的分配和平衡過程，相間經過了
7、反復多次的分配和平衡過程，當移動一定柱長以后，試樣中各組分即可當移動一定柱長以后，試樣中各組分即可得到較完整的分離。得到較完整的分離。 氣相液相色譜技術及應用1基線基線 2色譜峰色譜峰 3峰高與峰面積峰高與峰面積 4 保留時間保留時間 氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用色譜圖：色譜圖：氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用流 動 相流 動 相供 輸 系供 輸 系統(tǒng)統(tǒng)進 樣進 樣器器色譜柱（色譜柱（恒溫箱）恒溫箱）檢測器（檢測器（恒溫箱）恒溫箱）數據處理數據處理系統(tǒng)系統(tǒng)組分收集組分收集系統(tǒng)系統(tǒng)控制顯示系控制顯示系統(tǒng)統(tǒng)（計算機）（計算機）氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用
8、氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用l流動相：氣流動相：氣-液色譜分離中載氣是惰性的，液色譜分離中載氣是惰性的，僅攜帶樣品通過色譜柱。氣僅攜帶樣品通過色譜柱。氣-固色譜載氣固色譜載氣與組分一起與固體吸附劑作用，因而對與組分一起與固體吸附劑作用，因而對氣譜分離具有一定影響。氣譜分離具有一定影響。l一般載氣主要為：氮、氫、氦、氬、空一般載氣主要為：氮、氫、氦、氬、空氣、氧氣、二氧化碳等。氣、氧氣、二氧化碳等。l要求：純度高要求：純度高氣相液相色譜技術及應用l進樣系統(tǒng)：進樣就是把試樣快速、進樣系統(tǒng)：進樣就是把試樣快速、準確的加到色譜柱頭。若試樣為純準確的加到色譜柱頭。若試樣為純液體或溶液，則
9、要求在進樣系統(tǒng)中液體或溶液，則要求在進樣系統(tǒng)中瞬間氣化。進樣系統(tǒng)包括進樣口、瞬間氣化。進樣系統(tǒng)包括進樣口、氣化室。氣化室的溫度通常比試樣氣化室。氣化室的溫度通常比試樣中最難氣化的組分的沸點高中最難氣化的組分的沸點高50。 氣相液相色譜技術及應用l氣譜柱：色譜柱包括填充柱和毛細柱，填充柱氣譜柱：色譜柱包括填充柱和毛細柱，填充柱是在柱內均勻、緊密填充固定相顆粒的色譜柱。是在柱內均勻、緊密填充固定相顆粒的色譜柱。填充柱管通常用玻璃、金屬（不銹鋼、銅、鋁）填充柱管通常用玻璃、金屬（不銹鋼、銅、鋁）或聚四氟乙烯制成。柱長或聚四氟乙烯制成。柱長1-3m。填充劑可以是。填充劑可以是吸附劑（氣吸附劑（氣- -
10、固色譜），也可以是涂有固定液固色譜），也可以是涂有固定液的載體（氣的載體（氣- -液色譜）。毛細柱一般為開管柱，液色譜）。毛細柱一般為開管柱，即在毛細柱內壁上涂有固定液。即在毛細柱內壁上涂有固定液。 氣相液相色譜技術及應用l固定相固定相: : 氣氣- -固色譜以固體吸附劑作為固定相，例固色譜以固體吸附劑作為固定相，例如：炭質吸附劑、硅膠、氧化鋁等。如：炭質吸附劑、硅膠、氧化鋁等。 氣氣- -液色譜以涂有固定液的載體作為固定液色譜以涂有固定液的載體作為固定相。固定液系涂漬在載體表面上起分離相。固定液系涂漬在載體表面上起分離作用的物質，在操作溫度下不易揮發(fā)的作用的物質，在操作溫度下不易揮發(fā)的物質。
