气相色谱仪实验装置图

㈠ 是谁制造出第一台色谱仪

色谱法,又称色层法或层析法，是一种物理化学分析方法，它利用不同溶质（样品）与固定相和流动相之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互分离。它的英文名称为：chromatography这个词来源于希腊字 chroma和 graphein，直译成英文时为 color和writing两个字;直译成中文为色谱法。但也有人意译为色层法或层析法。

右图为高中生物学实验中的叶绿体色素纸层析分离实验，就是一种简单常见的色谱分析方法（纸色谱）。

1906年由 Tswett 研究植物色素分离，提出色谱法概念；他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。按光谱的命名方式，这种方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。
在色谱法中，静止不动的一相（固体或液体）称为固定相（stationary phase） ；运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相（mobile phase）。

柱色谱（Column chromatography)为向玻璃管中填入固定相，以流动相溶剂浸润后在上方倒入待分离的溶液，再滴加流动相，因为待分离物质对固定相的吸附力不同，吸附力大的固着不动或移动缓慢，吸附力小的被流动相溶剂洗下来随流动相向下流动，从而实现分离。

纸色谱 (Paper chromatography)以滤纸条为固定相，在纸条上点上待分离的混合溶液的样点，将纸条下端浸入流动相溶剂中悬挂，溶剂因为毛细作用沿滤纸条上升，样点中的溶质从而被分离。 （图片就是纸色谱法。）

薄层色谱(Thin-layer chromatography)是在玻璃板上涂以固定相涂层，然后点样，下端浸入溶剂，同样自下而上分离。常用于探索柱色谱实验条件，溶剂和固定相的选择等。

常用固定相有石膏、氧化铝、蔗糖、淀粉等，常用流动相为水、苯等各种有机溶剂。

色谱法的分类方法很多，最粗的分类是根据流动相的状态将色谱法分成四大类。

色谱法按流动相种类的分类：
┌————————┬———————┬———————————————┐
│ 色谱类型 │ 流动相 │ 主要分析对象 │
├————————┼———————┼———————————————┤
│气相色谱法 │ 气体 │ 挥发性有机物 │
│液相色谱法 │ 液体 │可以溶于水或有机溶剂的各种物质│
│超临界流体色谱法│ 超临界流体 │ 各种有机化合物 │
│电色谱法 │缓冲溶液、电场│ 离子和各种有机化合物 │
└————————┴———————┴———————————————┘

色谱仪chromatograph

为进行色谱分离分析用的装置。包括进样系统、检测系统、记录和数据处理系统、温控系统以及流动相控制系统等。现代的色谱仪具有稳定性、灵敏性、多用性和自动化程度高等特点。有气相色谱仪、液相色谱仪和凝胶色谱仪等。这些色谱仪广泛地用于化学产品，高分子材料的某种含量的分析，凝胶色谱还可以测定高分子材料的分子量及其分布。

例：

MC029-GC102气相色谱仪
该产品为实验室用的填充相气相色谱仪，具有热道、氢焰二种检测器，定温控制恒温槽及气流控制装置。可广泛应用于石油、化工、医学及厂矿科研单位作为生产控制、科学研究方面的有机、无机气体和沸点400℃以内的液体样品进行常量、微量分析。
特点：
□石油炼制工业及其特种油类的制造过程的控制和质量检验。
□人造纤维及合成树脂等对其原料体、中间体聚合过程中的控制或质量检验。
□农业的化肥、农药的分析及合成过程中原料体、中间体的控制或质量检验。
□医药卫生方面的制药、劳动防护、有毒气体的分析分离等。
□生物化学方面的生物液体分离分析研究等。
技术指标：
□检测器灵敏度：热导池：S≥1000mVml/mg；载气H样品C6H6；氢焰：Mt≤1?0－10g/sec；载气N2样品C6H6
□检测器稳定性：基线漂移：≤0.05mV/h
□层析柱恒温室：（室温＋40℃－300℃）；恒温精度：?.3℃；有效区最大温差：2℃； 气化室：最高400℃

