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Galería de mapas mentales cromatografía
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cromatografía
La cromatografía química analítica incluye principalmente cromatografía líquida clásica, cromatografía líquida de alta resolución, cromatografía de gases, métodos de análisis cualitativos y cuantitativos, etc.
Editado a las 2024-01-19 17:01:40,
- Breve historia del tiempo
Este es un mapa mental sobre una breve historia del tiempo. "Una breve historia del tiempo" es una obra de divulgación científica con una influencia de gran alcance. No sólo presenta los conceptos básicos de cosmología y relatividad, sino que también analiza los agujeros negros y la expansión. del universo. temas científicos de vanguardia como la inflación y la teoría de cuerdas.
- ¿Cuáles son los métodos de fijación de precios para los subcontratos de proyectos bajo el modelo de contratación general EPC
¿Cuáles son los métodos de fijación de precios para los subcontratos de proyectos bajo el modelo de contratación general EPC? EPC (Ingeniería, Adquisiciones, Construcción) significa que el contratista general es responsable de todo el proceso de diseño, adquisición, construcción e instalación del proyecto, y es responsable de los servicios de operación de prueba.
- Puntos de conocimiento que los ingenieros de Java deben dominar en cada etapa
Los puntos de conocimiento que los ingenieros de Java deben dominar en cada etapa se presentan en detalle y el conocimiento es completo, espero que pueda ser útil para todos.
cromatografía
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Introducción general a la farmacología introducción y efectos de los fármacos en el organismo.
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cromatografía
Introducción
La esencia de la cromatografía: las sustancias tienen diferentes coeficientes de distribución en las dos fases y se distribuyen repetidamente en las dos fases para lograr el propósito de separarse entre sí.
el término
Pico cromatográfico
El número de picos cromatográficos determina el número mínimo de componentes.
base
altura pico
Área pico
Análisis cuantitativo
Ancho cromatográfico
Factor de coleo
Mantén el tiempo
tiempo
Tiempo muerto tM
El tiempo requerido desde la inyección hasta el pico máximo para los componentes que no son absorbidos ni disueltos por la fase estacionaria.
La velocidad del flujo es similar a la velocidad del flujo de la fase móvil.
Calcular la velocidad lineal promedio de la fase móvil.
Mantén el tiempo
En las mismas condiciones cromatográficas, el mismo componente tiene el mismo tiempo de retención
Ajustar el tiempo de retención
Tiempo de retención de un componente menos tiempo muerto
Tiempo de retención de componentes en fase estacionaria.
Volumen de retención: el volumen de fase móvil necesario para eliminar un componente del cromatógrafo.
volumen muerto
volumen de retención
Ajustar el volumen de retención
valor de retención relativo
Parámetros de análisis cualitativo cromatográfico.
Sólo está relacionado con la temperatura de la columna y la fase estacionaria, y no tiene nada que ver con el diámetro de la columna, la longitud de la columna y el caudal de la fase móvil.
Analisis cualitativo
Evaluación de adaptabilidad del sistema.
Clasificación
El estado de las dos fases.
Cromatografía líquida
cromatografía líquido-sólido
cromatografía líquido-líquido
Cromatografía de gases
Cromatografía gas-sólido
Cromatografía gas-líquido
cromatografía de fluidos supercríticos
Mecanismo de separación
Cromatografía de adsorción: los componentes tienen diferentes capacidades de adsorción en la fase estacionaria.
Cromatografía de distribución: los componentes tienen diferentes solubilidades (coeficientes de partición) en la solución estacionaria
Cromatografía de intercambio iónico: los componentes tienen diferentes afinidades en los intercambiadores de iones
Cromatografía de exclusión por tamaño: permeación selectiva de moléculas de diferentes tamaños en una fase estacionaria porosa
Cromatografía de afinidad: Separación de diferentes componentes con alta afinidad específica hacia la fase estacionaria (moléculas solidificadas) (comúnmente utilizada para la separación de proteínas)
Formulario de operación
cromatografía de columna
cromatografía en columna empaquetada
cromatografía en columna capilar
cromatografía plana
ordenador personal
cariño
Cromatografía de película fina de polímero
Se utilizan diferentes instrumentos
Cromatografía clásica: cromatografía en columna, TLC
Cromatografía moderna: GC, HPLC, SFC, CE
Ventajas: alta selectividad, alta eficiencia, alta sensibilidad, rápida velocidad de análisis, amplia gama de aplicaciones
Desventajas: escasa especificidad cualitativa para el análisis de sustancias desconocidas
Cromatografía líquida clásica
Descripción general
Cromatografía en columna clásica: transporte por gravedad de fase móvil. Cromatografía plana: transporte capilar de fase móvil;
Comparar
Cromatografía líquida clásica
Las partículas de la fase estacionaria son más grandes y desiguales.