11、例如：聚硅氧烷物質。例如：聚硅氧烷 。氣相液相色譜技術及應用l檢測器：是能檢測色譜柱流出組分及這些檢測器：是能檢測色譜柱流出組分及這些組分量的變化的器件，其功能是將經色譜組分量的變化的器件，其功能是將經色譜分離的組分的物質信號轉化為易于測量的分離的組分的物質信號轉化為易于測量的電信號，故也稱為電信號，故也稱為“換能器換能器”。最常用的。最常用的檢測器是熱導檢測器（檢測器是熱導檢測器（TCD）和火焰離子）和火焰離子化檢測器（化檢測器（FID）。此外，電子俘獲檢測器）。此外，電子俘獲檢測器（ECD）和火焰光度檢測器（）和火焰光度檢測器（FPD）也用）也用得比較多。得比較多。氣相液相色譜技術及應用l
12、1、為什么程序升溫可以更好的實現混合、為什么程序升溫可以更好的實現混合物的分離？物的分離？氣相液相色譜技術及應用l恒溫氣相色譜的柱溫恒定在試樣平均沸恒溫氣相色譜的柱溫恒定在試樣平均沸點，如試樣的沸程很寬，則低沸點組分點，如試樣的沸程很寬，則低沸點組分因柱溫太高而色譜峰窄，相互重疊，而因柱溫太高而色譜峰窄，相互重疊，而高沸點組分又因柱溫太低，洗出很慢，高沸點組分又因柱溫太低，洗出很慢，有些甚至不能洗出有些甚至不能洗出 如果采用程序升溫，采用足夠低的初始如果采用程序升溫，采用足夠低的初始溫度，低沸點組分最先洗出，得到很好溫度，低沸點組分最先洗出，得到很好分離，隨著柱溫升高，較高沸點的組分分離，隨著
13、柱溫升高，較高沸點的組分也能較快洗出，得到良好的峰形也能較快洗出，得到良好的峰形氣相液相色譜技術及應用l2、為什么需要分流？、為什么需要分流？ 由于開管柱載氣體積流速很小，將樣品由于開管柱載氣體積流速很小，將樣品從汽化室沖洗到色譜柱需要較長時間，從汽化室沖洗到色譜柱需要較長時間，導致進樣器內色譜帶擴張。此外，開管導致進樣器內色譜帶擴張。此外，開管柱樣品容量小，采用填充柱常規(guī)進樣方柱樣品容量小，采用填充柱常規(guī)進樣方式，引入樣品量將超過色譜柱負荷式，引入樣品量將超過色譜柱負荷氣相液相色譜技術及應用l3、氣譜峰的拖尾與哪些因素有關？如何、氣譜峰的拖尾與哪些因素有關？如何消除？消除？氣相液相色譜技術及
14、應用l與載體、樣品類型、進樣量等因素有關。與載體、樣品類型、進樣量等因素有關。 樣品含脂肪烴、芳香烴、烯烴等成較弱樣品含脂肪烴、芳香烴、烯烴等成較弱的拖尾；含羥基、羧基的醇、酸等嚴重的拖尾；含羥基、羧基的醇、酸等嚴重拖尾；脂類拖尾較小。拖尾；脂類拖尾較小。 進樣量小，拖尾弱，進樣量大，拖尾嚴進樣量小，拖尾弱，進樣量大，拖尾嚴重。重。氣相液相色譜技術及應用l盡量減少進樣量盡量減少進樣量l形成衍生物形成衍生物氣相液相色譜技術及應用l綜上所述，使用儀器時，應注意：綜上所述，使用儀器時，應注意： 1.樣品要進行凈化，提純樣品要進行凈化，提純 2.進樣量要控制在一定范圍內進樣量要控制在一定范圍內 3.進
15、樣要迅速進樣要迅速 4.柱溫要控制在柱溫要控制在300 以內，以免損害柱以內，以免損害柱子子氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用l流動相：種類較多。改變流動相的性質流動相：種類較多。改變流動相的性質和組成，是提高色譜系統(tǒng)分離度和分析和組成，是提高色譜系統(tǒng)分離度和分析速度的重要手段速度的重要手段l基本要求：保持色譜柱的穩(wěn)定性、化學基本要求：保持色譜柱的穩(wěn)定性、化學惰性、必須適合所使用的檢測器、具有惰性、必須適合所使用的檢測器、具有溶解樣品的能力、溶劑的清洗和更換方溶解樣品的能力、溶劑的清洗和更換方便、毒性小、價格便宜、純度高便、毒性小、價格便宜、純度高氣相液相色譜技術及應用l色譜柱：采用