㈡ 薄层色谱实验为什么要在密闭容器中进行

在密来闭容器中进行为了自防止溶剂挥发，使溶剂的蒸汽压在密闭容器中迅速达到平衡，防止溶液跑样不均匀。

薄层色谱法（TLC），系将适宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或铝基片上，成一均匀薄层，待点样、展开后，根据比移值（Rf）与适宜的对照物按同法所得的色谱图的比移值（Rf）作对比；

用以进行药品的鉴别、杂质检查或含量测定的方法，薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，也用于跟踪反应进程。

(2)气相色谱仪实验装置图扩展阅读：

薄层层析可根据作为固定相的支持物不同，分为薄层吸附层析、薄层分配层析、薄层离子交换层析、薄层凝胶层析(分子筛凝胶)等。一般实验中应用较多的是以吸附剂为固定相的薄层吸附层析。

吸附是表面的一个重要性质。任何两个相都可以形成表面，吸附就是其中一个相的物质或溶解于其中的溶质在此表面上的密集现象。

在固体与气体之间、固体与液体之间、吸附液体与气体之间的表面上，都可能发生吸附现象。

㈢ 有没有有关氮气吸附实验的分析资料

实验六 吸收实验
(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
一、实验目的
1、了解填料吸收塔的结构和流程；
2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；
3、掌握吸收总传质系数Kya的测定方法。
二、实验内容
1、测定吸收剂用量与气体进出口浓度y1、y2的关系;
2、测定气体流量与气体进出口浓度y1、y2的关系;
3、测定吸收剂及气体温度与气体进出口浓度y1、y2的关系;
三、实验原理
吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。不同的组分在不同的吸收剂、吸收温度、液气比及吸收剂进口浓度下，其吸收速率是不同的。所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。
1、吸收总传质系数Kya的测定
传质速率式： NA=Kya·V填·△Ym (1)
物料衡算式： G空(Y1-Y2)=L(X1-X2) (2)
相平衡式： Y=mX (3)
(1)和(2)式联立得： Kya= (4)
由于实验物系是清水吸收丙酮，惰性气体为空气，气体进口中丙酮浓度y1>10%,属于高浓度气体吸收，所以：
Y1= ； Y2= ；
G空—空气的流量（由装有测空气的流量计测定）,Kmol/m2·h；
V填—与塔结构和填料层高度有关；
其中： (5)
； ；
L—吸收剂的流量（由装有测吸收剂的流量计测定）, Kmol/m2·h；
m---相平衡常数（由吸收剂进塔与出塔处装的温度计所测温度确定），吸收温度：