Transporte de fase móvil bajo presión normal.
Baja eficiencia de separación y baja sensibilidad.
Equipo simple, fácil operación, gran capacidad de carga de muestras.
Clasificación
Cromatografía en columna líquida clásica: equipo sencillo y gran capacidad de carga de muestras
Cromatografía en capa fina: equipo sencillo, intuitivo, rápido y sensible, alta resolución
Cromatografía en papel: buena para separar compuestos altamente polares
cromatografía líquida moderna
Las partículas de la fase estacionaria son pequeñas y uniformes.
Entregar fase móvil bajo alta presión.
Alta eficiencia de separación y alta sensibilidad.
Requiere instrumentos especiales y es más caro.
cromatografía de adsorción
Adsorbente como fase estacionaria.
Adsorción: fenómeno de concentración de solutos en la superficie de sustancias sólidas.
Estructura adsorbente: material poroso con muchos centros de adsorción en la superficie.
Adsorbentes de uso común y sus propiedades.
Adsorbentes de uso común
gel de sílice
estructura
Estructura reticulada de silicio-oxígeno poroso interno Externo: grupo silanol, centro de adsorción activo.
Características: Débilmente ácido, separa sustancias ácidas y neutras (ácidos orgánicos, fenoles, aldehídos, aminoácidos, etc.)
Actividad: relacionada con el contenido de agua
El agua unida >17% reduce la capacidad de adsorción
105~110 grados Celsius, se puede quitar en unos 30 minutos
Hay dos formas de grupos silanol: grupo hidroxilo libre y grupo hidroxilo unido.
Calentar a 200 grados
Estructura de silil éter: no polar, pierde actividad cromatográfica.
Alúmina
Alúmina básica (ph9~10): separación de sustancias alcalinas y neutras
Alúmina neutra (ph7,5): muy utilizada para separar alcaloides, aceites volátiles, terpenos, esteroides, antraquinonas y sustancias inestables en ácidos y bases.
Alúmina ácida (ph 4 ~ 5): compuestos ácidos y sustancias relativamente estables
Actividad adsorbente
relacionado con el contenido de humedad
Cuanto mayor sea el contenido de agua, menor será la actividad de adsorción, más débil será la fuerza de adsorción y mayor será el nivel de actividad.
Cuanto menor sea el contenido de agua, mayor será la actividad de adsorción, más fuerte será la fuerza de adsorción y menor será el nivel de actividad.
Relación entre el contenido de humedad y el nivel de actividad del gel de sílice y la alúmina.
Activación: El proceso de calentar para eliminar la humedad a una temperatura determinada para mejorar su actividad.
Desactivación: Añadir una determinada cantidad de agua para reducir su actividad.
Intente utilizar adsorbentes del mismo número de lote y tratados con el mismo método.
Fundamental
La causa de la adsorción.
La adsorción solo ocurre en la interfaz de dos fases.
Motivo: la fuerza sobre las moléculas en la superficie del adsorbente está desequilibrada. Cuando hay gravedad residual desde el interior, las moléculas que se encuentran fuera de la interfaz son atraídas hacia la interfaz.
A medida que aumenta la superficie del adsorbente, aumenta la capacidad de adsorción; cuanto mayor es la superficie específica del adsorbente, más fuerte es la capacidad de adsorción.
equilibrio de adsorción
La adsorción es la interacción entre adsorbente, soluto y disolvente.
Protocolo de elución: proceso de adsorción competitiva entre moléculas eluyentes y moléculas de soluto adsorbidas, equilibrio dinámico de adsorción-desorción.
Constante de equilibrio de adsorción K
K es grande, la adsorción es firme, las moléculas de soluto permanecen en la fase estacionaria durante mucho tiempo y se mueven lentamente.
K=0, las moléculas de soluto no son adsorbidas por la fase estacionaria y fluyen rápidamente con la fase móvil.
Cuanto mayor sea la diferencia en K, más fácil será que los componentes se separen entre sí.
isoterma de adsorción
A una determinada temperatura, después de alcanzar el equilibrio de adsorción, la concentración del componente en la fase estacionaria es la ordenada y la concentración del componente en la fase móvil es la abscisa.
Estilo de línea: ideal
No lineal (situación real) Motivo: falta de homogeneidad de la superficie adsorbente sólida.
Forma convexa: pico de cola
Cóncavo: pico del borde de ataque
Controle la cantidad de soluto y trate de mantenerlo dentro del rango lineal.
Selección de condiciones cromatográficas (adsorbente y fase móvil)
Consideraciones
Polaridad de los componentes de la mezcla (factor decisivo)
La actividad de adsorción de la fase estacionaria.
