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chromatographie
La chromatographie chimique analytique comprend principalement la chromatographie liquide classique, la chromatographie liquide haute performance, la chromatographie en phase gazeuse, les méthodes d'analyse qualitatives et quantitatives, etc.
Modifié à 2024-01-19 17:01:40
- Cent ans de solitude - Tableau des relations entre les personnages
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
- Cent ans de solitude - Tableau des relations entre les personnages
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
- Modèle de processus de gestion de projet
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
chromatographie
- Cent ans de solitude - Tableau des relations entre les personnages
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
- Cent ans de solitude - Tableau des relations entre les personnages
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
- Modèle de processus de gestion de projet
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
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chromatographie
Introduction
L'essence de la chromatographie : les substances ont des coefficients de distribution différents dans les deux phases, et elles sont distribuées à plusieurs reprises dans les deux phases pour atteindre l'objectif de séparation les unes des autres.
le terme
Pic chromatographique
Le nombre de pics chromatographiques détermine le nombre minimum de composants
ligne de base
Hauteur du pic
Surface de pointe
Analyse quantitative
Largeur chromatographique
facteur de queue
garde du temps
temps
Temps mort tM
Le temps requis entre l'injection et le pic maximum pour les composants qui ne sont pas absorbés ou dissous par la phase stationnaire.
La vitesse d'écoulement est similaire à la vitesse d'écoulement de la phase mobile
Calculer la vitesse linéaire moyenne de la phase mobile
garde du temps
Dans les mêmes conditions chromatographiques, le même composant a le même temps de rétention
Ajuster le temps de rétention
Temps de rétention d'un composant moins temps mort
Temps de rétention des composants en phase stationnaire
Volume de rétention : Le volume de phase mobile nécessaire pour retirer un composant du chromatographe
volume mort
volume de rétention
Ajuster le volume de rétention
valeur de rétention relative
Paramètres d'analyse qualitative chromatographique
Cela est uniquement lié à la température de la colonne et à la phase stationnaire et n'a rien à voir avec le diamètre de la colonne, la longueur de la colonne et le débit de la phase mobile.
Analyse qualitative
Évaluation de l'adaptabilité du système
Classification
L'état des deux phases
Chromatographie liquide
chromatographie liquide-solide
chromatographie liquide-liquide
Chromatographie des gaz
Chromatographie gaz-solide
Chromatographie gaz-liquide
chromatographie en fluide supercritique
Mécanisme de séparation
Chromatographie d'adsorption : les composants ont des capacités d'adsorption différentes sur la phase stationnaire
Chromatographie de distribution : les composants ont des solubilités (coefficients de partage) différentes dans la solution stationnaire
Chromatographie d'échange d'ions : les composants ont des affinités différentes sur les échangeurs d'ions
Chromatographie d'exclusion de taille : perméation sélective de molécules de différentes tailles dans une phase stationnaire poreuse
Chromatographie d'affinité : Séparation de différents composants ayant une affinité spécifique élevée pour la phase stationnaire (molécules solidifiées) (couramment utilisée pour la séparation des protéines)
Formulaire d'opération
chromatographie sur colonne
chromatographie sur colonne garnie
chromatographie sur colonne capillaire
chromatographie planaire
PC
CCM
Chromatographie sur couche mince polymère
Différents instruments sont utilisés
Chromatographie classique : chromatographie sur colonne, CCM
Chromatographie moderne : GC, HPLC, SFC, CE
Avantages : haute sélectivité, haute efficacité, haute sensibilité, vitesse d'analyse rapide, large gamme d'applications
Inconvénients : faible spécificité qualitative pour l'analyse de substances inconnues
Chromatographie liquide classique
Aperçu
Chromatographie sur colonne classique : transport gravitaire de phase mobile ; chromatographie planaire : transport capillaire de phase mobile ;
Comparer
Chromatographie liquide classique
Les particules de phase stationnaire sont plus grosses et inégales
Transporter la phase mobile sous pression normale
Faible efficacité de séparation et faible sensibilité
Équipement simple, opération facile, grande capacité de chargement d'échantillons
Classification
Chromatographie sur colonne liquide classique : équipement simple et grande capacité de chargement d’échantillons
Chromatographie sur couche mince : équipement simple, intuitif, rapide et sensible, haute résolution
Chromatographie sur papier : efficace pour séparer les composés hautement polaires
chromatographie liquide moderne
Les particules de phase stationnaire sont petites et uniformes
Livrer une phase mobile sous haute pression
Efficacité de séparation élevée et sensibilité élevée
Nécessite des instruments spéciaux et est plus cher
chromatographie d'adsorption
Adsorbant comme phase stationnaire
Adsorption : Phénomène de concentration de solutés à la surface de substances solides
Structure adsorbante : matériau poreux avec de nombreux centres d'adsorption en surface
Adsorbants couramment utilisés et leurs propriétés
Adsorbants couramment utilisés
Gel de silice
structure
Structure réticulée silicium-oxygène poreuse interne Externe - groupe silanol, centre d'adsorption actif
Caractéristiques : Faiblement acide, sépare les substances acides et neutres (acides organiques, phénols, aldéhydes, acides aminés, etc.)