附：流量计校正公式为：
, L/h (GN为空气转子流量计读数)
单位变换： ，Kmol/m2·h；（其中，A为塔横截面积， ）
，Kmol/m2·h；（其中，L0是水流量l/h，M0是水的摩尔质量）
2、吸收塔的操作
吸收操作的目标函数：y2 或 η=
影响y2 有：1).设备因素；2).操作因素。
1).设备因素
a、填料塔的结构
典型的填料塔结构为塔体是一圆形筒体，筒体内分层安放一定高度的填料层，填料层底端由搁栅支撑，液体分布器和液体再分布器将吸收剂均匀地分散至整个塔截面的填料上。液体靠重力自上而下流动，气体靠压差自下而上流动。填料的表面覆盖着一层液膜，气液传质发生在气液接触面上。
最早的填料拉西(1914)由拉西发明，它是一段外径和高度相等的短管，时隔多年，鲍尔环，阶梯环，弹簧填料，θ环填料……不锈钢金属
图1. 填料塔结构示意图
丝网波纹填料，以及种类繁多的规整填料。评价填料特性的三个数字：
i)比表面积 a (m2/m3) 越大越好；
ii)空隙率ε 气体阻力尽可能小，ε越大越好；
iii)单位堆积体积内的填料数目n。
b、 填料的作用
(1) 增加气液接触面积
应满足：i) 80%以上的填料润湿。
ii) 液体为分散相，气体为连续相 (反之为鼓泡塔，失去填料的作用) 。
(2) 增加气液接触面的湍动
应满足：i) 保证气液逆流。
图2. 操作线与平衡线的关系
ii) 要有适宜的液气比，若气速过大，液体下降速度为零，即发生液泛。填料塔的操作满足了上述要求，填料才会起作用。
c、 液体分布器的作用
(1)较高的填料层，需分段安装液体再分布器。
(2)克服液体向壁偏流现象，为此，每隔一定高度的填料层，要装有液体再分布器。
(3)使填料均匀润湿，从而增加气液接触面积。
2）、操作因素
本文所强调对于特定的吸收过程，改变L、t、x2三要素对改善y2所起的作用是不同的，即回答特定的吸收过程，三要素中哪一个是控制因素。
(1)、当L/G >m时，推动力△ym 由操作线某一端靠近平衡线的那一头所决定，见图2所示。若增加吸收剂L的流量导致解吸超负荷，解吸不彻底，所引起的后果是吸收剂进口浓度x2增加，从而使吸收后尾气浓度y2 也增加。针对这种情况，控制操作要素是x2，降低x2，见图2所示。
其方法有二种：
i)改善解吸塔的操作，采用一切能使解吸彻底的方法。
ii)增加新鲜吸收剂的用量。
(
2) 当L/G<m时，若适当增加吸收剂流量，其一改善了操作线的斜率，见图3所示，△ym将增加；其二对液膜传质分系数的提高也有一定的贡献。如果物系属于液膜控制，此时的控制操作要素是适当增加吸收剂的流量L。
但是，L的增加有适度的要求，一般为L/G=(1.1～2)(L/G)min,还应同时考虑再生设备的处理能力。
（3）当吸收系强放热过程时，意味着自塔顶而下，吸收液温度增加很大，甚至达到了解吸温度。此时的平衡线斜率变陡，传质推动力△ym下降，见图4所示。如，用水来吸收SO3制H2SO4,第一步只能先制得93%的硫酸，再用93%硫酸冷却后吸收SO3,经脱去少量水，才制得98%浓硫酸。因此，针对这种情况，控制操作要素是吸收剂温度t，即吸收液需经中间冷却后再吸收。
四、实验装置流程图
1、设备流程图

2、 主要设备仪表
管道加热器，吸收塔，丙酮鼓泡器，压力定值器，空气压缩机，流量计，测温仪表
3、 主要设备参数
玻璃弹簧填料塔参数：塔径：35mm 填料高度：240mm 定值器参考设定压力：0.02-0.08MPa
瓷拉西环填料塔参数：塔径：35mm 填料高度：400mm 定值器参考设定压力：0.02-0.08MPa
4、 用气相色谱测丙酮的操作条件（气相色谱仪GC961T）
进样器温度： 150℃ 热导池温度： 150℃
柱箱初始温度： 150℃ 载气流量A： 刻度5左右
载气流量B： 刻度5左右 电流： 80MA
进样量（六通阀进样）： 25ML

五、实验步骤
1、打开吸收剂计量流量计至刻度为2 L/h。
2、打开空气压缩机，调节压力定值器至刻度为0.02Mpa，此压力足够提供气体流动的推动力，因为尾气排放直接放空。
3、调节液封装置中的调节阀使吸收塔塔底液位处于气体进口处以下的某一固定高度。
4、调节空气计量流量计至刻度为400 L/h。
5、待稳定10 min后，分别对气体进、出口y1、y2取样分析，为使实验数据准确起见，先取y2,后取y1；取样针筒应在取样分析前用待测气体洗二次，取样量近30ml。
6、当常温吸收实验数据测定完后，将吸收剂进口温度调节器打开，旋至电流刻度为1.2A，待进、出口温度显示均不变时，取样分析。
注意事项：
1、 室温大于15℃时，空气不需加热，即可达到配料要求。若室温偏低，可预热空气使y1达到要求。
2、 各仪表读数恒定5min以后，即可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的实验方案调节有关参数。
3、 用微量针管取样时，应特别仔细，按老师要求操作。
六、实验报告的内容和要求
1、 数据采集完后用计算机进行处理。
2、 取一组数据进行示例计算，计算出ΔYm、η、Kya。
3、对实验结果进行讨论和分析。
七、思考题
1、 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？
2、 从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制，还是两者兼有之？
3、 填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置，液封装置是如何设计的。
4、 将液体丙酮混入空气中。除实验装置中用到的方法外，还可有哪几种？
附表：
原始数据记录表格
No 液相流量L/h 气相流量L/h 液相进口温度℃ 液相出口温度℃ 气相进口浓度mol% 气相出口浓度mol%
1
2
3
4
5