La fuerza del efecto de elución del eluyente (fase móvil).
Elución: La esencia es el proceso en el que las moléculas de la fase móvil y las moléculas de la sustancia separada compiten para ocupar el centro de adsorción activo en la superficie del adsorbente.
Fase móvil fuertemente polar, gran capacidad para ocupar el centro de adsorción y fuerte efecto de elución.
Fase móvil débilmente polar, capacidad débil para ocupar el centro del adsorbente y efecto de elución débil.
La polaridad de los componentes que se separan.
Regla general: cuanto mayor es la polaridad, más fuerte es la adsorción.
No polares: hidrocarburos saturados. El núcleo básico es el mismo, cuanto más polar es el sustituyente, más fuerte es la polaridad de la molécula; cuanto mayor es el número de sustituyentes polares, más fuerte es la polaridad de la molécula;
Cuantos más dobles enlaces, mayor será la capacidad de adsorción.
La disposición espacial de los sustituyentes en la molécula también afecta
Polaridad (capacidad de adsorción) de compuestos comunes: Alcanos < Alquenos < Éteres < Compuestos nitro < Dimetilamina < Ésteres < Cetonas < Aldehídos < Amina < Amidas < Alcoholes < Fenol < Ácidos carboxílicos
La polaridad relativa de la mezcla separada.
Rango de tamaño polar para todos los componentes.
Puede estimarse por la polaridad relativa del disolvente de extracción.
La polaridad del eluyente.
Cuanto mayor sea la polaridad, mayor será la capacidad de elución, cuanto menor sea K, menor será el tiempo de retención.
Orden de polaridad (de menor a mayor): éter de petróleo, ciclohexano, disulfuro de carbono, tricloroetano, benceno, tolueno, cloruro de metileno, cloroformo, éter dietílico, acetato de etilo, acetona, n-butanol, propanol, etanol, metanol, piridina, ácido.
Principios de selección S y M.
funcionar
cariño
el término
origen
Expandir
agente revelador
frontera del agente en desarrollo
Manchas: manchas que se forman después de que la muestra se extiende y se separa en una placa de capa fina.
cariño
cromatografía de adsorción en capa fina
Características
Corto tiempo de expansión
Fuerte capacidad de separación
alta sensibilidad
Cómodo desarrollo del color
El instrumento es simple y fácil de operar.
Puede separar grandes cantidades de muestras, así como pequeñas cantidades de muestras.
Operación (Notas de química de la medicina china)
Fabricación de tableros (sin adhesivo, activación de tarimas)
Punteo
Expandir
Verificar
Selección y activación de laminados finos.
Especificaciones comunes de las placas de silicona
Adhesivo de yeso que contiene silicona G Silicona H - sin adhesivo Gel de sílice F254: contiene agente fluorescente, emite luz bajo luz ultravioleta de 254 nm Gel de sílice F365: contiene agente fluorescente, emite luz bajo luz ultravioleta de 365 nm
Punteo
Spotter: capilar cuantitativo
Volumen de manchado: redondo; diámetro: 2 ~ 4 mm
Posición de localización: 10~15 mm desde el borde inferior, distancia entre puntos >8 nm
Nota: Evite múltiples manchas y no dañe la superficie de la capa delgada al manchar.
Expandir
Cilindro de cromatografía de doble tanque
Precauciones
Presaturación, el propósito de la presaturación
El agente revelador no debe sumergirse en el extremo inferior de la capa delgada por más de 0,5 cm y no debe sumergirse más allá del origen.
Ampliar hacia arriba de 8 a 15 cm.
Método de expansión bidireccional
Efecto de borde: para manchas de la misma sustancia, después del despliegue, la proporción de manchas en el borde de la capa delgada es mayor que la proporción de trasplante en el área central (forma cóncava)
Motivo: El vapor de disolvente en el cilindro cromatográfico no ha alcanzado la saturación antes del revelado y la tasa de evaporación del agente revelador es diferente entre ambos lados de la placa de capa delgada y la parte media.
Formas de reducir los efectos de los bordes
Utilice un cilindro de expansión más pequeño para presaturar Pegue una tira de papel de filtro empapada con agente revelador en la pared interior del tanque de expansión. Si utiliza un tablero estrecho de capa fina de 3 cm, haga clic solo en 2 o 3 puntos.
Detección de manchas
Método de detección óptica
Compuestos coloreados: orientación directa Bajo luz ultravioleta Cromatografía de fluorescencia: muestra manchas oscuras.
método colorimétrico real
Desarrollo de color en aerosol Desarrollo del color por inmersión Método de detección de vapor
Análisis cualitativo y cuantitativo.