Activité : liée à la teneur en eau
L'eau liée > 17 % réduit la capacité d'adsorption
105 ~ 110 degrés Celsius, peut être retiré en 30 minutes environ
Il existe deux formes de groupes silanol : le groupe hydroxyle libre et le groupe hydroxyle lié.
Chauffer à 200 degrés
Structure éther silylique : apolaire, perd son activité chromatographique
Alumine
Alumine basique (ph9~10) : séparation des substances alcalines et neutres
Alumine neutre (ph7,5) : largement utilisée pour séparer les alcaloïdes, les huiles volatiles, les terpènes, les stéroïdes, les anthraquinones et les substances instables dans les acides et les bases
Alumine acide (ph 4 ~ 5) : composés acides et substances relativement stables
Activité adsorbante
lié à la teneur en humidité
Plus la teneur en eau est élevée, plus l'activité d'adsorption est faible, plus la force d'adsorption est faible et plus le niveau d'activité est élevé.
Plus la teneur en eau est faible, plus l'activité d'adsorption est élevée, plus la force d'adsorption est forte et plus le niveau d'activité est faible.
Relation entre la teneur en humidité et le niveau d'activité du gel de silice et de l'alumine
Activation : processus de chauffage visant à éliminer l'humidité à une certaine température afin d'améliorer son activité.
Désactivation : Ajouter une certaine quantité d'eau pour réduire son activité
Essayez d'utiliser des adsorbants du même numéro de lot et traités par la même méthode.
Fondamental
La cause de l'adsorption
L'adsorption ne se produit qu'à l'interface biphasique
Raison : La force exercée sur les molécules à la surface de l'adsorbant est déséquilibrée. Lorsqu'il y a une gravité résiduelle de l'intérieur, les molécules à l'extérieur de l'interface sont attirées vers l'interface.
À mesure que la surface de l'adsorbant augmente, la capacité d'adsorption augmente ; plus la surface spécifique de l'adsorbant est grande, plus la capacité d'adsorption est forte.
équilibre d'adsorption
L'adsorption est l'interaction entre l'adsorbant, le soluté et le solvant.
Protocole d'élution : processus d'adsorption compétitive entre les molécules d'éluant et les molécules de soluté adsorbées, équilibre dynamique d'adsorption-désorption
Constante d'équilibre d'adsorption K
K est grand, l'adsorption est ferme, les molécules de soluté restent longtemps en phase stationnaire et se déplacent lentement.
K=0, les molécules de soluté ne sont pas adsorbées par la phase stationnaire et s'écoulent rapidement avec la phase mobile.
Plus la différence de K est grande, plus il est facile pour les composants de se séparer les uns des autres.
isotherme d'adsorption
A une certaine température, après avoir atteint l'équilibre d'adsorption, la concentration du composant dans la phase stationnaire est en ordonnée et la concentration du composant dans la phase mobile est en abscisse.
Style de ligne : idéal
Non linéaire (situation réelle) Raison : Inhomogénéité de la surface solide adsorbante
Forme convexe : pic arrière
Concave : pointe du bord d'attaque
Contrôlez la quantité de soluté et essayez de la maintenir dans la plage linéaire
Sélection des conditions chromatographiques (adsorbant et phase mobile)
Considérations
Polarité des composants du mélange (facteur décisif)
L'activité d'adsorption de la phase stationnaire
La force de l'effet d'élution de l'éluant (phase mobile)
Élution : L'essence est le processus dans lequel les molécules de la phase mobile et les molécules de la substance séparée entrent en compétition pour occuper le centre d'adsorption actif à la surface de l'adsorbant.
Phase mobile fortement polaire, forte capacité à occuper le centre d'adsorption et fort effet d'élution
Phase mobile faiblement polaire, faible capacité à occuper le centre de l'adsorbant et faible effet d'élution
La polarité des composants à séparer
Règle générale : plus la polarité est grande, plus l'adsorption est forte
Non polaire : hydrocarbures saturés Le noyau de base est le même, plus le substituant est polaire, plus la polarité de la molécule est forte ; plus le nombre de substituants polaires est grand, plus la polarité de la molécule est forte.
