色谱第二次作业

1《色谱分析》第二次作业一、选择题1．衡量色谱柱柱效性能的指标是（C）A．分离度B．容量因子C．塔板数D．分配系数2．在液相色谱中，范氏方程中的哪一项对色谱柱效能的影响可以忽略不计？（B）A．涡流扩散项B．分子扩散项C．流动区域的流动项传质阻抗D．停滞区域的流动项传质阻抗3．在正相色谱法中，如增加流动相极性，则（A）A．样品的k降低，tR降低B．k增加，tR增加C．相邻组分的α增加D．对α基本无影响4．用色谱法进行定量分析中，要求混合物每一个组分都出峰的是（A）A．归一化法B．外标法C．内标法D．内加法5．对于正相液相色谱法，不能用作流动相的溶剂是（D）A．氯仿B．乙醚C．正已烷D．水6．内标法定量的优点是（B）A．不需要校正因子B．对进样量要求不严格C．样品配制简单D．内标物易得7．液相色谱中通用型检测器是（C）A．紫外吸收检测器B．荧光检测器C．示差折光检测器D．热导池检测器8．以HPLC法测定复方药物中的微量成分，宜采用的定量方法是（B）A．归一化法B．内标法C．外标工作曲线法D．外标一点法9．采用ODS柱分析有机弱碱混合物样品，当以某比例的乙腈-水为流动相时，样品的容量因子较小，若想使容量因子适当增加，应如何调整流动相的组成？（D）A．增加流动相中乙腈的比例B．减小流动相中水的比例C．在流动相中加入少量醋酸D．在流动相中加入少量氨水二、问答题1．Martin和Synge在二十世纪四十年代所提出的色谱领域两个远见有何重要意义？答：Martin和Synge在二十世纪四十年代所提出的色谱领域两个远见分别是：（1）流动相可以用气体代替液体以获得更高效的分离；（2）在液相色谱中，使用小粒径填料以及高压传输可以获得最小的理论塔板高度H。其重要意义在于：第一个远见导致了气象色谱的诞生，第二个远见促进了高效液相色谱的诞生。2．高效液相色谱与气相色谱在流动相上有何差别？答：高效液相色谱与气相色谱在流动相上的差别在于：高效液相色谱的流动相为液体，流动相与组分间具有亲和力，这为提高柱选择性、改善分离增加了因素，且流动相种类较多，选择余地广；流动相极性和PH值的选择对分离起重要作用，选择不同比例两种以上液体作为流动相可以增大选择性。而气相色谱的流动相为惰性气体，组分与流动相无亲和力。23．HPLC与GC中影响分离R的因素有何不同？答：HPLC柱选择项主要受流动相性质影响，流动相的种类确定后，柱容量项主要受流动相配比的影响。而GC柱选择项主要受到固定相的影响，柱容量项主要受柱温的影响。4．写出色谱分离方程，结合该方程谈谈如何提高高效液相色谱的分离度？答：色谱分离方程如下：分离方程中n影响色谱峰的峰宽，α影响相邻色谱峰的峰间距，k影响色谱峰的峰位。（1）可以通过采用粒度小、均匀填充的固定相，采用粘度小、低流速的流动相来提高柱效；（2）通过改善流动相组成、种类、PH值，改变固定相，适当改变柱温来提高选择性；（3）通过调整流动相的配比，改变洗脱强度来改善出峰时间。5．试解释下列名词：ODS柱；化学键合相；封尾键合相；键合相色谱；检测限；溶剂梯度洗脱答：ODS柱：十八烷基硅烷与硅胶载体表面的硅醇基键合，构成的十八烷基硅烷键合相。化学键合相：通过化学反应将固定相的官能团键合在载体（硅胶）表面而构成的固定相。封尾键合相：用化学反应的方法将键合相的载体（硅胶）表面残余的硅醇基除去，这种键合相成为封尾键合相。键合相色谱：以化学键合相为固定相的液相色谱分析方法。检测限：又叫做敏感度，是响应值恰为2倍噪音时所需要的样品量。溶剂梯度洗脱：流动相的溶剂强度变化的洗脱方式。6．封尾键合相具有什么特点？键合相进行封尾处理的目的是什么？答：封尾键合相的特点是：仅有分配作用，无吸附作用；稳定性好，且具有强疏水性。键合相进行封尾处理的目的是：防止残余硅羟基对极性物质产生过分吸附而改变键合相的分离性能，消除残余硅羟基，提高键合相的稳定性和色谱分离的重复性。7．