（二）氨填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
一、实验目的
1、了解填料吸收塔的结构和流程；
2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；
3、掌握吸收总传质系数Kya的测定方法。
二、实验内容
1、测量某喷淋量下填料层(ΔP/z)--U关系曲线；
2、在一定喷淋量下，计算混合气体中氨组分为O.02靡尔比时的传质系数Kya。
三、实验原理
1、总传质系数Kya的测定
（1）
式中：v--空气的摩尔流量 mol/h；
Kya--传质系数 mol/m3·h；
Ω—塔的横截面积 m2；
HOG--气相总传质单元高度 m。
由(7--1)可知， (2)
2、气相总传质单元高度的HOG的测定:
(3)
式中: Z--填料层总高度 m;
NOG--气相总传质单元数;
3、气相总传质单元数NOG的测定，
(4)
式中:y1--塔底气相浓度;
y2--塔顶气相依度;
ΔYm--平均浓度差。
4、气相平均推动力ΔYm的测定：
（5）

5、吸收塔的操作和调节:
吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸收时，回收率可近似用下式计算:
(6)
吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，控制和调节吸收操作结果的是吸收剂的进口条件:流率L、温度t、浓度X三个要素。
由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G不变时，增加吸收剂流率，吸收速率NA增加，溶质吸收量增加，那么出口气体的组成y2减小，回收度η增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δym的增加而引起的，即此时吸收过程的调节主要靠传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速度增大，溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。降低吸收剂的温度。使气体的溶解度增大，相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度、吸收过程的阻力 将随之减小，结果使吸收效果变好，y2降低，而平均推动力ΔYm或许会减小。对于气相控制的吸收过程，降低操作温度，过程 阻力 不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好。总之，吸收剂温度的降低，改变了相平衡常数，对过程阻力及过程推动力都产生影响，其总的结果使吸收效果变好，吸收过程的回收度增加。
吸收剂进口浓度x2是控制和调节吸收效果的又一重要因素。吸收剂进口浓度x2降低，液相进口处的推动力增大，全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的提高。

应当注意，当气液两相在塔底接近平衡( )欲降低y2，提高回收率，用增大吸收剂用量的方法更有效,见图(a)。但是，当气液两相在塔顶接近平衡时( )提高吸收剂用量，即增大 并不能使y2明显的降低，只有用降低吸收剂入塔浓度x2才是有效的,见图（b）。
四、实验设备、仪表及流程图
1、设备参数:
(1)鼓风机：XGE型旋涡气泵，型号2，最大压力1176Kpa，最大流量:75m3/h
(2)填料塔:材质为硼酸玻璃管，内装10X10X1.5瓷拉两环，填料层高度Z=0.4m;
填料塔内径D=0.075m
(3)液氨瓶一个
2、流量测量
(1)空气转子流量计：型号：LZB—25 流量范围：2.5—25m3/h 精度：2.5℅
(2)水转子流量计: 型号：LZB--6 流量范围：6—60l/m 精度：2.5℅
3、浓度测量：
(1)塔底吸收液浓度分析：定量化学分析仪一套。
(2)塔顶尾气浓度分析：吸收瓶、量气瓶、水准瓶一套。
4、实验装置及流程图

