卫生化学

第一章 绪论

1、卫生化学（sanitary chemistry）：应用分析化学特别是仪器分析的基本理论和实验技术，研究预防医学领

域中与健康相关化学物质的质、量及其变化规律的科学。

第二章 样品采集、保存和预处理

1、样品分析的一般程序：样品的采集和保存、样品的处理、分析方法的选择、成分分析、分析数据的处

理、分析报告的撰写。

2、样品采集的原则：代表性、典型性、适时性

3、样品预处理应达到的目的：1将样品中的被测物转变为适合于测定的形式；2除去干扰物质3浓缩富集

4、试样分析溶液的制备方法：

（1）溶解法（溶剂浸出法）：水溶法、酸性、碱性、有机溶剂

（2）分解法：高温灰化、低温灰化、湿消化法、微波溶样法

（2）水解法

5、常用的分离与富集的方法：溶液萃取法、固相萃取法、蒸馏、膜分离法

6、溶剂萃取法

（1）基本原理：利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中分配系数的不同（溶解度）来达到分离、提

取或纯化目的一种操作。

（2）相关概念：

①分配系数（distribution coefficient）：在一定温度下，溶质A在两种互不相溶的溶剂中分配达到平衡时，

A在有机相与水相中的浓度比值为常数，用 表示。

②分配比（distribution ratio）：在一定温度下，溶质A在两项中达到平衡时，A在有机相(o)中各种形式

浓度与在水相中(w)的各种形式总浓度之比，即D=Co/Cw。

③萃取效率（extraction efficiency）：指物质被萃取到有机相的百分率，即被萃取物质在有机相中的量与

被萃取的总物质总量之比，即E%=

第三章 分析数据处理和分析工作质量保证

1、系统误差的主要来源：方法误差、仪器与试剂误差、主观误差

2、误差的分类：系统误差和随机误差

（1）系统误差（systematic error）：由于某些确定性、经常性的因素引起的误差，主要来源有方法误差、

仪器与试剂误差及主观误差三方面。

特点：误差的方向在实验中有一致性，可重复出现；影响测定结果的准确度。

消除方法：根据其产生的原因尽量消除它，当不能消除时，就通过校正系数加以校正。

（2）随机误差（random error）：由于一些偶然的、非确定因素引起的误差。

特点 ：a.不恒定 b.难以校正 c.服从正态分布(统计规律)

3、准确度：描述被测组分的测量值（X）与其真实值（μ）之间的符合程度，可以用绝对误差（E）和相

对误差（RE）表示。 E=X-μ ER=E/μ*100%

3、精密度：在相同实验条件下，对同一样品进行多次平行测定时，其分析结果的一致成度。

4、准确度和精密度的关系（选择）：

联系：都是分析结果的衡量指标。

区别：（1）准确度---是测量值与真实值的接近程度，反应分析结果准确的程度

准确度的高低用误差来衡量 。

（2）精密度---同一均匀试样多次平行测定结果之间的接近程度。反应每次测量结的接近程度。

精密度的高低用偏差来衡量。

两者的关系：精密度是保证准确度的先决条件； 精密度高不一定准确度高。

5、有效数字及其运算规则（计算必考）：

（1）有效数字的修约规则：四舍六入五成双

五成双的意思是：舍去部分若大于五进一，若等于五时则保留末位成偶数。

尾数 4，舍。3.2463®3.2

尾数>5，入。3.2463®3.25

尾数＝5 。 5后面为0：5前奇数，入变双。3.6075®3.608

5前偶数，不变。3.6085®3.608

（2）有效数字的运算规则：

①加减运算：结果的位数取决于小数点后位数最少的

②乘除运算：有效数字的位数取决于数据中有效位数最少的那个数据.