采用HPLC对一组邻苯二甲酸酯类化合物进行分析，采用流动相为四氢呋喃:异辛烷(5%:95%,V/V)，得到色谱图如下：试回答以下问题（1）预测该组邻苯二甲酸酯类化合物在正相高效液相色谱柱上的洗脱顺序？（2）如果流动相换成甲苯：异辛烷(5%:95%,V/V)，请预测色谱图的变化情况答：（1）预测该组邻苯二甲酸酯类化合物在正相高效液相色谱柱上的洗脱顺序为：C邻苯二甲酸二壬酯、A邻苯二甲酸二丁酯、D邻苯二甲酸二乙酯、B邻苯二甲酸二甲酯；（2）流动相的洗脱能力减弱了，所以各峰的出峰时间均延长，峰间距变宽，峰型变胖。8．试推测以下每组化合物在RP-BPC上的洗脱顺序：（1）A.Dibutylphthalate邻苯二甲酸二丁酯B.Dimethylphthalate邻苯二甲酸二甲酯C.dinonylphthalate邻苯二甲酸二壬酯D.diethylphthalate邻苯二甲酸二乙酯3COOHCH3OHABCD（2）CH3(CH2)4COOHCH3CH2COOHCH3(CH2)2COOHCH3(CH2)3COOHEFGH答：推测洗脱顺序为：BDCA；FGHE。9．IPC，ISC和IEC中加入pH一定的缓冲溶液的作用有何不同？答：IPC中加入pH一定的缓冲溶液的作用是促进组分解离形成中性粒子对，增加保留，使k增大。ISC中加入pH一定的缓冲溶液的作用是抑制组分解离，增加组分在固定相中的溶解度，增加保留，使k增大，以及改善峰型，提高分离的选择性，达到分离有机弱酸、弱碱的目的。IEC中加入pH一定的缓冲溶液的作用是影响离子交换树脂的交换容量，从而影响保留时间和容量因子k。10．空间排阻色谱法的英文缩写是什么？简述其分离原理以及洗脱顺序?答：空间排阻色谱法的英文缩写是SEC，分离原理为空间排斥理论，利用凝胶的孔径与被分离组分分子线团尺寸相对大小关系而对高分子溶液进行分离分析。洗脱顺序取决于分子线团尺寸，大粒径的分子先洗脱下来，因为难以进入凝胶孔隙中，所以路径最短，保留时间最短，k最小。11．什么叫做凝胶的渗透极限？什么叫做凝胶的排阻极限？什么叫做凝胶的选择性渗透？答：当凝胶的孔穴都能全部接受样品分子时[Xs]=[Xm]，Kp=1，称为凝胶的“渗透极限”。当凝胶的孔穴都不能接受样品分子时[Xs]=0，Kp=0，称为凝胶的“排阻极限”。不同尺寸的分子的Kp在0~1之间时，称为凝胶的“选择性渗透”。12．简述UVD，RID，FD，ELSD，ECD，MSD等高效液相色谱检测器的主要特点。答：UVD特点：（1）灵敏度高，最小检测限较低，达10-10g/ml，线性范围宽，达2.5×104（2）不破坏样品，与其他检测器串联，可用于制备样品（3）受流速和温度变化影响小，适于梯度洗脱（4）流动相的截止波长必须小于样品的检测波长（缺点）（5）选择性检测器，只对含有p-π或π-π共轭结构的药物有响应（6）是可直接用于定量分析的浓度型检测器RID特点：（1）噪音很小，噪音水平：10-7mV（2）灵敏度差，最小检测限：10-6~10-7g/ml，不适合痕量分析（3）线性范围较窄，仅为104（4）受温度、压力、流动相组成影响很大，不适于梯度洗脱（5）不耐压，最大的池耐压是100psi（6）通用性检测器（7）可进行定量分析的浓度型检测器FD特点：（1）噪音较大，噪音水平：10-3（2）线性范围宽，可达：104~105（3）受温度影响小，流动相不发荧光时适于梯度洗脱（4）与UVD相比，有极高的灵敏度和良好的选择性，是最灵敏的HPLC检测器，特别适于痕量分析。高选择性可以避免不发光成分的干扰，特别适合于药物和生化样品的分析。