五、实验方法及步骤
1、测量某喷淋量下填料层(ΔP/Z)一U关系曲线
先打开水的调节阀，使水的喷淋量为40L/h，后启动鼓风机，用空气调节阀调节进塔的空气流量，按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降ΔP，转子流量计读数和流量计处空气温度，并注意观察塔内的操作现象，一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为40L/h时(ΔP/Z)一U关系曲线，确定液泛气速与观察的液泛气速相比较。
2、测一定空气流量和水流量下的氨气的吸收效果
选择适宜的空气流量和水流量(建议水流量为30L/h)，计算向进塔空气中送入的氨气流量，使混合气体中氨组分为0.02左右摩尔比。待吸收过程基本稳定后，记录各流量计读数和温度，记录塔底排出液的温度，并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。
3、尾气分析方法
a、排出两个量气管内空气，使其中水面达到最上端的刻度线零点处，并关闭三通旋塞。
b、用移液管向吸收瓶内装入5ml浓度为0.005M左右的硫酸并加入1一2滴甲基橙指示液。
c、将水准瓶移至下方的实验架上，缓慢地旋转三通旋塞，让塔顶尾气通过吸收瓶，旋塞的开度不宜过大，以能使吸收瓶内液体以适宜的速度不断循环为限。
从尾气开始通入吸收瓶起就必需始终观察瓶内液体的颜色，中和反应达到终点时立即关闭三通旋塞，在量气管内水面与水准瓶内水面齐平的条件下读取量气管内空气的体积。
若某量气管内已充满空气，但吸收瓶内未达到终点，可关闭对应的三通旋塞，读取该量气管内的空气体积，同时启用另一个量气管，继续让尾气通过吸收瓶。
d、用下式计算尾气浓度Y2
因为氨与硫酸中和反应式为:

所以到达化学计量点(滴定终点时)，被滴物的摩尔数 和滴定剂的摩尔数 之比为：

式中： ， ---分别为NH3和空气的摩尔数
---硫酸溶液体积摩尔浓度，mol溶质/L溶液
---硫酸溶液的体积，mL
---量气管内空气总体积，mL
T0---标态时绝对温度，2.73K
T---操作条件下的空气绝对温度，K。
4、塔底吸收液的分析方法
a、当尾气分析吸收瓶达终点后即用三角瓶接取塔底吸收液样品，约200ml并加盖。
b、用移液管取塔底溶液I0mL置于另一个三角瓶中，加入2滴甲基橙指示剂。
c、将浓度约为0.1N的硫酸置于酸滴定管内，用以滴定三角瓶中的塔底溶液至终点。
5、 水喷淋量保持不变，加大或减小空气流量，相应地改变氨流量，使混合气中的氨浓度与第一次传质实验时相同，重复上述操作，测定有关数据。
注意事项：
1、启动鼓风机前，务必先全开放空阀2。
2、做传质实验时，水流量不以超过40L/h，否则尾气的氨浓度极低，给尾气分析带来麻烦。
3、两次传质实验所用的进气氨浓度必须一样。
六、数据记录与处理
1、干填料时ΔP/z一U关系测定
L=0 填料层高度Z=0.4m 塔径D=0.075m
序号 填料层高度ΔP(mmH2O) 单位高度填料层压降ΔP/Z(mmH2O) 空气转子流量计读数(m3/h) 空气流量计处空气温度t(℃) 对应空气的流量Vh(m3/h) 空塔气速u(m/s)
1
2
3
……

2、喷淋量为40L/h,ΔP/Z---U关系测定
序号 填料层高度ΔP(mmH2O) 单位高度填料层压降ΔP/Z(mmH2O) 空气转子流量计读数(m3/h) 空气流量计处空气温度t(℃) 对应空气的流量Vh(m3/h) 空塔气速u(m/s) 塔内的操作现象
1
2
3
…

Vh=V转 公式计算：
式中:V转一一空气转子流量计读数m3/h，
t一一空气转子流量计处空气温度 ℃
3、传质实验
被吸收的气体混合物：空气+氨混合气；吸收剂：水；填料种类：瓷拉西环；填料尺寸：10XI0XI.5mm;填料层高度：0.4m；塔内径:75mm

实 验 项 目 1 2
空气流量 空气转子流量计读数m3/h转子流量计处空气温度℃流量计处空气的体积流量m3/h
氨流量 氨转子流量计读数m3/h转子流量计处氨温度℃流量计处氨的体积流量m3/h
水流量 水转子流量计读数L/h水流量
塔顶Y2的测定 测定用硫酸的浓度M mol/L测定用硫酸的体积mL量气管内空气总体积mL量气管内空气温度℃
塔底X1测定 滴定用硫酸的浓度mol/L滴定用硫酸的体积mL样品的体积mL
相平衡 塔底液相的温度℃相平衡常数m