Plus il y a de doubles liaisons, plus la capacité d’adsorption est forte
La disposition spatiale des substituants dans la molécule affecte également
Polarité (capacité d'adsorption) des composés courants : Alcanes < Alcènes < Éthers < Composés nitro < Diméthylamine < Esters < Cétones < Aldéhydes < Amine < Amides < Alcools < Phénol < Acides carboxyliques
La polarité relative du mélange séparé
Gamme de tailles polaires pour tous les composants
peut être estimé par la polarité relative du solvant d'extraction
La polarité de l'éluant
Plus la polarité est grande, plus la capacité d'élution est forte, plus le K est petit, plus le temps de rétention est court.
Ordre polaire (du plus petit au plus grand) : éther de pétrole, cyclohexane, disulfure de carbone, trichloroéthane, benzène, toluène, chlorure de méthylène, chloroforme, éther diéthylique, acétate d'éthyle, acétone, n-butanol, propanol, éthanol, méthanol, pyridine, acide
Principes de sélection S et M
fonctionner
CCM
le terme
origine
Développer
agent de développement
frontière des agents de développement
Taches : taches formées après que l'échantillon a été étalé et séparé sur une plaque à couche mince
CCM
chromatographie sur couche mince d'adsorption
Caractéristiques
Temps d'expansion court
Forte capacité de séparation
haute sensibilité
Développement des couleurs pratique
L'instrument est simple et facile à utiliser
Peut séparer de grandes quantités d’échantillons ainsi que de petites quantités d’échantillons
Opération (Notes de chimie de la médecine chinoise)
Fabrication de planches (sans adhésif, activation de terrasse)
Repérage
Développer
Vérifier
Sélection et activation de stratifiés minces
Spécifications courantes des panneaux de silicone
Adhésif à base de silicone pour plâtre contenant du G Silicone H - sans adhésif Le gel de silice F254 contient un agent fluorescent, émet de la lumière sous une lumière UV de 254 nm. Le gel de silice F365 contient un agent fluorescent, émet de la lumière sous une lumière UV de 365 nm.
Repérage
Spotter : capillaire quantitatif
Volume de repérage : rond ; diamètre : 2 ~ 4 mm.
Position de repérage : 10 ~ 15 mm du bord inférieur, distance entre les spots > 8 nm
Remarque : évitez les taches multiples et n'endommagez pas la surface de la fine couche lors du repérage.
Développer
Cylindre de chromatographie à double cuve
Précautions
Présaturation, le but de la présaturation
L'agent de développement ne doit pas être immergé dans l'extrémité inférieure de la couche mince sur plus de 0,5 cm et ne doit pas être immergé au-delà de l'origine.
S'étendre vers le haut de 8 à 15 cm
Méthode d'expansion bidirectionnelle
Effet de bord : Pour des spots d'une même substance, après dépliage, le rapport des spots en bord de la couche mince est supérieur au rapport de transplantation dans la zone centrale (forme concave)
Raison : La vapeur de solvant dans le cylindre chromatographique n’a pas atteint la saturation avant le développement et le taux d’évaporation de l’agent de développement est différent entre les deux côtés de la plaque à couche mince et la partie médiane.
Façons de réduire les effets de bord
Utilisez un cylindre d'expansion plus petit pour pré-saturer Coller une bande de papier filtre imbibé de révélateur sur la paroi intérieure du vase d'expansion. Si vous utilisez une planche étroite en couche mince de 3 cm, cliquez seulement sur 2 à 3 points.
Détection de taches
Méthode de détection optique
Composés colorés : ciblage direct Sous la lumière UV Chromatographie de fluorescence : apparition de taches sombres
méthode colorimétrique réelle
Développement de la couleur en spray Développement des couleurs par trempage Méthode de détection de vapeur
Analyse qualitative et quantitative
Analyse qualitative : Transplantation Rf0,2～0,8
calculer
facteurs affectant la transplantation
La nature de l'adsorbant, la polarité et la solubilité de l'agent révélateur
épaisseur de couche mince
distance de propagation
Augmenter la saturation de la vapeur
Montant du repérage
La teneur en humidité de chaque partie de la couche mince est incohérente
température et humidité relative
transplantation relative
Analyse quantitative (rarement utilisée)
Comparaison visuelle des couleurs méthode d'élution numérisation en couche mince
R.