③乘方和开方：原数据有几位就保留几位

④对数和反对数：对数尾数的有效数字应与真数有效数字相同

pH计算,[H+]=5.02´10 -3 ； pH = 2.299；

6、Q检验和Grubbs可以看看

第四章 紫外可见分光光度法

1、光子具有微观粒子的波动性和粒子性，即波粒二象性。

E=hv= hC/ λ( h为普朗克常数) 光子的能量与频率成正比，与波长成反比。

2、紫外-可见吸收光谱及其特征

【吸收峰】：曲线上凸起的部分；

【最大吸收峰】：最大吸收峰所对应的波长，λmax表示；

【谷】：曲线上凹陷的部分；

【肩峰】：吸收峰旁有时有一个小的曲折；

【末端吸收】：在短波长端有时呈现出强吸收而不成峰的部分。

吸收光谱的特征是物质定性分析的依据；在定量分析时，则通过绘制吸收光谱选择合适的测定波长，一般选择λmax，以获得较高的测定灵敏度。

3、朗伯-比尔定律：当一束平行的单色光通过均匀的非散射体系时，当溶液的浓度（c）或液层厚度（b）

呈算术基数增加时，溶液的透光率（T）呈几何基数减少。即：T=10-kbc。

A＝lg（I0/It)=-lgT= kbc

朗伯比尔定律的影响因素：1、光学因素的影响：1）非单色光的影响；2）杂散光的影响

2、溶液的物理及化学因素的影响

4、透光度：透过光强度It 与入射光强度I0之比，用T表示。

5、（摩尔吸光系数）ε：当溶液浓度以mol/L，厚度为cm表示的时候，此时的k数值。

与①吸光物质的性质、②入射光波长、③溶剂等因素有关。

6、紫外-可见分光光度计的基本组成

（1）光源

基本要求：能提供连续、有足够发射强度和良好稳定性的复合光

常用光源：钨灯和卤钨灯作为可见光区的光源：350~2500nm的波长

氢灯或氘灯作为紫外光区的光源：150~400nm波长

（2）单色器

§ 单色器作用：将来自光源的连续光谱按波长顺序色散，并能选择出所需的单色光。

§ 单色器组成：由入射狭缝、准光器（、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等组成。

§ 单色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱镜和光栅），将复合光色散成单色光。

（3）吸收池

光学玻璃的吸收池可用于可见光区，石英材料的吸收池用于紫外光区和可见光区。

（4）检测器（光电管和光电倍增管）

光电管工作原理：管内装有一个阳极和一个阴极，阳极用镍制成，阴极是一个金属半圆筒，其凹面涂有一层对光敏感的碱金属或碱金属化合物。（管内抽真空或抽真空后充入少量惰性气体。当光照射到光敏阴极时，在光能的作用下，阴极发射出电子，点子在电场作用下射向阳极产生电流。光愈强，发射的电子就愈多，电流就愈大。该电流通过负载电阻R变成电压引号，经放大后显示出来。）

（5）显示系统

将检测器输出的信号经处理转换成透光度和吸光度显示出来

7、分光光度计的类型和优缺点

①单光束分光光度计：简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫

描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。

②双光束分光光度计：自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影

响，表明光强度瞬间波动不影响吸光度值。特别适合于结构分析，仪器复杂，价格较高。

③双波长分光光度计：不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快速交替通过同一吸收池而后到达检测器，产

生交流信号。无需参比池，可以消除因吸收池不匹配及参比溶液与样品溶液基体差异等造成的误差。

7、双波长分光光度计工作原理：将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快速交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。△l=1~2nm。

定性分析绘制吸收光谱，然后比较两者吸收光谱的特征，如：吸收峰数目、最大吸收波长、吸收峰的形状、摩尔吸收系数等

8、双波长分光光度法波长原理（等点消除法）（两选一）

在干扰组分对待测组分的吸收光谱有干扰的时候或是背景吸收较大的时候采用此法。

在分析时，调整交替照射到吸收池上的两束波长分别为λ1和λ2的单色光的强度相等，设均为I0 ，通

过吸收池后，光的强度分别为I1和I2 ，待测组分对λ1和λ2的吸光度分别为A1和A2 ，背景吸收与光散射为AS （因λ1和λ2接近，两个波长下的AS 可视为相等），则有A1 =ε1 bc+ AS A2 =ε2 bc+ AS

△A=A2—A1=（ε2—ε1）bc

式中ε1 和ε2分别为待测组分在λ1和λ2处的摩尔吸光系数。△A与溶液中待测组分的浓度c成正比。由此可知，只要λ1和λ2选择适当，就能将干扰组分消除掉，而对待测组分进行定量测定。