实 验 项 目 1 2
塔底气相浓度Y1,kmol氨/kmol空气
塔顶气相浓度Y2,kmol氨/kmol空气
塔底液相浓度X1,kmol氨/kmol水
Y1* kmol氨/kmol空气
平均浓度差ΔYm，kmol氨/kmol空气
气相总传质单元数NOG
气相总传单元高度HOG m
空气的摩尔流量V kmol/h
气相总体积吸收系数Kya kmol氨/m3·h
回收率ηA
物料衡量 气相给出的氨量G气=V(Y1-Y2)液相得到的氨量G液=L(X1-X2)kmol氨/h对于G气的相对误差Er

㈣ 提取方法

薄荷Mentha haplocalyx Briq.为唇形科薄荷属植物，是我国常用的传统中药之一，又是一种重要的香料植物。薄荷有疏风、散热、解毒的功效，用于治疗风热感冒、头痛、目赤、咽喉肿痛、牙痛等〔1〕。薄荷中主要成分为挥发油，挥发油中主要有效成分为薄荷醇（俗称薄荷脑）。如何提高薄荷油出油率和薄荷醇得率是薄荷油提取工艺研究的主要内容之一。目前国内外对薄荷挥发油的提取主要以水蒸气蒸馏为主〔2～4〕。本实验运用4种不同方法提取薄荷油，并用气相色谱测定薄荷醇含量，试图通过不同方法的比较，寻找薄荷油的最佳提取方法。

1 仪器与材料

1.1 仪器HA121�50�05型超临界萃取装置（江苏南通华安超临界萃取有限公司）；岛津2010型气相色谱仪；超声波清洗器（昆山超声波仪器有限公司）；FZ102型植物试样粉碎机；挥发油提取器；旋转蒸发仪；电热套；电子天平。

1.2 材料薄荷来自江苏省东台地区，7月下旬采其地上部分，阴干切片，粉碎。经江苏省中国科学院植物研究所郭荣麟研究员鉴定为唇形科薄荷属植物薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)。

薄荷醇（中国药品生物制品检定所）；醋酸乙酯（上海化学试剂厂）。

2 方法与结果

2.1 提取方法

2.1.1 水蒸气蒸馏法提取称取粉碎好的薄荷200 g，置挥发油提取器中，加水1 000 ml，按《中国药典》2000版附录ⅩD挥发油测定法提取挥发油。提取6 h，收集薄荷油。用无水硫酸钠脱水，滤纸过滤。

2.1.2 冷浸法提取称取薄荷粉末20 g，用600 ml石油醚室温浸泡3次，每次用200 ml溶剂，浸泡时间为3 h/次，合并提取液，将滤液在旋转蒸发仪上蒸去石油醚，以下同2.1.1项处理。

2.1.3 超声波法提取称取薄荷粉末20 g，以200 ml石油醚为溶剂，超声提取3次。超声频率40 kHz，提取时间为30 min/次。合并提取液，将滤液在旋转蒸发仪上蒸去石油醚，以下同2.1.1项处理。

2.1.4 超临界CO2法提取取薄荷粉末1.3 kg，装入萃取釜。在萃取压力为9 MPa，萃取温度为50℃，CO2流量为25 L/h的条件下，萃取1.5 h，收集薄荷油，以下同2.1.1项处理。

2.2 薄荷油出油率比较按上述方法分别提取薄荷油，并计算出油率。水蒸气蒸馏法提取薄荷油的得率为1.15%，冷浸法提取薄荷油的得率为1.27%，超声波法提取薄荷油的得率为1.34%，超临界CO2法提取薄荷油的得率为2.43%。

2.3 薄荷醇含量测定

2.3.1 对照品溶液的制备 精密称取薄荷醇对照品1.5 mg于1 ml容量瓶中，加醋酸乙酯至刻度，摇匀，即得浓度为1.5 mg/ml的对照品溶液。

2.3.2 样品溶液的制备 准确称取按上述方法提取得到的薄荷油适量，置于5 ml容量瓶中，加醋酸乙酯至刻度，摇匀，即得样品溶液。

2.3.3 气相色谱条件色谱柱为ZB�WAX弹性石英毛细管柱（30 mm×0.25 mm,0.25 μm），柱温80℃，恒温2 min，程序升温5℃/min至110℃，保持1 min；程序升温3℃/min至150℃，保持1 min；程序升温6 ℃/min至170℃；气化室温度240℃；载气为高纯N2（99.99%）；检测温度240℃（FID）；分流比20∶1。