Termes communs
Adsorption adsorbant Solvant Solvant d'élution : éluant Eluant : le liquide qui sort de l'extrémité d'une colonne chromatographique Élution : processus de passage d'une phase mobile à travers une colonne chromatographique
Opération en cours
Préparation, ajout d'échantillon (chargement), élution, détection
Chromatographie sur colonne d'adsorption
Préparation de la colonne
Cylindre : verre, quartz, nylon Diamètre intérieur/longueur de colonne diamètre des particules de phase stationnaire Dosage phase stationnaire : alumine (20 à 50 fois le dosage de l'échantillon) Gel de silice (30 à 60 fois le poids de l'échantillon)
Exigences de remplissage : uniforme, sans bulles
Remplissage à sec
Remplissage humide
Ajouter un échantillon : lorsque l'éluant s'écoule jusqu'à ce qu'il soit égal à la surface de la colonne, vous pouvez ajouter l'échantillon.
Dosage humide et sec
Élution : élution isocratique et gradient L'éluant doit être ajouté en continu pour maintenir un certain niveau de liquide.
Vérifier
HPLC
Aperçu
Basée sur la chromatographie en phase liquide classique, la théorie et la technologie de la GC sont introduites, en utilisant une pompe à liquide élevée, une phase stationnaire à haut rendement et un détecteur à haute sensibilité.
Par rapport
phase mobile
GC : Gaz inerte, quelques types HPLC : liquide, nombreux types, large gamme de choix
État stationnaire
GC : porteur➕fixateur HPLC : phase stationnaire chimiquement liée
Champ d'application
GC : convient aux substances volatiles, thermiquement stables, représentant 15 à 20 % de matière organique HPLC : substances solubles dans les solvants et détectables
Chromatographie en phase liquide à haute performance
Système de perfusion haute pression Système d'échantillonnage Système de séparation chromatographique Systèmes de détection Systèmes d'enregistrement et de traitement des données
Système de perfusion
Prétraitement phase mobile : élimination des impuretés, dégazage
Dangers des gaz en phase mobile
Le gaz forme des bulles, provoquant des fluctuations de pression
Affecte la stabilité de la ligne de base
Oxygène dissous : provoque une extinction de la fluorescence, une oxydation des composants et une réaction avec la phase stationnaire pour provoquer une dégradation.
Méthodes de dégazage : dégazage par vibration ultrasonique (couramment utilisé), dégazage sous vide, dégazage par reflux de chauffage, etc.
Pompe à perfusion haute pression (noyau)
Pompe à débit constant (pompe alternative à piston couramment utilisée) : petit volume, facile à nettoyer et à changer la phase mobile, adaptée à l'élution par gradient
Pompe à pression constante
dispositif d'élution par gradient
Élution isocratique : la composition de la phase mobile reste constante
Élution par gradient : les composants de la phase mobile changent avec le programme
Gradient haute pression (deux pompes à perfusion), haute précision, coûteux, taux de défaillance élevé
Faible gradient de pression : faible coût, facile à utiliser, sujet aux bulles
Système d'échantillonnage
Vanne d'injection à six voies
Méthode d'injection
Injection à valve complète
Injection sans valve pleine
Système de séparation chromatographique
Colonne de garde : empêche les particules insolubles de l'échantillon de pénétrer dans la colonne analytique et intercepte les composants fortement retenus sur la pré-colonne
Colonne chromatographique : La direction de la phase mobile lors de l'utilisation doit être cohérente avec la direction de la flèche sur la colonne.
Four à colonne
Évaluation des colonnes
Échantillons courants et conditions de fonctionnement
Colonne de gel de silice : échantillon (benzène, naphtalène, biphényle, phénanthrène) Phase mobile : n-hexane
Colonne à liaison alkyle : l'échantillon est le même que celui de la colonne de gel de silice Phase mobile : méthanol-eau (83:17)
Test d'adaptabilité du système de chromatographie
Nombre de plateaux théoriques n
RésolutionR
Facteur de queue T
RépétabilitéRSD
Systèmes de détection
Universel
Détecteur de diffusion de lumière par évaporation ELSD
Sucres, acides gras supérieurs, saponines
Détecteur d'indice de réfraction RID
Sélectivité
détecteur UVUVD
Le plus largement utilisé
Avantages : haute sensibilité, large plage linéaire, aucun dommage aux échantillons, insensible aux fluctuations de température et de débit, et peut être utilisé pour l'élution par gradient
Inconvénients : Ne convient pas aux échantillons qui n’absorbent pas la lumière ultraviolette. La phase mobile est sélective (la longueur d’onde de coupure est plus petite que la longueur d’onde de détection de l’échantillon).