Análisis cualitativo: Trasplante Rf0.2～0.8
calcular
factores que afectan el trasplante
La naturaleza del adsorbente, la polaridad y la solubilidad del agente revelador.
espesor de capa fina
distancia de dispersión
Ampliar la saturación de vapor.
Cantidad de manchas
El contenido de humedad de cada parte de la capa delgada es inconsistente.
temperatura y humedad relativa
trasplante relativo
Análisis cuantitativo (raramente utilizado)
Comparación visual de colores método de elución escaneo de capa delgada
R
Términos comunes
Adsorción adsorbente Solvente Disolvente de elución: eluyente Eluyente: el líquido que sale del final de una columna cromatográfica. Elución: proceso de pasar una fase móvil a través de una columna cromatográfica.
Proceso de operación
Preparación, adición de muestra (carga), elución, detección.
Cromatografía en columna de adsorción.
Preparación de la columna
Cilindro: vidrio, cuarzo, nailon. Diámetro interior/longitud de la columna diámetro de partícula de fase estacionaria Dosis de fase estacionaria: alúmina (20 a 50 veces la dosis de la muestra) Gel de sílice (30 a 60 veces el peso de la muestra)
Requisitos de llenado: uniforme, sin burbujas
Llenado seco
Llenado húmedo
Agregar muestra: Cuando el eluyente fluya hasta que sea igual a la superficie de la columna, puede agregar la muestra.
Dosificación húmeda y seca
Elución: elución isocrática y en gradiente. El eluyente debe agregarse continuamente para mantener un cierto nivel de líquido.
Verificar
HPLC
Descripción general
Basado en la cromatografía clásica en fase líquida, se introduce la teoría y la tecnología de GC, utilizando una bomba de alto líquido, una fase estacionaria de alta eficiencia y un detector de alta sensibilidad.
Comparado
fase móvil
GC: gas inerte, pocos tipos HPLC: líquido, muchos tipos, amplia gama de opciones
Fase estacionaria
GC: portador➕fijador HPLC: fase estacionaria unida químicamente
Ámbito de aplicación
GC: adecuado para sustancias volátiles y térmicamente estables, que representan entre el 15 y el 20 % de la materia orgánica. HPLC: Sustancias que son solubles en disolventes y pueden detectarse.
Cromatografía líquida de alta resolución
Sistema de infusión de alta presión. Sistema de muestreo Sistema de separación cromatográfica Sistemas de detección Sistemas de registro y procesamiento de datos.
Sistema de infusión
Pretratamiento de fase móvil: eliminación de impurezas, desgasificación
Peligros de los gases en la fase móvil
El gas forma burbujas que provocan fluctuaciones de presión.
Afecta la estabilidad basal
Oxígeno disuelto: provoca la extinción de la fluorescencia, la oxidación de los componentes y la reacción con la fase estacionaria para provocar la degradación.
Métodos de desgasificación: desgasificación por vibración ultrasónica (de uso común), desgasificación al vacío, desgasificación por reflujo por calentamiento, etc.
Bomba de infusión de alta presión (núcleo)
Bomba de flujo constante (bomba alternativa de émbolo de uso común): volumen pequeño, fácil de limpiar y cambiar la fase móvil, adecuada para elución en gradiente
Bomba de presión constante
dispositivo de elución en gradiente
Elución isocrática: la composición de la fase móvil permanece constante
Elución en gradiente: los componentes de la fase móvil cambian con el programa.
gradiente de alta presión (dos bombas de infusión), alta precisión, costosa y alta tasa de fallas
gradiente de baja presión: bajo costo, fácil de usar, propenso a formar burbujas
Sistema de muestreo
Válvula de inyección de seis vías
Método de inyección
Inyección de válvula completa
Inyección sin válvula completa
Sistema de separación cromatográfica
Precolumna: evita que las partículas insolubles de la muestra entren en la columna analítica e intercepta los componentes fuertemente retenidos en la precolumna.
Columna cromatográfica: La dirección de la fase móvil durante el uso debe ser coherente con la dirección de la flecha de la columna.
Horno de columna
Evaluación de columnas
Muestras comunes y condiciones de funcionamiento.
Columna de gel de sílice: muestra (benceno, naftaleno, bifenilo, fenantreno) Fase móvil: n-hexano
Columna con enlace alquilo: la muestra es la misma que la columna de gel de sílice Fase móvil: metanol-agua (83:17)
Prueba de adaptabilidad del sistema de cromatografía.
Número de platos teóricos n
ResoluciónR
Factor de cola T
RepetibilidadRSD
Sistemas de detección
Universal
Detector de dispersión de luz evaporativo ELSD
Azúcares, ácidos grasos superiores, saponinas.