（5）是可直接用于定量分析的浓度型检测器4ELSD特点：（1）适合于无紫外吸收、无电活性和不发荧光的样品的检测（2）灵敏度比示差光检测器高，最小检测限达5ng（3）非常适于分析天然药物中的糖类、磷脂、维生素、氨基酸、甾体类成分（4）通用性的质量型检测器ECD特点：（1）选择性的检测器（2）可进行定量分析的浓度型检测器（3）灵敏度高（4）线性范围较宽，可达106（5）流动相必须导电，流动相的流速、PH值和温度影响很大MSD特点：（1）适合分析多种结构物质（包括强极性的化合物）（2）分子适量范围宽（m/z50-4000）（3）软电离，产生准分子离子，易确定分子量（4）碰撞诱导解离：多级质谱提供丰富的结构信息（5）高灵敏度和高选择性：检测限10ng/μL，适于微量样品和混合物分析（6）检测器具有105的宽线性动态范围，允许在很宽的范围做分析和定量（7）质谱不能检测无法离子化的化合物，LC-MS接口技术是解决离子化问题的关键（8）通用性、浓度型以及质量型检测器13．为何说检测限是衡量检测器性能的重要指标？答：因为（1）检测限同时考虑了检测器的噪音和灵敏度，是仪器整体性能的综合量度（2）检测限全面反映了检测器的质量，是衡量检测器性能的重要指标（3）检测限不仅取决于检测器的性能，还与色谱操作条件、仪器的稳定性有关（4）检测限还与样品及溶剂有关，检测限小，检测能力强，需要的样品量少（5）同一检测器上，检测限越小，灵敏度越高，噪音越小。14．在高效液相色谱分离中，为何有时需要进行溶剂梯度洗脱？答：因为等镀洗脱对于宽k值范围的复杂混合物分离十分困难，且分析时间长，可能造成色谱峰较宽、峰高矮、分离度差，难于洗脱的溶质会造成色谱柱的污染。而进行溶剂梯度洗脱时可以使分离时间缩短，改善分离、提高灵敏度、提高检测性能，降低难洗脱溶质对色谱柱的污染。15．简述薄层色谱的基本操作程序？答：1）展开容器的准备（2）薄层板的准备，包括薄层板的铺制、自然干燥以及活化（3）点样（4）薄层板的溶剂预平衡和展开（5）定位（定性）/洗脱（半定量）三、计算题1．在一根3m长的色谱柱上分离一个混合试样，组分1和2的保留时间分别为12分钟和17分钟，流动相保留时间为1分钟，组分2的峰底宽亦为1分钟。（1）求两组分的调整保留时间。（2）用组分2求有效塔板数及有效塔板高度（3）求两组分的容量因子（4）求相对保留值（5）求分离度（6）若使两组分刚好完全分离，柱子至少多长？52．Glajch三角形法则相关计算：（1）正相色谱10%CHCL3/己烷二元溶剂体系中氯仿分离效果不好，试选择等溶剂强度的新的溶剂系统并计算其组成？（2）反相色谱的三角形等洗脱面一点流动相组成为70%的甲醇/水，试根据Glajch三角形法则计算三角形中其他各点流动相的组成。SolventSwater0methanol3.0acetonitrile3.2SolventP’hexane0.1ether2.8dichloromethane3.1chloroform4.16tetrahydrofuron4.51）正相色谱中Φc=Φb·P’b/P’c新的二元溶剂体系：d%二氯甲烷/己烷Φd=10%×4.1/3.1解得Φd=13.2%新的二元溶剂体系是13.2%二氯甲烷/己烷。（2）反相色谱中Φc=Φb·Sb/Sc三角形等洗脱面其他两点的组成：c%乙腈/水Φc=70%×3.0/3.2解得Φc=65.6%d%四氢呋喃/水Φd=70%×3.0/4.5解得Φd=46.7%设A为甲醇，B为乙腈，C为四氢呋喃①点为70%的甲醇/水②点为65.6%乙腈/水③点为46.7%四氢呋喃/水④点为甲醇、乙腈、水，Φb·Sb=ΦA·SA+ΦB·SB其中ΦA=ΦB70%×3.0=Φ×（3+3.2）得Φ=33.9%所以④点的溶剂组成为35%甲醇/33%乙腈/水⑤点为乙腈、四氢呋喃、水计算得溶剂组成为33%乙腈/23%四氢呋喃/水经同样的计算得：⑥点为33%甲醇/23%四氢呋喃/水⑦点为23%甲醇/22%乙腈/15%四氢呋喃/水⑧点为47%甲醇/10%乙腈/0.075%四氢呋喃/水⑨点为11%甲醇/44%乙腈/0.075%四氢呋喃/水⑩点为11%甲醇/10%乙腈/31%四氢呋喃/水3．用内标法测定复方APC片剂中三组分的含量对照品溶液的配制：准确称取阿司匹林、非那西丁、咖啡因及内标物扑热息痛的标准品各0.220，0.150，0.035和0.035g，分置100mL容