16、優(yōu)質不銹鋼管或硬質玻璃色譜柱：采用優(yōu)質不銹鋼管或硬質玻璃管。最好是直形柱。裝柱方法復雜，需管。最好是直形柱。裝柱方法復雜，需要高壓泵加壓。要高壓泵加壓。l硅膠是高效液相色譜應用最多的固定相硅膠是高效液相色譜應用最多的固定相填料。最重要的有兩種：表面多孔層硅填料。最重要的有兩種：表面多孔層硅膠，全多孔微粒硅膠。膠，全多孔微粒硅膠。氣相液相色譜技術及應用l高壓泵：它將流動相在高壓下連續(xù)不斷地高壓泵：它將流動相在高壓下連續(xù)不斷地送入色譜系統(tǒng)。高壓泵的性能直接影響整送入色譜系統(tǒng)。高壓泵的性能直接影響整機的穩(wěn)定性、重復性和分析精度。機的穩(wěn)定性、重復性和分析精度。 它應具有如下性能：流量穩(wěn)定；流它應具有如
17、下性能：流量穩(wěn)定；流量范圍寬，且連續(xù)可調；輸出壓力高、密量范圍寬，且連續(xù)可調；輸出壓力高、密封性能好；耐腐蝕；操作、更換溶劑方便封性能好；耐腐蝕；操作、更換溶劑方便。氣相液相色譜技術及應用l檢測器：常用的有紫外檢測器檢測器：常用的有紫外檢測器（ultraviolet detector, UV）和熒光檢測）和熒光檢測器（器（fluorescence detector, FD）。）。氣相液相色譜技術及應用1 、氣相色譜法氣相色譜法 （1）高選擇性：能夠分離分析性質極為）高選擇性：能夠分離分析性質極為相近的物質相近的物質 （2）高效能）高效能 （3）高靈敏度）高靈敏度 （4）分析速度快）分析速度快
18、但由于它要求試樣必須能夠氣化，使其但由于它要求試樣必須能夠氣化，使其應用受到一定限制。應用受到一定限制。 氣相液相色譜技術及應用2、高效液相色譜法（、高效液相色譜法（HPLC） （1）高效）高效 （2）高速）高速 （3）較高靈敏度）較高靈敏度 （4）高度自動化）高度自動化 氣相液相色譜技術及應用（1）HPLC不受試樣揮發(fā)性和相對分子質量的限制，不受試樣揮發(fā)性和相對分子質量的限制，可用于分離高沸點、相對分子質量大、熱穩(wěn)定性差可用于分離高沸點、相對分子質量大、熱穩(wěn)定性差的有機化合物，還可用于各種離子的分離。的有機化合物，還可用于各種離子的分離。（2）HPLC不僅可利用被分離組分的極性差別，還不僅可
19、利用被分離組分的極性差別，還可利用組分分子尺寸大小的差別、離子交換能力的可利用組分分子尺寸大小的差別、離子交換能力的差別以及生物分子間親和力的差別進行分離。它還差別以及生物分子間親和力的差別進行分離。它還可以用多種溶劑作為流動相，對于性質和結構類似可以用多種溶劑作為流動相，對于性質和結構類似的物質，分離的可能性比氣相色譜法更大。的物質，分離的可能性比氣相色譜法更大。（3）HPLC易于收集流出的組分，可利用制備柱進易于收集流出的組分，可利用制備柱進行較大量的制備行較大量的制備。 氣相液相色譜技術及應用多重聯用多重聯用 氣相色譜氣相色譜-質譜（質譜（GC-MS）液相色譜）液相色譜-質譜（質譜（LC
20、-MS）曾經是實驗室里最需要）曾經是實驗室里最需要并被認為是一定會出現的技術裝備。并被認為是一定會出現的技術裝備。 今天的色譜技術發(fā)展是日新月異，不今天的色譜技術發(fā)展是日新月異，不但與質譜連用，還與液譜、紅外光譜儀、但與質譜連用，還與液譜、紅外光譜儀、EAG等連用，大大的加大了其應用范圍。等連用，大大的加大了其應用范圍。 氣相液相色譜技術及應用氣譜進氣譜進樣口樣口毛細管毛細管柱柱觸 角 檢觸 角 檢測器測器雙通道記雙通道記錄儀錄儀氣譜的氣譜的FID檢測器檢測器氣相液相色譜技術及應用l氣相色譜應用于昆蟲化學生態(tài)學氣相色譜應用于昆蟲化學生態(tài)學昆蟲性信息素的研究昆蟲性信息素的研究 昆蟲抑卵信息素的昆