双波长分光光度法的工作原理：当干扰组分的吸收光谱具有吸收峰时，可采用等点吸收法消除干扰，是指在干扰组分的吸收光谱上，选择两个适当的波长λ1和λ2，干扰组分在这两个波长处具有相等的吸光度，而待测组分对这两个波长的吸光度差值应足够大，以便有足够高的灵敏度。

9、测量条件的选择（选择和判断）：一般应该选择λmax为入射光波长。但如果λmax处有共存组分干扰

时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰(吸收大，干扰小）的入射光波长。

10、定性分析方法：

（1）绘制吸收光谱

（2）比较光谱特征：①吸收峰数目和形状②最大吸收波长③摩尔吸收系数

11、定量分析方法：

标准曲线法：配置一系列（一般5个）不同浓度的标准溶液，在待测物质的λmax下，以适当的空白溶液作参比，逐一测定各溶液的吸光度（A）。然后以A为纵坐标，以浓度c为横坐标，绘制标准曲线，一般得到一条通过原点的直线。标准曲线法适合批量样品的分析测定。

用同样方法配制待测测试样的溶液，在相同条件下测定其吸光度Ax ，然后从标准曲线上查出与吸光度Ax 的试样溶液的浓度c x 。也可由测定数据求得直线回归方程和线性相关系数，根据直线回归方程求算未知溶液的浓度，根据线性相关系数判断线性的优劣。

第五章 分子荧光分析法

1. 荧光的产生：分子吸收激发光的能量,跃迁到较高能级的激发态→出于激发态的电子不稳定，以无辐射跃迁到第一电子激发态的最低振动能级→从第一激发态的最低振动能级回到基态的各个能级的过程中，能量以光子的形势释放出来，产生了荧光。

2. 激发光谱：表示不同激发辐射波长引起物质发射某一波长荧光的相对效率。

3. 荧光光谱：表示荧光物质所发射荧光中各波长的相对强度。

具有以下特征：（1）荧光波长比激发光波长长（2）荧光光谱的形状与激发光波长无关（3）荧光光谱与激发光谱的形状呈镜像对称

4. 荧光效率：荧光物质吸光后所发射荧光的光量子数与吸收光的光的量子数之比，即：ФF=发射荧光的光量子数/吸收光的光量子数。（在激发态分子释放能量的过程中,还有许多的无辐射跃迁,要损失一部能量，所以一般都小于1，在0~1之间。）

5. 荧光与有机化合物分子结构关系：（1）共轭双键（2）刚性平面结构

（3）取代基的影响：给电子基团使荧光加强；吸电子基团使荧光减弱。

6. 影响荧光强度的外部因素：温度、溶剂、激发光、酸度、杂质、散色光，以上因素都考虑，求得最佳强荧光。

7. 瑞丽散射光：运动方向变化而能量没有交换的光。

8. 拉曼散射光：不只是方向变化，将一部分能量给了溶液分子，而产生了波长更加长的光；或从分子获取一部分能量产生了波长较为短的光。

9. 荧光熄灭：指的是荧光物质与其他分子相互作用而使得荧光强度降低的现象。

10. 对一定的荧光物质的稀溶液（abc≤0.05），在一定的温度下，当激发光的波长、强度和液层厚度都固定后，其荧光强度与该溶液的浓度成正比。这是荧光分析定量的基础。即：F=Kc。

11. 荧光分析仪器由光源、单色器、样品池、检测器和记录显示装置五个部分组成。

12. 荧光分析仪器有两个单色器，即第一单色器（激发单色器）和第二单色器（发射单色器）。

单色器

位置

名称

作用

第一单色器

光源与样品池之间

激发单色器

滤去非选择性波长的激发光

第二单色器

样品池和检测器之间与激发光光源成90度角

发射单色器

滤去非待测物质产生的荧光

#无论是原子发射线还是原子吸收线都具有一定的宽度。

#原子吸收分光光度法中原子化温度一般小于3000K，基态原子总数可以代表吸收辐射的总原子数。

第六章 原子吸收分光光度法

1. 共振线resonance line： 电子从基态跃迁到第一电子激发态吸收一定频率的辐射，由此产生的吸收谱线称共振吸收线，简称共振线。共振线是元素的最灵敏线，常作为分析线。