Catégorie : Détecteur de longueur d'onde variable Détecteur à réseau de photodiodes (PDAD) : multicanal, obtient un spectre tridimensionnel chromatographique-spectral
Détecteur de fluorescence FD
enzymes, stéroïdes, vitamines, acides aminés
Principaux types de méthodes HPLC et leurs principes
Chromatographie d'adsorption liquide-solide LSC
Mécanisme de distribution : différence de polarité
Convient aux composants liposolubles de poids moléculaire relatif moyen, aux isomères
Ordre de sortie : les composants avec moins de polarité sortent en premier
LLC (chromatographie de partage liquide-liquide)
Mécanisme de séparation : les composants ont des solubilités différentes dans les deux phases
Phase stationnaire : solution porteur➕stationnaire Phase chimiquement liée : résoudre le problème de la perte de fixateur
Classification par chromatographie de partage
Chromatographie en phase normaleNPLC Polarité phase stationnaire>Polarité phase mobile Sépare les composés polaires à modérément polaires
Chromatographie en phase inverséeRPLC Chromatographie en phase stationnaire <polarité de la phase mobile Composés apolaires à modérément polaires
Chromatographie par échange d'ionsIEC
Phase stationnaire : échangeur d'ions Phase mobile : solution tampon Principe : Les forces entre les ions et les groupes échangeurs d'ions sont différentes Application : acides aminés, acides nucléiques, etc.
Chromatographie d'exclusion de taille SEC
Phase stationnaire : gel (avec une certaine taille de distribution d'espace) Phase mobile : peut dissoudre l’échantillon, mouiller la phase stationnaire et a une faible viscosité Principe de séparation : taille moléculaire Les petites molécules éluent le plus lentement, tandis que les grosses molécules sont exclues et éluent le plus rapidement. Macromolécules séparées
phase stationnaire et phase mobile
État stationnaire
Gel de silice
Catégorie : Gel de silice poreux de surface Gel de silice entièrement poreux : la forme sphérique peut être utilisée comme support de phase de liaison Billes de silice empilées (idéales pour les charges à haute efficacité) Application : Composés moléculaires polaires à faiblement polaires
phase de liaison chimique
Avantages : Aucune perte de phase stationnaire Propriétés chimiques stables Efficacité élevée de la colonne Grande capacité de chargement d’échantillons Convient pour l'élution par gradient
Classification
type de transporteur
Support de gel de silice
Le plus largement utilisé
Principe : Distribution, adsorption
Etanchéité d'extrémité : triméthylchlorosilane Objectif : Réduire l’adsorption, réduire les résidus et augmenter la stabilité
pH de la phase mobile : 2～8 Moins de 2, les liaisons chimiques sont hydrolysées et tombent Supérieur à 8, le gel de silice porteur est dissous
Support sans gel de silice
groupe fonctionnel
Non polaire : chromatographie en phase inversée
Chromatographie en phase inverséeRPLC Chromatographie en phase stationnaire <polarité de la phase mobile Composés apolaires à modérément polaires
Groupe : groupe d'hydrocarbures non polaires
Couramment utilisé : phase liée octadécyle ODS ou C18
Principe de séparation : théorie solvophobe
Valeur réservée
Structure moléculaire des composants : plus la polarité est faible, plus l'hydrophobie est forte et plus la valeur de rétention est élevée.
Plus la surface de contact avec la phase stationnaire à liaison alkyle est grande, plus la valeur de rétention est élevée.
Effet de la phase stationnaire liée à l'alkyle
Le nombre de groupes alkyles détermine directement le facteur de capacité k Plus la chaîne carbonée est longue, plus l'hydrophobie, la valeur de rétention et la sélectivité de séparation sont grandes.
Effet de la phase mobile
Plus la tension superficielle de la phase mobile est élevée, plus la polarité est forte, plus la force d'élution est faible et plus la valeur de rétention est élevée.
Faible polarité
Groupe : groupe éther, phase liée au groupe glycol
Chromatographie en phase normale ou en phase inversée
Polarité : chromatographie en phase normale
Chromatographie en phase normaleNPLC Polarité phase stationnaire>Polarité phase mobile Sépare les composés polaires à modérément polaires
Groupe : Phase liée amino (fortement polaire) Phase liée cyano (polarité moyenne)
Échange d'ion
phase mobile
Exigences : grande pureté, bonne inertie chimique Pour correspondre au détecteur Solubilité appropriée pour l'échantillon Avoir une viscosité plus faible, un point d'ébullition suffisamment bas et une pureté élevée faible toxicité
polarité
Capacité d'élution Chromatographie en phase normale : plus la polarité est grande, plus la capacité d'élution est grande Chromatographie en phase inversée : plus la polarité est grande, plus la capacité d'élution est faible.