2.3.4 标准曲线的绘制分别精密吸取2.3.1项下对照品溶液1，2 ，3 ，4 ，5 ，6 μl注入气相色谱仪测定，以峰面积为纵坐标，进样量(μg)为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程y=1E+06x+73 107，r=0.999 8。结果表明在1.5 ～9.0 μg范围内，对照品进样量与峰面积呈良好的线性关系。

2.3.5 稳定性实验取水蒸气蒸馏法提取得到的薄荷油样品溶液，分别于0，2，4，6，10，12 h进行测定，每次进样2 μl，结果表明薄荷醇峰面积的RSD为1.26%，因此可以在12 h内进行测定。

2.3.6 精密度实验选取水蒸气蒸馏法提取所得薄荷油样品，在相同的色谱条件下重复进样6次，2 μl/次。结果表明薄荷醇色谱峰的RSD为1.02%。

2.3.7 重现性实验取水蒸气蒸馏法提取所得薄荷油样品，平行取6份进行测定，结果表明薄荷醇平均含量为78.31%，RSD为1.73%，说明样品测定具有较好的重现性。

2.3.8 回收率实验精密称取已知薄荷醇含量的水蒸气蒸馏法提取得到的薄荷油样品5份，分别加入2.3.1项下薄荷醇对照品适量进行测定，并计算回收率，结果平均回收率为97.34%，RSD为2.05%。

2.3.9 样品含量测定按上述色谱条件，对2.3.2项下的样品溶液进行测定。结果见表1。由表1可知，四种提取方法得到的薄荷油中薄荷醇含量高低顺序依次为：超声波法>冷浸法>水蒸气蒸馏法>超临界CO2法。薄荷醇得率的大小顺序为：超临界CO2法>超声波法>冷浸法>水蒸气蒸馏法。

表1 不同提取方法提取的薄荷油中薄荷醇含量的比较（略）

薄荷醇得率(%)=出油率×薄荷醇含量×100%

3 讨论

冷浸法和超声波法提取薄荷油的出油率和薄荷醇含量都比水蒸气蒸馏法高。在薄荷油的现实生产，通常采用水蒸气蒸馏法进行生产，因为冷浸法和超声波法都使用了有机溶剂，容易造成溶剂残留。另外，水蒸气蒸馏法提取相对操作简单，成本较低，因此在生产中应用较广。

4种提取方法中，超临界CO2法提取薄荷油的出油率最高。这是因为超临界CO2提取过程在密闭系统中进行，且操作温度低，因此萜烯类成分不易损失，热不稳定性成分及易氧化的组分也不会受到破坏，同时部分高沸点的成分也被提取出来。

薄荷油的提取，不但要考虑主要有效成分含量，而且要考虑它的得率。在超临界CO2法提取中，薄荷油中薄荷醇含量较低，但由于出油率高，因此薄荷样品中薄荷醇得率比其它提取方法高。

超临界CO2提取的薄荷油出油率和薄荷醇得率高，而且具有操作温度低、无毒害、效率高、操作简单等优点，能够保证有效成分及产品质量的稳定性及安全性，同时又不会对环境造成污染。因此，薄荷油的4种提取方法中，超临界CO2提取法是最理想的方法。

【参考文献】
〔1〕 国家药典委员会.中国药典，Ⅰ部〔S〕.北京：人民卫生出版社，2000：6097.

〔2〕 魏新国，董 岩．野生薄荷挥发油化学成分的GC�MS分析〔J〕.烟台师范学院学报(自然科学版)，2003，19(2)：116.

〔3〕 安秋荣，郭志峰．夏、秋季薄荷挥发油成分的对比研究〔J〕.河北大学学报(自然科学版)，2000，20(4)：351.

〔4〕 刘金荣，李 萍．三种野生薄荷挥发油化学成分的测定〔J〕.石河子医学院学报，1995，17(1)：16.