2. 谱线轮廓（line profile）：无论是原子发射线还是原子吸收线都不是严格的几何线，而是具有一定的宽度。

3. 锐线光源：是指发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄得多的光源，一般发射线的半宽度为吸收线的半宽度的1/5~1/10，且发射线与吸收线的中心频率完全一致。

4. 峰值吸收法：是直接测量吸收线轮廓的中心频率或中心波长所对应的峰值吸收系数（K0），从而确定蒸汽中原子的浓度。

5. 基态原子数与温度的关系

（1） 处于基态原子的数目因温度而异；

（2） 温度不超过3000K时，基态原子的数目约占99％。

6. 原子分光光度计的构成：光源、原子化系统、分光系统、监测系统、显示系统。

7. 原子吸收分光光度法中空心阴极灯HCL的构造和基本原理p81

构造：管壳由带有石英窗的硬质玻璃制成，抽成真空后充入低压惰性气体氖气或氩气。将一个由钨、

钛、或其他材料制成的阳极和一个由待测元素或含待测元素的合金材料制成的空心圆筒状阴极

密封于管内。

原理：1.在300~500V电压下，阴极发射出的电子加速，在飞向阳极的过程中与惰性气体分子碰撞，

使其电离（正负极间产生辉光放电）；

2.产生的带正电的离子轰击阴极，将被测元素的原子从晶格溅射出来；

3.溅射的金属原子与电子、惰性气体分子、离子碰撞，从而被激发，原子电子从基态向激发态

跃迁，再返回基态的过程中发射出待测元素的特征谱线.

4.由于不同空心阴极灯具有不同的阴极金属，发射不同波长的共振辐射，故不同的被分析元素

使用不同的空心阴极灯。

8. 石墨炉原子化过程：干燥、灰化、原子化、净化四个阶段程序升温。

9. 原子吸收分光光度法主要有哪些干扰？如何让减少或消除这些干扰？

①光谱干扰 消除方法：选择待测元素的其他吸收线，或预先分离试样中的干扰元素

②电离干扰 消除方法：在标准溶液和试样溶液中加入过量易电离元素（消电离剂）；降低原子化温度

③化学干扰 消除方法：加入释放剂、保护剂或缓冲剂；提高原子化温度；化学分离

释放剂的作用是与干扰组分形成更稳定更难发挥法的化合物；

保护剂的作用是与待测元素形成更稳定的化合物；

缓冲剂：将过量的缓冲剂分别加入试样和标准溶液中，使基体一致也可消除干扰。

④物理干扰 消除方法：配制与试样溶液有相似物理性质的标准溶液，或采用标准加入法

⑤背景吸收 消除方法：a.减少进样量；b.增高灰化温度或延长灰化时间；c.增加管内气体流量；

d.采用基体改进剂和平台石墨炉技术，使基体成分在原子化前除尽（减少石

墨炉原子化法高背景吸收常用的方法）

10. 原子吸收分光光度法与紫外-可见光度法的异同（必考）：

（1）相同点：①定量基础都基于L-B定律②仪器组成基本相同③均为吸收光谱

④均为核外电子跃迁⑤波长范围在近紫外-近红外

（2）区别：①原子蒸汽中的原子浓度/分子溶液的分子浓度

②锐线光源（空心阴极灯、无极放电灯）/连续光源（氢灯、氘灯）

③单色器位于原子化器后/光源与吸收池之间

④吸收光谱：原子吸收、线状光谱/分子吸收、带状光谱

⑤比色部件：原子化器/吸收池。

原子吸收分光光度法

紫外可见分光光度法

不

同

点

吸收光谱

线状光谱（原子吸收）

带状光谱（分子吸收）

光源

发射锐线光源（空心阴极灯、无极放电灯）

发射连续光源的钨灯、氢灯、氘灯

比色部件

原子化器

比色皿

单色器位置

原子化器与检测器之间

光源与吸收池之间

浓度本质

原子蒸气中基态原子浓度

分子溶液中的分子浓度

相

同

点

都是吸收光谱

均是基于核外电子跃迁

波长范围在近紫外～近红外区

均基于朗伯－比尔定律

仪器结构相似

第九章 电位分析法

1. 原电池（galvanic cell）：能自发地将化学能转变为电能的装置。

2. 电解池（electrolytic cell）：需要消耗外电源电能，将其转变为化学能的装置。

3. 丹聂尔电池可以表示为：(—)Zn(s)︱Zn2+(a1)‖Cu2+(a2)︱Cu(s) (+)