Façons d’améliorer la séparation
Ajustez la polarité et la sélectivité de la phase mobile : Phase normale : un alcane saturé est utilisé comme solvant basique, et de l'éther diéthylique, du dichlorométhane, du chloroforme, etc. sont ajoutés pour ajuster la polarité. Phase inverse : eau comme solvant basique, ajouter du méthanol, de l'acétonitrile, du tétrahydrofurane
Ajouter un modificateur
Méthode d'élution
Élution isocratique : polarité de la phase mobile, force ionique, pH constant Convient à l'analyse d'un petit nombre de composants et peu de différences dans les propriétés des composants Ne convient pas aux échantillons complexes avec une large plage de polarité et de nombreux composants
Élution par gradient : la composition de la phase mobile est modifiée par le programme Convient à l'analyse d'échantillons complexes comportant de nombreux composants et de grandes différences de polarité Inconvénients : dérive de la ligne de base, reproductibilité réduite
Sélection des conditions d'analyse HPLC
chromatographie des gaz
Aperçu
Principe : La séparation est obtenue en utilisant les différences de point d'ébullition, de polarité et de propriétés d'adsorption des substances.
Classification
État stationnaire
Chromatographie gaz-solide CGC
Chromatographie gaz-liquideGLC
principe
chromatographie d'adsorption
Chromatogramme de partage
colonne
remplir le chromatogramme
chromatographie sur colonne capillaire
utiliser
chromatographie analytique
chromatographie préparative
Caractéristiques
Haute sélectivité
Haute sensibilité : analyse des traces
Efficacité élevée de la colonne
Analyse rapide
Large gamme d'applications
Avantages : Peut séparer les mélanges et effectuer des analyses quantitatives et qualitatives
limitation
Sans échantillons purs, il est impossible de réaliser des analyses qualitatives et quantitatives de substances inconnues.
Ne convient pas aux substances ayant un point d'ébullition élevé, une mauvaise stabilité thermique, une corrosivité et une réactivité élevée.
Structure de base du chromatographe
Système d'air
Gaz vecteur : hydrogène de haute pureté, azote, hélium, air
Appareil d'épuration
débit constant
Système d'échantillonnage
Dispositif de prélèvement et chambre de vaporisation
Méthode d'injection
injection directe
Liquide : Microseringue
Gaz : vanne d'injection de gaz
Injection dans le trou supérieur
Système de séparation (cœur)
colonne
Four à colonne
Système de détection (yeux)
Système de contrôle de la température
Affecte directement la sélectivité, l'efficacité de la séparation, la sensibilité du détecteur et la stabilité de la colonne chromatographique
Chambre de vaporisation : assure une vaporisation instantanée des échantillons liquides
Chambre de détection : garantit que les composants séparés ne sont pas condensés lors du passage
Chambre à colonne chromatographique : contrôle avec précision la température requise pour la séparation
Système de traitement de données (enregistreur, intégrateur, poste de chromatographie)
colonne
État stationnaire
Phase stationnaire solide (adsorbant solide, chromatographie d'adsorption gaz-solide)
adsorbant
Gel de silice (fortement polaire)
Oxyde d'aluminium (polarité moyenne)
Charbon actif, noir de carbone graphité (non polaire)
Tamis moléculaire (adsorbant spécial fortement polaire)
Microsphères poreuses polymères GDX
La phase stationnaire la plus utilisée en GC
Peut être utilisé directement (adsorption), peut être utilisé comme support pour appliquer le fixateur (mécanisme de distribution)
phase stationnaire chimiquement liée
Le gel de silice constitue la matrice et les groupes hydroxyle de silicone sont liés chimiquement à des réactifs organiques.
Plus largement utilisé en HPLC
Phase stationnaire liquide (solution stationnaire porteuse, chromatographie de distribution gaz-liquide)
fixateur
exigences de base
La pression de vapeur doit être faible et la stabilité thermique et chimique doit être bonne.
Lorsque la température de fonctionnement est supérieure à la température minimale de fonctionnement du fixateur, celui-ci sera à l'état liquide
Aucune perte ni décomposition lorsque la phase stationnaire est inférieure à la température maximale de fonctionnement.
Ne réagit pas chimiquement avec le gaz vecteur, le vecteur ou les composants
Haute solubilité et haute sélectivité pour chaque composant de l'échantillon (grande différence de K)
Peut former un film liquide uniforme sur la surface du support
Classification
classification de polarité relative
Polarité relative P
Classification des structures chimiques
La similarité dissout le principe
Hydrocarbures : alcanes, aromatiques. Faible polarité
Silicones : différentes polarités
Alcools et éthers : très polaires
Esters et polyesters : polarité moyenne à forte
Nitriles et éthers de nitrile : hautement polaires
Affectation par constante de sélectivité
Choix du fixateur
Sélection compatible similaire
sélection de similarité polaire
Composants apolaires : fixateur apolaire (force de dispersion) La colonne est déchargée par ordre de point d'ébullition, le point d'ébullition inférieur étant déchargé en premier et le point d'ébullition supérieur étant déchargé ensuite.