Detector de índice de refracción RID
Selectividad
detector UVUVD
El más ampliamente usado
Ventajas: alta sensibilidad, amplio rango lineal, sin daños a las muestras, insensible a las fluctuaciones de temperatura y caudal, y puede usarse para elución en gradiente
Desventajas: No es adecuado para muestras que no tienen absorción de luz ultravioleta. La fase móvil es selectiva (la longitud de onda de corte es menor que la longitud de onda de detección de la muestra).
Categoría: Detector de longitud de onda variable Detector de matriz de fotodiodos (PDAD): multicanal, obtiene espectro cromatográfico-espectral tridimensional
Detector de fluorescencia FD
enzimas, esteroides, vitaminas, aminoácidos
Principales tipos de métodos HPLC y sus principios.
Cromatografía de adsorción líquido-sólido LSC
Mecanismo de distribución: diferencia de polaridad.
Adecuado para componentes liposolubles con peso molecular relativo medio, isómeros
Orden de salida: los componentes con menos polaridad salen primero
LLC (cromatografía de partición líquido-líquido)
Mecanismo de separación: los componentes tienen diferentes solubilidades en las dos fases.
Fase estacionaria: portador➕solución estacionaria Fase unida químicamente: solucionando el problema de la pérdida de fijación
Clasificación de cromatografía de partición
Cromatografía en fase normalNPLC Polaridad de fase estacionaria>Polaridad de fase móvil Separa compuestos polares a moderadamente polares.
Cromatografía de fase reversaRPLC Cromatografía en fase estacionaria <polaridad de la fase móvil Compuestos no polares a moderadamente polares
Cromatografía de intercambio iónicoIEC
Fase estacionaria: intercambiador de iones. Fase móvil: solución tampón Principio: las fuerzas entre iones y grupos de intercambio iónico son diferentes Aplicación: aminoácidos, ácidos nucleicos, etc.
Cromatografía de exclusión por tamaño SEC
Fase estacionaria: gel (con un cierto tamaño de distribución de espacios) Fase móvil: puede disolver la muestra, mojar la fase estacionaria y tiene baja viscosidad Principio de separación: tamaño molecular. Las moléculas pequeñas eluyen más lentamente, mientras que las moléculas grandes quedan excluidas y eluyen más rápido. Macromoléculas separadas
fase estacionaria y fase móvil
Fase estacionaria
gel de sílice
Categoría: Gel de sílice poroso superficial Gel de sílice totalmente poroso: la forma esférica se puede utilizar como soporte de fase de unión Perlas de sílice apiladas (ideales para rellenos de alta eficiencia) Aplicación: compuestos moleculares polares a débilmente polares
fase de enlace químico
Ventajas: Sin pérdida de fase estacionaria Propiedades químicas estables Alta eficiencia de columna Gran capacidad de carga de muestras Adecuado para elución en gradiente
Clasificación
tipo de transportista
Portador de gel de sílice
El más ampliamente usado
Principio: Distribución, adsorción.
Sellado final: trimetilclorosilano Propósito: Reducir la adsorción, reducir los relaves y aumentar la estabilidad.
pH de la fase móvil: 2~8 Menos de 2, los enlaces químicos se hidrolizan y se caen Mayor que 8, el gel de sílice portador se disuelve
Portador de gel sin sílice
grupo funcional
No polar: cromatografía de fase reversa
Cromatografía de fase reversaRPLC Cromatografía en fase estacionaria <polaridad de la fase móvil Compuestos no polares a moderadamente polares
Grupo: grupo hidrocarburo apolar
Comúnmente utilizado: fase unida octadecilo ODS o C18
Principio de separación: teoría solvofóbica
Valor reservado
Estructura molecular de los componentes: cuanto más débil es la polaridad, más fuerte es la hidrofobicidad y mayor es el valor de retención
Cuanto mayor sea el área de contacto con la fase estacionaria unida a alquilo, mayor será el valor de retención.
Efecto de la fase estacionaria unida al alquilo
El número de grupos alquilo determina directamente el factor de capacidad k. Cuanto más larga sea la cadena de carbono, mayor será la hidrofobicidad, el valor de retención y la selectividad de separación.
Efecto de la fase móvil
Cuanto mayor es la tensión superficial de la fase móvil, más fuerte es la polaridad, más débil es la fuerza de elución y mayor es el valor de retención.
polaridad débil
Grupo: grupo éter, fase unida del grupo glicol
Cromatografía en fase normal o en fase reversa
Polaridad: cromatografía de fase normal.
Cromatografía en fase normalNPLC Polaridad de fase estacionaria>Polaridad de fase móvil Separa compuestos polares a moderadamente polares.