正负极反应：负极 Zn-=Zn2++ 2e-

　　 正极 Cu2++2e-=Cu

　　 电池反应 Zn+Cu2+=Zn2++Cu

4. 电池电动势：E电池=φ+ —φ-

5. IUPAC规定在任何温度下标准氢电极（SHE）的电极电位都为“零”。

6. 能斯特方程的三种表达形式：

a) 对于氧化还原体系：（氧化态）Ox + ne- =（还原态）Red

b)

其能斯特方程为：

c) 将自然对数换算成常用对数：

通常工作温度为25摄氏度，将所有的常数带入公式：

7. 离子活度ai：指离子作为完全独立的运动单位的时候表现出来的浓度，即离子的实际有效浓度，也是参加反应的离子的浓度。离子活度（ai）和浓度（ci）之间存在定量的关系:αi=γiCi

8. 液接电位：在组成不同或相同但浓度不同的两种溶液的界面上，由于正负离子的扩散速度不等，结果引起电荷分离，在两溶液的界面上形成一定的电位差。（影响因素：两溶液的ph之差，离子种类和浓度之差）。可以通过使用盐桥将其降至很小。

9. 理解盐桥的工作原理。

10. 电位分析法原理：将两支电极插入待测溶液，组成一个原电池，测量电池电动势。其中一支电极是参比电极，其电极电位恒定已知而且不随着待测溶液的组分变化而变化，另一支电极的电极电位随着待测溶液离子的浓度变化，而且该变化符合能斯特方程：E = K + 2.303 RT lgai/ nF

11. 参比电极：指在温度压力一定的条件下，其电极电位准确已知，且不随待测溶液中离子浓度的变化而改变的电极。常用的是甘汞电极和银/氯化银电极。

12. 指示电极：是指电极电位随溶液中待测离子浓度的变化而变化，并且符合能斯特方程的电极。

13. 甘汞电极：汞、甘汞、氯化钾溶液做成

电极表示式：

电极反应式：

电极电位：

14. 银/氯化银电极：银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极

电极表示式：

电极反应式：

电极电位：

1、电化学分析法分为：①电位分析法②电导分析法③电解分析法④库伦分析法⑤伏安分析法

2、电化学分析法特点：①快速、灵敏、准确

②仪器简单、价格低廉、线性范围宽、易于实现自动化等

③应用广泛

3、PH玻璃电极使用注意事项（选择）：①使用前要在蒸馏水或PH=4的缓冲液中浸泡8-24h或更长以使玻璃膜表面活化

②适用范围是PH=1-9

③电极薄膜特别薄，使用存放要小心

④不能测含F—的溶液和具有脱水性溶液

⑤不对称电位校正

⑥对于将PH玻璃电极和参比电极组合在一起制成的复合PH电极预浸泡在含KCl的PH=4的缓冲液中。

第十二章 色谱分析法概论

1. 色谱分离提出者茨威特。

2. 固定相：色谱法中相对固定的一相，实验中玻璃管中的碳酸钙固体颗粒。

3. 流动相：携带样品通过固定相的流体，如实验中的石油醚。

4. 色谱柱：填充有固定相的柱管。

5. 色谱法的分类：

①按流动相与固定相的状态分类：气相色谱法（气-固色谱法、气-液色谱法）、液相色谱法（液-固色谱法、液-液色谱法）、超临界流体色谱法。

②按固定相形状分类：柱色谱法（填充柱色谱法、毛细管柱色谱法）、平面色谱法（薄层色谱法、纸色谱法）

③按分离原理：

a吸附色谱法（根据吸附剂对样品中各组分吸附能力的不同，在两相作相对运动时，导致各组分在色谱柱中产生差速迁移，使各组分流出色谱柱的时间不同而分离）、

b分配色谱法（利用被分离的各组分在互不相溶的固定相和流动相中溶解度不同而实现分离）

c离子交换色谱法（试样离子与离子交换剂上的可交换离子的亲和力不同，亲和力强的在固定相中保留时间长，反之则短，这样试样的各组分在反复进行的离子交换过程中产生差速迁移，得到分离）、