Composants de polarité moyenne : fixateur de polarité moyenne (pouvoir de dispersion, pouvoir d'induction) Quittez la colonne par ordre de points d'ébullition. Si les points d'ébullition sont les mêmes, les composants non polaires quitteront la colonne en premier.
Composants fortement polaires : phase stationnaire fortement polaire (force d'orientation) Les colonnes sont supprimées par ordre de polarité, les colonnes non polaires étant supprimées en premier.
Sélectionner en fonction de la similarité des groupes fonctionnels chimiques
Composants capables de former des liaisons hydrogène (eau, alcools, phénols, amines)
Utiliser des fixateurs polaires ou à liaison hydrogène
Ceux qui sont moins susceptibles de former des liaisons hydrogène s’écoulent en premier, et ceux qui sont plus faciles à former des liaisons hydrogène s’écoulent plus tard.
Sélectionnez en fonction de la différence dans les propriétés des composants
La différence de point d'ébullition est principalement la suivante : liquide stationnaire non polaire, le point d'ébullition inférieur s'écoule en premier
La principale différence est la polarité : les fixateurs polaires, les moins polaires, s'écoulent en premier.
Modèle d'efflux de chromatographie en phase normale
Composants difficiles à séparer : fixateur mixte
revêtement mixte, installation mixte, connexion en série
Préparer le fixateur
transporteur
Particules immobilisées poreuses chimiquement inertes
Fonction : transport de fixateur
Exiger
Grande surface spécifique
Chimiquement inerte, non adsorbant et bonne mouillabilité aux fixateurs
Avoir une certaine résistance mécanique
Classification
Type de diatomite (diatomite calcinée naturelle)
Support rouge (terre de diatomées et liant calcinés)
Identique à une solution stationnaire apolaire, peut séparer les composés apolaires ou faiblement polaires
Support blanc (terre de diatomées mélangée à 20 % de carbonate de sodium et calcinée)
Utilisé pour les solutions stationnaires polaires et l'analyse des composés polaires
Type sans diatomite (support de fluor, microsphères de verre, billes de polymère)
Traitement de surface du support
Un traitement chimique est effectué avant utilisation pour passiver la surface, réduire l'adsorption, réduire les résidus et améliorer l'efficacité.
Approche
Lavage acide : élimine les impuretés inorganiques et est utilisé pour analyser les composés acides et esters
Lavage alcalin : éliminer les impuretés comme l'alumine et analyser les composés alcalins
Silanisation : élimine les groupes silanol de surface et analyse les composants qui forment facilement des liaisons hydrogène
Vitrage de surface : protège ou inerte le centre polaire d'adsorption du support pour augmenter la résistance mécanique
Détecteur
Type de concentration
Détecteur de conductivité thermique TCD
Base : conductivité thermique (conductivité thermique)
Caractéristiques : structure simple, performances stables, bonnes performances générales, aucun dommage aux composants, large plage linéaire
Le plus étendu et le plus mature
Faible sensibilité et bruit fort
Détecteur de capture d'électrons ECD
Avantages : Analyse de traces de composés organiques électronégatifs
Inconvénients : Faible valeur de réponse aux alcanes, alcènes et composés organiques alcynes, plage linéaire étroite, reproductibilité affectée par les conditions de fonctionnement et la contamination radioactive.
Application : Résidus de pesticides organochlorés
Remarque : Sélection du gaz : gaz vecteur de haute pureté Débit de gaz porteur : 40 ～ 100 ml/min Le détecteur contient une source radioactive
type de qualité
Détecteur à ionisation de flamme d'hydrogène FID
Avantages : haute sensibilité, réponse rapide, large plage linéaire
Inconvénients : ne peut détecter que les substances contenant du C L'échantillon est détruit lors des tests et ne peut pas être recyclé.
Remarque : Rapport de débit de gaz : azote : hydrogène : air = 1:1:10 Détecteur de masse, quantifié par la zone de pic A
Détecteur photométrique de flamme FPD
Application : détection de traces de polluants atmosphériques (sulfures), de soufre organique et de résidus de pesticides organophosphorés Inconvénients : plage de lignes étroite
Détecteur d'azote et de phosphore NPD
Application : Détection de pesticides azotés et organophosphorés
Classification par sélectivité de détection
Type universel : TCD.