Grupo: Fase con enlace amino (fuertemente polar) Fase unida a ciano (polaridad media)
Intercambio iónico
fase móvil
Requisitos: alta pureza, buena inercia química. Para coincidir con el detector Solubilidad adecuada para la muestra. Tener menor viscosidad, punto de ebullición adecuadamente bajo y alta pureza. baja toxicidad
polaridad
Capacidad de elución Cromatografía en fase normal: cuanto mayor es la polaridad, mayor es la capacidad de elución Cromatografía de fase reversa: cuanto mayor es la polaridad, menor es la capacidad de elución
Formas de mejorar la separación
Ajuste la polaridad y selectividad de la fase móvil: Fase normal: se utiliza alcano saturado como disolvente básico y se añaden éter dietílico, diclorometano, cloroformo, etc. para ajustar la polaridad. Fase inversa: agua como disolvente básico, añadir metanol, acetonitrilo, tetrahidrofurano.
Agregar modificador
Método de elución
Elución isocrática: polaridad de la fase móvil, fuerza iónica, pH constante Adecuado para analizar una pequeña cantidad de componentes y poca diferencia en las propiedades de los componentes. No apto para muestras complejas con amplio rango de polaridad y muchos componentes.
Elución en gradiente: el programa cambia la composición de la fase móvil Adecuado para analizar muestras complejas con muchos componentes y grandes diferencias de polaridad Desventajas: desviación de la línea base, reproducibilidad reducida
Selección de condiciones de análisis de HPLC.
cromatografía de gases
Descripción general
Principio: La separación se logra utilizando diferencias en el punto de ebullición, la polaridad y las propiedades de adsorción de las sustancias.
Clasificación
Fase estacionaria
Cromatografía gas-sólido GSC
Cromatografía gas-líquidoGLC
principio
cromatografía de adsorción
Cromatograma de partición
columna
completar el cromatograma
cromatografía en columna capilar
usar
cromatografía analítica
cromatografía preparativa
Características
Alta selectividad
Alta sensibilidad: análisis de trazas
Alta eficiencia de columna
Análisis rápido
Amplia gama de aplicaciones
Ventajas: Puede separar mezclas y realizar análisis cuantitativos y cualitativos.
limitación
Sin muestras puras, es imposible realizar análisis cualitativos y cuantitativos de sustancias desconocidas.
No apto para sustancias con alto punto de ebullición, mala estabilidad térmica, corrosividad y alta reactividad.
Estructura básica del cromatógrafo.
Sistema de aire
Gas portador: hidrógeno de alta pureza, nitrógeno, helio y aire.
Dispositivo de purificación
caudal constante
Sistema de muestreo
Dispositivo de muestreo y cámara de vaporización.
Método de inyección
inyección directa
Líquido: Microjeringa
Gas: válvula de inyección de gas
Inyección en el orificio superior
Sistema de separación (corazón)
columna
Horno de columna
Sistema de detección (ojos)
Sistema de control de temperatura
Afecta directamente la selectividad, la eficiencia de separación, la sensibilidad del detector y la estabilidad de la columna cromatográfica.
Cámara de vaporización: garantiza la vaporización instantánea de muestras líquidas
Cámara del detector: garantiza que los componentes separados no se condensen al pasar
Cámara de columna cromatográfica: controla con precisión la temperatura requerida para la separación
Sistema de procesamiento de datos (registrador, integrador, estación de trabajo de cromatografía)
columna
Fase estacionaria
Fase estacionaria sólida (adsorbente sólido, cromatografía de adsorción gas-sólido)
adsorbente
Gel de sílice (fuertemente polar)
Óxido de aluminio (polaridad media)
Carbón activado, negro de carbón grafitado (no polar)
Tamiz molecular (adsorbente especial fuertemente polar)
Microesferas porosas de polímero GDX
La fase estacionaria más utilizada en GC.
Puede usarse directamente (adsorción), puede usarse como portador para aplicar fijador (mecanismo de distribución)
fase estacionaria unida químicamente
El gel de sílice es la matriz y los grupos hidroxilo de silicona están unidos químicamente con reactivos orgánicos.
Más utilizado en HPLC
Fase estacionaria líquida (solución estacionaria portadora, cromatografía de distribución gas-líquido)
fijador
requerimientos básicos
La presión de vapor debe ser baja y la estabilidad térmica y química debe ser buena.
Cuando la temperatura de funcionamiento sea superior a la temperatura mínima de funcionamiento del fijador, estará en estado líquido.
No hay pérdida ni descomposición cuando la fase estacionaria es inferior a la temperatura máxima de funcionamiento.
No reacciona químicamente con el gas portador, el portador o los componentes.
Alta solubilidad y alta selectividad para cada componente de la muestra (gran diferencia en K)
Puede formar una película líquida uniforme en la superficie del soporte.
Clasificación
clasificación de polaridad relativa
Polaridad relativa P
Clasificación de la estructura química.