21、蟲抑卵信息素的 研究研究氣相液相色譜技術及應用l氣相色譜應用于昆蟲化學生態(tài)學氣相色譜應用于昆蟲化學生態(tài)學昆蟲性信息素的研究昆蟲性信息素的研究 昆蟲抑卵信息素的昆蟲抑卵信息素的 研究研究氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用氣相液相色譜技術及應用l在昆蟲分類中的應用在昆蟲分類中的應用 利用氣相色譜技術對昆蟲表皮碳氫化合物進利用氣相色譜技術對昆蟲表皮碳氫化合物進行分析，并以此來對昆蟲進行分類鑒定，是行分析，并以此來對昆蟲進行分類鑒定，是近年來昆蟲分類研究的一種新方法。它主要近年來昆蟲分類研究的一種新方法。它主要用于近緣種及種下類群的分類研究。用于近緣種及種下類群的分類研究。 例如：用氣相色譜
22、例如：用氣相色譜(GC)分析岡比亞按蚊分析岡比亞按蚊（Anopheles gambiae）復合組中兩個近緣種）復合組中兩個近緣種An. arabiensis、An. gambiae，結果發(fā)現，結果發(fā)現C25-39的化合物分布有種間差異。的化合物分布有種間差異。 氣相液相色譜技術及應用1.開氮氣，平衡十分鐘開氮氣，平衡十分鐘2.打開氣相色譜儀開關，轉換器開關，計算機開關打開氣相色譜儀開關，轉換器開關，計算機開關3.打開打開Class-GC10程序程序4.調出調出realtime 系統(tǒng)，設置程序升溫，點擊系統(tǒng)，設置程序升溫，點擊system on，激活，激活5.開氫氣、空氣，平衡十分鐘開氫氣、空氣
23、，平衡十分鐘6.點火點火氣相液相色譜技術及應用l關機關機1.設置降溫程序：進樣口、柱溫、檢測器都為設置降溫程序：進樣口、柱溫、檢測器都為25，等待降溫。，等待降溫。2.降溫之后，關閉程序降溫之后，關閉程序3.關機，關閉色譜儀，轉換器，拔掉電源。關機，關閉色譜儀，轉換器，拔掉電源。4.關氫氣、氮氣、空氣。關氫氣、氮氣、空氣。5 5整理桌面，關燈。整理桌面，關燈。 氣相液相色譜技術及應用l工作站結構包括：修改和設定氣譜條件工作站結構包括：修改和設定氣譜條件部分部分(configuration)(configuration)，實時分析系統(tǒng)，實時分析系統(tǒng)（real time analysis)real
24、 time analysis)，分析數據和修，分析數據和修改文件部分改文件部分(post run analysis)(post run analysis)等。等。l它可以把電信號傳輸到電子計算機上，它可以把電信號傳輸到電子計算機上，并且進行分析。大大減輕了研究者的勞并且進行分析。大大減輕了研究者的勞動量。動量。 氣相液相色譜技術及應用打開打開real time analysisreal time analysis，打開，打開setupsetup窗口，窗口，進入進入TempTemp窗口，設置柱溫，檢測器，進窗口，設置柱溫，檢測器，進樣口溫度及升溫程序，點擊樣口溫度及升溫程序，點擊system onsystem on，打開打開GC MonitorGC Monitor。等到窗口出現等到窗口出現ReadyReady，進入，進入Sample LoginSample Login窗窗口，輸入分析試樣資料，保存。口，輸入分析試樣資料，保存。進樣，點擊進樣，點擊start,start,開始分析。開始分析。氣相液相色譜技術及應用
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