Type sélectif : ECD, FID
Performance
BruitN
Dérive
Facteurs d'influence : stabilité du détecteur Pureté et stabilité du gaz vecteur Stabilité de la température de la colonne Fluctuations de tension
Sensibilité (valeur de réponse, valeur de réponse)
Sensibilité du détecteur de concentration Sc
Sensibilité du détecteur de masse Sm
Limite de détection de détection (sensibilité) D
Plage de types de ligne (étroitement liée à l'analyse quantitative)
Plus N et d sont petits, meilleure est la stabilité Plus la sensibilité est élevée, plus la limite de détection est petite et meilleures sont les performances Détecteur idéal : haute sensibilité, petite limite de détection, réponse rapide, large plage linéaire et bonne stabilité
Sélection des conditions
Conditions chromatographiques
Sélection du fixateur
La similarité dissout le principe
Principales différences selon les propriétés des composants
Rapport (rapport de masse du fixateur au support)
Composants à point d'ébullition élevé : support avec une petite surface spécifique, faible rapport de mélange (1 ~ 3 %), basse température de colonne
Composants à faible point d'ébullition : proportion élevée (10 ~ 25 %)
Colonne capillaire pour composants difficiles à séparer
Choix de la longueur de la colonne
Principe : Choisir une colonne la plus courte possible pour raccourcir le temps de séparation en fonction du respect des conditions de séparation.
Température de la colonne
Principe : Maintenir la température de la colonne aussi basse que possible dans le but d'obtenir une résolution satisfaisante et un temps d'analyse approprié.
Température de colonne élevée : les composants se volatilisent rapidement, la phase gazeuse Dm augmente, K diminue, le temps de rétention est court, la résolution diminue, ce qui n'est pas propice à la séparation.
Faible température de colonne : K augmente, améliorant la sélectivité de la phase stationnaire, Dm diminue et la résolution s'améliore
Si la température de la colonne est trop basse, les pics seront élargis et le temps d'analyse sera retardé.
Point d'ébullition élevé 300 ~ 400 : la température de la colonne est inférieure de 100 ~ 200 au point d'ébullition Point d'ébullition <300 : La température de la colonne est inférieure au point d'ébullition moyen et comprise entre 50 et le point d'ébullition moyen inférieur. Gaz, hydrocarbures gazeux et autres mélanges à bas point d'ébullition : la température de la colonne est égale ou supérieure au point d'ébullition Large plage d'ébullition, multi-composants : température programmée
Montée en température programmée : La température de la colonne augmente de manière linéaire ou non linéaire avec le temps selon un programme prédéfini. Avantages : améliore l'effet de séparation, raccourcit le cycle d'analyse, améliore la forme des pics et augmente la sensibilité de détection
Température de vaporisation et température de la chambre de détection
Température de vaporisation : généralement légèrement supérieure au point d'ébullition le plus élevé du composant
Température de la chambre de détection : 20 à 50 degrés supérieure à la température de la colonne ou égale à la température de vaporisation
Gaz vecteur et débit
Considérations
Efficacité de la colonne Pression de colonne Sensibilité du détecteur
Débit de gaz porteur : généralement 20 ~ 80 ml/min
Volume injecté
Plus le volume d'injection est grand, plus le pic chromatographique sera large et la déformation et la traînée affecteront la séparation. Le volume d'injection est trop petit et le détecteur n'est pas assez sensible pour produire des pics.
Volume d'injection maximum autorisé : gaz 0,5 ~ 3 ml, liquide 0,1 ~ 0,2 microlitres
Exigences d'injection : vitesse rapide, période de temps
Méthodes d'analyses qualitatives et quantitatives (GC, HPLC)
Analyse qualitative
Valeur réservée r
méthode de comparaison de matière connue
Temps de rétention qualitatif
Méthode connue d’augmentation de la hauteur du pic d’une substance
Méthode qualitative de la valeur résiduelle relative
Instrumentation qualitative
Analyse quantitative
Calcul des facteurs de correction
méthode standard externe
méthode de la courbe standard
méthode de marquage externe en un point
méthode d'apparition en deux points
Inconvénients : Le volume d’injection doit être précis et constant, et les conditions opératoires doivent être stables.
méthode standard interne
méthode du facteur de correction
méthode de la courbe standard
Méthode standard interne (lorsque le facteur de correction est inconnu)
Inconvénients : exigences élevées en matière de préparation des échantillons, recherche difficile des étalons internes
méthode de normalisation
Inconvénients : Chaque composante doit atteindre son maximum et le facteur de correction de la composante doit être connu.