La similitud disuelve el principio
Hidrocarburos: alcanos, aromáticos. polaridad débil
Siliconas: varias polaridades
Alcoholes y éteres: altamente polares
Ésteres y poliésteres: polaridad media a fuerte
Nitrilos y éteres de nitrilo: altamente polares
Asignación por constante de selectividad
Elección del fijador
Selección compatible similar
selección de similitud polar
Componentes no polares: fijador no polar (fuerza de dispersión) La columna se descarga en orden de punto de ebullición, descargándose primero el punto de ebullición más bajo y después el punto de ebullición más alto.
Componentes de polaridad media: fijador de polaridad media (poder de dispersión, poder de inducción) Salga de la columna en orden de puntos de ebullición. Si los puntos de ebullición son los mismos, los componentes no polares saldrán primero de la columna.
Componentes fuertemente polares: fase estacionaria fuertemente polar (fuerza de orientación) Las columnas se eliminan en orden de polaridad, eliminando primero las columnas no polares.
Seleccionar según la similitud de los grupos funcionales químicos.
Componentes capaces de formar enlaces de hidrógeno (agua, alcoholes, fenoles, aminas)
Utilice fijadores polares o de enlace de hidrógeno.
Aquellos que tienen menos probabilidades de formar enlaces de hidrógeno fluyen primero, y aquellos que son más fáciles de formar enlaces de hidrógeno salen después.
Seleccione según la diferencia en las propiedades de los componentes.
La diferencia del punto de ebullición es principalmente: líquido estacionario no polar, el punto de ebullición más bajo fluye primero
La principal diferencia es la polaridad: los fijadores polares, los menos polares, salen primero.
Patrón de eflujo de cromatografía de fase normal
Componentes difíciles de separar: fijador mixto
revestimiento mixto, instalación mixta, conexión en serie
preparar fijador
transportador
Partículas inmovilizadas porosas químicamente inertes.
Función: Llevar fijador
Requerir
Gran superficie específica
Químicamente inerte, no absorbente y tiene buena humectabilidad para los fijadores.
Tener cierta resistencia mecánica.
Clasificación
Tipo de diatomita (diatomita calcinada natural)
Portador rojo (tierra de diatomeas y aglutinante calcinado)
Igual que la solución estacionaria no polar, puede separar compuestos no polares o débilmente polares.
Portador blanco (tierra de diatomeas mezclada con 20% de carbonato de sodio y calcinada)
Utilizado para soluciones polares estacionarias y análisis de compuestos polares.
Tipo sin diatomita (portador de flúor, microesferas de vidrio, perlas de polímero)
Tratamiento de la superficie del portador
Se realiza un tratamiento químico antes de su uso para pasivar la superficie, reducir la adsorción, reducir los residuos y mejorar la eficiencia.
Acercarse
Lavado ácido: elimina impurezas inorgánicas y se utiliza para analizar compuestos ácidos y ésteres.
Lavado alcalino: elimina impurezas como alúmina y analiza compuestos alcalinos
Silanización: elimine los grupos silanol de la superficie y analice los componentes que forman fácilmente enlaces de hidrógeno.
Acristalamiento de superficie: protege o inertiza el centro polar de adsorción del soporte para aumentar la resistencia mecánica.
Detector
Tipo de concentración
Detector de conductividad térmica TCD
Base: conductividad térmica (conductividad térmica)
Características: estructura simple, rendimiento estable, buen rendimiento general, sin daños a los componentes, amplio rango lineal
El más extenso y maduro.
Baja sensibilidad y ruido fuerte.
Detector de captura de electrones ECD
Ventajas: Análisis de trazas de compuestos orgánicos electronegativos.
Desventajas: bajo valor de respuesta a alcanos, alquenos y compuestos orgánicos alquinos, rango lineal estrecho, reproducibilidad afectada por las condiciones operativas y la contaminación radiactiva.
Aplicación: Residuos de pesticidas organoclorados
Nota: Selección de gas: gas portador de alta pureza Caudal del gas portador: 40～100ml/min El detector contiene una fuente radiactiva.
tipo de calidad
Detector de ionización de llama de hidrógeno FID
Ventajas: alta sensibilidad, respuesta rápida, amplio rango lineal
Desventajas: solo puede detectar sustancias que contienen C La muestra se destruye durante la prueba y no se puede reciclar.
Nota: Relación de flujo de gas: nitrógeno: hidrógeno: aire = 1:1:10 Detector de masa, cuantificado por el área del pico A.
Detector fotométrico de llama FPD
Aplicación: Detección de trazas de contaminantes atmosféricos (sulfuros), azufre orgánico y residuos de pesticidas organofosforados. Desventajas: rango de línea estrecho
Detector de nitrógeno y fósforo NPD
Aplicación: Detección de pesticidas que contienen nitrógeno y organofosforados.