d尺寸排阻色谱法（依据被分离组分分子的大小和形状不同来实现分离）

e亲和色谱法。

6. 正向色谱法NPC：又称常规色谱法，固定相的极性大于流动相的极性，（用极性溶剂如水甲醇等做固定液，用非极性或弱极性溶剂作流动相如苯）适用于极性化合物分离。

7. 反向色谱法RPC：流动相的极性大于固定相的极性，分离非极性或弱极性的化合物。用非极性的或弱极性溶剂作固定液，极性溶剂作流动相（固：氯仿，硅油 流：水，甲醇）分离非极性或弱极性的化合物

#尺寸排阻色谱法固定相：最常用的的是葡聚糖凝胶

8. 比移值Rf：a为原点中心至斑点中心的距离,c为原点至溶剂前沿的距离的比值Rf=a/c。

9. 相对比移值Rst：为原点中心至待测物质斑点中心的距离与原点中心至参考物质斑点中心的距离之比。Rst=b/a。

10. 边缘效应：指同一组分的斑点在薄层板中部比在边缘的移动速度慢，即同一组分的Rf值在薄层板中部小于边缘两侧的现象。

Ø 产生原因：展开槽中混合溶剂蒸汽未达到饱和，极性弱的溶剂在两边缘处容易挥发，导致边缘处的展开剂比中部的展开剂中含有更多极性大的溶剂，即边缘处的展开剂具有更强的展开能力，结果是边缘的Rf值更大。