Clasificación por selectividad de detección.
Tipo universal: TCD
Tipo selectivo: ECD, FID
Actuación
RuidoN
Deriva
Factores que influyen: Estabilidad del detector Pureza y estabilidad del gas portador. Estabilidad de la temperatura de la columna Fluctuaciones de voltaje
Sensibilidad (valor de respuesta, valor de respuesta)
Sensibilidad del detector de concentración Sc
Sensibilidad del detector de masas Sm
Límite de detección de detección (sensibilidad) D
Rango de tipo de línea (estrechamente relacionado con el análisis cuantitativo)
Cuanto más pequeños N y d, mejor será la estabilidad. Cuanto mayor sea la sensibilidad, menor será el límite de detección y mejor será el rendimiento Detector ideal: alta sensibilidad, límite de detección pequeño, respuesta rápida, amplio rango lineal y buena estabilidad
Selección de condición
Condiciones cromatográficas
Selección de fijador
La similitud disuelve el principio
Principales diferencias según las propiedades de los componentes.
Relación (relación de masa de fijador a portador)
Componentes de alto punto de ebullición: portador con pequeña superficie específica, baja proporción de mezcla (1~3%), baja temperatura de columna
Componentes de bajo punto de ebullición: alta proporción (10~25%)
Columna capilar para componentes difíciles de separar
Elección de la longitud de la columna
Principio: Elija una columna lo más corta posible para acortar el tiempo de separación en función del cumplimiento de las condiciones de separación.
Temperatura de la columna
Principio: Mantener la temperatura de la columna lo más baja posible bajo la premisa de una resolución satisfactoria y un tiempo de análisis adecuado.
Alta temperatura de la columna: los componentes se volatilizan rápidamente, la fase gaseosa Dm aumenta, K disminuye, el tiempo de retención es corto, la resolución disminuye, lo que no favorece la separación.
Baja temperatura de la columna: K aumenta, mejorando la selectividad de la fase estacionaria, Dm disminuye y mejora la resolución
Si la temperatura de la columna es demasiado baja, los picos se ampliarán y se retrasará el tiempo de análisis.
Alto punto de ebullición 300~400: la temperatura de la columna es 100~200 inferior que el punto de ebullición Punto de ebullición <300: La temperatura de la columna es inferior al punto de ebullición promedio y está dentro del rango de 50 al punto de ebullición promedio más bajo. Gases, hidrocarburos gaseosos y otras mezclas de bajo punto de ebullición: la temperatura de la columna es igual o superior al punto de ebullición Amplio rango de ebullición, multicomponente: temperatura programada
Aumento de temperatura programado: la temperatura de la columna aumenta de forma lineal o no lineal con el tiempo según un programa preestablecido. Ventajas: mejora el efecto de separación, acorta el ciclo de análisis, mejora la forma del pico y aumenta la sensibilidad de detección
Temperatura de vaporización y temperatura de la cámara de detección.
Temperatura de vaporización: generalmente ligeramente superior al punto de ebullición más alto del componente.
Temperatura de la cámara de detección: 20 a 50 grados mayor que la temperatura de la columna o igual a la temperatura de vaporización
Gas portador y caudal
Consideraciones
Eficiencia de la columna Presión de columna Sensibilidad del detector
Caudal del gas portador: generalmente 20~80 ml/min
Volumen de inyección
Cuanto mayor sea el volumen de inyección, más amplio será el pico cromatográfico y la deformación y las colas afectarán la separación. El volumen de inyección es demasiado pequeño y el detector no es lo suficientemente sensible como para producir picos.
Volumen de inyección máximo permitido: gas 0,5 ~ 3 ml, líquido 0,1 ~ 0,2 microlitros
Requisitos de inyección: velocidad rápida, período de tiempo.
Métodos de análisis cualitativos y cuantitativos (GC, HPLC)
Analisis cualitativo
Valor reservado r
método de comparación de materia conocida
Tiempo de retención cualitativo
Método de aumento de la altura del pico de sustancia conocida
Método cualitativo del valor retenido relativo
Instrumentación cualitativa
Análisis cuantitativo
Cálculo de factores de corrección.
método estándar externo
método de curva estándar
método de marca externa de un punto
método de apariencia de dos puntos
Desventajas: el volumen de inyección debe ser preciso y consistente, y las condiciones de operación deben ser estables.
método estándar interno
método del factor de corrección
método de curva estándar
Método estándar interno (cuando se desconoce el factor de corrección)
Desventajas: altos requisitos de preparación de muestras, búsqueda problemática de estándares internos
método de normalización
Desventajas: cada componente tiene que alcanzar su punto máximo y se debe conocer el factor de corrección del componente.