Ø 消除方法：使展开槽内的展开剂预先到达饱和，然后再迅速放入薄层板，加盖进行展开，或将薄层板两边缘的吸附剂刮去1-2mm 。

11. 纸色谱法基本原理：纸色谱法的固定相为结合于滤纸纤维的水，

纸色谱法用与水不相混溶的有机溶剂做流动相（展开剂）外，也可以用水溶液做流动相。

展开剂：水饱和的正丁醇、正戊醇、酚

加乙酸、氨水---防止组分离解

加甲醇、乙醇—提高极性

第十三章 气相色谱法

1. 气相色谱法：以气体（载气）作为流动相的柱色谱方法。

2. 气相色谱法的分类：按固定相的物态：气-固色谱（GSC）和气-液色谱（GLC）

按色谱柱内径大小：填充柱色谱法和毛细管柱色谱法

按分离原理：吸附色谱法和分配色谱法

2、气相色谱仪组成：

（1）气路系统：载气气源、气体调节与控制。（没有控温装置）

（2）进样系统：气体进样阀、进样器、气化室

（3）分离系统：色谱柱、柱箱、柱温装置。

（4）检测系统：检测器、控温部件。

（5）数据采集和处理系统：包括数据采集装置和色谱工作站

3. 气象色谱图（必考）

每个色谱峰常用三组参数来描述：保留值（时间）-表示峰的位置——定性；

峰的面积、高度-表示峰的大小——定量；

峰的区域宽度-表示峰的宽度——衡量柱效

一个组分的气相色谱图应用哪些参数来描述：

（1）保留值：描述色谱峰在色谱图中的位置，是定性分析的依据。包括有：保留时间、死时间，调整保留时间，保留体积、死体积，调整保留体积，相对保留值

（2）峰高或峰面积：描述色谱峰的大小或高低，是定量分析的依据

（3）区域宽度：描述色谱峰的宽、窄，是柱效能指标。包括：峰宽、半峰宽、标准偏差

（4）根据保留值和区域宽度可以判断色谱柱的分离效能。

（一）保留值（定性）：

（1） 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。

a.当色谱的条件一定时候，不同的组分由于有不同的性质，因此有不同的保留时间，是色谱最常用的定性参数。

b.表示在固定相和流动相滞留的时间

（2） 死时间tM：指完全不与固定相作用的惰性物质（如空气、甲烷等），从进样开始到出现峰最大值

所需要的时间。

（3） 调整保留时间（t’R）：t’R = tR－tM，是指某组分由于溶解于固定相比不溶解的组分在色谱柱中

多停留的时间，即在固定相停留的时间

（4） 相对保留值（选择性因子）：在相同操作环境下，组分i与组分s调整保留值之比：

ris = t’Ri / t’Rs= V’Ri / V’ Rs

（二）峰面积和峰高（定量）

（1）峰面积：指色谱峰与基线之间所包围的面积，用A表示。

（2）峰高：指色谱峰的顶点至基线之间的距离，用h表示。

（三）区域宽度包括：

（1）峰宽Wb：又称基线宽度、峰底宽度，指色谱峰两侧拐点处的切线在基线上截取的距离。p180

（2）半峰宽W1/2：又称半宽度或半高峰宽，指峰高一半处的峰宽。p180

4. 气相色谱相关理论：

塔板理论（大题P181）

（一）踏板理论：

（1）踏板理论的假设

a 将色谱柱比作一个分馏塔，设想其中有许多的踏板

b 色谱中一小段长度即一个踏板高度H内，组分可以在两项中瞬间达到平衡

c 分配系数在踏板内室常数

d 流动相间歇式的进入色谱柱

e 试样在柱内部纵向扩散可以忽略

（2）塔板理论-柱分离效能指标

色谱柱长：L，

虚拟的塔板间距离：H，

色谱柱的理论塔板数：n，

则三者的关系为： n = L / H

理论塔板数与色谱参数之间的关系为：

有效塔板数及有效踏板高度：

（3）踏板理论优点及不足：

a) 当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。

b) 不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。

c) 柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数 K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。

d) 塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。

如何提高柱效：

①降低柱温

②加大柱压

③使用分子量大的载气（如N2）使Dg减小，提高柱效

④采用较高的载气流速，减少分子扩散

7、气相色谱柱对载体要求：

①具有足够大的比表面积和良好的孔穴结构

②表面呈化学惰性，无吸附性或吸附性很弱

③热稳定性好

④粒度大小适宜、均匀，形状规则，机械强度高

（二）速率理论

速率理论（也称范.弟姆特方程式）: H = A + B/u + C·u

H：理论塔板高度，u：载气的线速度(cm/s)

相关影响因素及避免措施：

（1）涡流扩散项A：由于填充粒径大小不等，填充不均一，使得同一组分分子经过不同长度的途径流出

色谱柱。

A = 2λdp

（λ：固定相填充的不均匀因子 dp：固定相的平均颗粒直径）

减小方法：固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的

色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。

（2）分子扩散项B/u：又称纵向扩散项，样品组分在柱中迁移时，由于柱中存在着浓度差，使组分分子沿

柱轴方向（纵向）扩散，导致色谱柱变宽：

B = 2 γDg

（γ：弯曲因子，填充柱色谱，ν<1 Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1））

减小方法：降低温度、加大压力、大分子量载气、增加载气流速。

（3）传质阻力项Cu：组分在气液两项中溶解、扩散、平衡和转移的整个过程称为传质，影响传质过程的

阻力称为传质阻力。样品的传质阻力包括气相的传质和液相的传质阻力两部分。

C =（Cg + CL）。

减小方法：采用较小的固定相颗粒和分子量较小的载气，可减小Cg值，提高柱效，减少峰扩张。

5. 常用气相色谱检测器：

a) 热导检测器（TCD）：通用型，灵敏度低

b) 氢火焰离子化检测器（FID）：对有机物有高灵敏度，应用最广泛

c) 电子捕获检测器（ECD) ：是一种选择性很强的检测器，对含有较大电负性原子的化合物（如含卤素、硫、磷、氰等的物质）的检测有很高灵敏度分析痕量电负性有机物最有效的检测器。ECD特别适合于环境样品中卤代农药和多氯联苯等微量污染物的分析。，

d) 火焰光度检测器(FPD：对含硫、磷化合物的高选择性检测器，用于痕量含硫、磷环境污染物的分析

e) 氮磷检测器（NPD）：对氮、磷元素的高选择性检测器；用于痕量含氮、磷环境污染物的分析

6.

分离度：又称分辨率，为了真实反映组分在色谱中的分离情况，指的是相邻两组份色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽之比。

公式表示：

R =1.5为相邻两峰完全分离的标准。

7. 分离操作条件的选择：

1）载气 H = A + B/u + C·u

最佳流速

2）色谱柱的选择 选用填充柱或毛玻璃柱，柱越长，理论塔坂数越高，分离越好。

3）温度 包括选择气化室温度、检测温度及柱室温度。

程序升温：是指柱温按照预设的程序随色谱分析过程变化。在一定初温下维持一定时间，然后按一定

速率升温，升至终温后再维持一定时间，每次升温称为1阶。石墨炉原子化过程分为干燥、灰化、原子化和净化四个阶段程序升温。

相关例题1.在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R=1.5 。计算需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？

解： r2，1= 100 / 85 = 1.18

n有效 = 16R2 [r21 / (r21 —1) ]2

= 16×1.52 ×(1.18 / 0.18 ) 2

= 1547（块）

L有效 = n有效·H有效

= 1547×0.1 = 155 cm

即柱长为1.55米时，两组分可以得到完全分离。

2、在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和12.8s，计算分离度。要达到完全分离，即R=1.5 ，所需要的柱长。

解：

分离度：

第十四章 高效液相色谱法

1. 高效液相色谱法（HPLC）：以高压输出的液体为流动相的色谱技术，是在经典液相色谱法的基础上，引入了气相色谱法的理论和实验方法。

2. 比较高效液相色谱法与气相色谱法的异同：

（1）相同点：①基本原理相同，都是根据样品组分与流动相和固定相之间的相互作用力的差别进行分离

②定性定量分析方法相似，均有保留值、塔板理论、速率理论等基本理论

③仪器组成基本相似，均有五大系统（除气路系统——高压输液系统）

气相色谱法

高效液相色谱法

流动相

气体，载带作用

液体，参与对组分的分配

温度

高温、程度升温

常温

固定相

普通固定相，阻力小

新型化学键合固定相，小，均匀，阻力大

检测器

FID、ECD等，灵敏度低

紫外，荧光，电化学检测器，灵敏度高

应用范围

窄

广

（2）不同点：

3. 比较液相色谱与高效液相色谱区别：

①高效液相色谱更高效、高速、高灵敏度、高自动化。

②高效是指使用新型键合固定相，且固定相颗粒更细更均匀；

③高速是指采用高压泵输送流动相，流动相流动速度快、分析速度快；

④高灵敏度是指借助紫外、荧光、蒸发光散射、电化学及质谱等高灵敏度检测器；

⑤高自动化是指仪器配置的计算机系统，尤其是色谱专家系统，可优化选择及控制分离操作条件。

1、高效液相色谱法特点：高效、高速、高压、高灵敏度、高自动化

3、液相色谱检测器

a.紫外-可见光检测器 特点: 灵敏度高；

线形范围高；

流通池可做的很小（1mm × 10mm ，容积 8μL）；

对流动相的流速和温度变化不敏感；

波长可选，易于操作；

可用于梯度洗脱

b.荧光检测器

c.电化学检测器

d.蒸发光散射检测器

e.示差折光检测器

4、高效液相色谱法对流动相的基本要求

①对被分离的样品有适宜的溶解度,通常用分配系数k衡量,要求组分的k值在1-10之间

②不与样品及固定相发生不可逆化学反应

③黏度小,否则会使液相传质速度慢,柱压升高,柱效低

④与检测器匹配,如使用紫外-可见光检测器时,流动相在检测波长下不应有吸收

⑤纯度高,毒性小,使用前要经过过滤,脱气等处理

5、高效液相色谱仪组成:高压输液系统,进样系统,分离系统,检测系统,数据记录与处理系统。

4. 高效色谱仪可分为分析型、制备型和专用型。由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统和数据记录和处理系统五部分组成。

5. 常见的检测器有：①紫外-可见光检测器；②荧光检测器；③电化学检测器；

④蒸发光色散检测器；⑤示差折光检测器。

6. 化学键合固定相：为解决固定相流失问题，改善固定相功能，把有机分子键合到载体(硅胶)表面，形成化学键合固定相。