㈤ 常用的色谱仪器有哪两大类，各自有何特点

色谱仪器分为气相色谱和液相色谱，还有气相色谱质谱联用仪等；

[检测家全新机租赁]赛默飞/气质联用ISQ7000

检测家提供新机租赁业务，为您提供实验室一站式服务，解决实验成本高、快速扩项难等问题；

[检测家全新机租赁] 液相色谱 Waters e2695

那么，高效液相色谱仪（HPLC,）如何选型？

高效液相色谱仪的选型，归结起来就是2个问题：如何确定高效液相色谱仪的配置？如何选择高效液相色谱仪的品牌？

今天我们就来谈谈第一问题，如何确定高效液相色谱仪的配置？

高效液相色谱仪可以分为5大部分：高压输液泵单元、进样器单元、分离单元、检测器单元、色谱数据处理单元，下面我们来逐一分析，谈谈高效液相色谱仪的选型细则。

1、高压输液泵单元的配置选型：

高效液相色谱仪的高压输液方式分为等度方式、梯度方式两大类别。

等度方式：在色谱分析过程中，流动相中各个组分的比例不随时间发生变化，例如某次分析过程中流动相中甲醇与水的比例是50：50一直保持不变，那么这种就叫做等度方式。

梯度方式：在色谱分析过程中，流动相中各个组分的比例随时间发生发生变化，例如某次分析过程中，随着时间的推移，流动相中其中一种（或几种）溶剂比例逐渐增大、另一种或几种溶剂的比例逐渐减少，最终那么这种输液方式就叫做梯度方式。

相应以上2种流动相输液方式，有等度泵和梯度泵这两种配置方式。

等度泵：一般采用单泵来作为高压输液泵单元，这是一种最简单最经济的配置方式。

梯度泵：又分为高压梯度、低压梯度。

高压梯度：常用的是二元高压梯度泵，也有三元高压梯度泵；我们通常所说的双泵，就是指“二元高压梯度泵”。有几元高压，则必须有几台泵；高压梯度泵单元，除了几台高压泵之外，还需要有配套的流动相混合装置（通常采用混合器）；由于是高压混合的梯度方式，所以通常不太会产生气泡，脱气机通常可以不用配备。

低压梯度：与高压梯度“有几元高压就用几台泵”所不同的是，低压梯度只需要一台高压泵，但是在高压泵的前端，需要加上比例阀（有的公司称为低压梯度单元），通过比例阀来调节几种不同流动相进入高压泵的比例，从而实现梯度淋洗。因为低压下各种不同溶剂混合时可能产生吸热或放热，所以对于低压梯度泵单元来说，流动相脱气机与混合器一样，都是必不可少的。

高效液相色谱仪（HPLC）的高压输液泵单元的选型，主要是根据所检测项目方法的所需来定，方法中流动相输液是等度方式，那么等度泵（单泵）即可满足需求；如果方法中规定需要用到梯度淋洗输液方式，那么就需要选择梯度泵了。

在一些有HPLC分析方法开发任务的单位，为了满足将来可能的方法开发需要，即便暂时不需要梯度泵，也往往会配备梯度泵以利拓展方法。

2、进样器单元的配置选型

高效液相色谱仪（HPLC）的进样器单元，有2种配置可供选择：手动进样器、自动进样器。

手动进样器：无论是国产还是进口大牌，例如沃特世（Waters）、岛津（Shimadzu）、安捷伦（Agilent），世界上绝大多数公司均采用美国Rheodyne公司生产的六通进样阀作为高效液相色谱仪的手动进样阀。

自动进样器：自动进样器的最大优点就是，能极大的提高设备使用效率、减少人力成本。例如一个公司的HPLC使用部门，可以在下午下班之前，把未做完的50个样品都放进自动进样器内，然后设定分析程序、仪器清洗程序、关机程序，然后所有的人都可以下班，无需派人值守，第二天早上打印图谱、上报数据即可。

3、分离单元（高效液相色谱柱）

色谱柱是高效液相色谱仪的核心部件。

色谱法最核心的机制就是把样品中各个组分进行有效分离，而实现分离靠的就是色谱柱。

色谱柱选择时需要考虑四大参数：固定相类型（填料种类）、柱长、柱内径、填料粒度。

固定相类型：目前主要有硅胶基质的ODS(碳十八)、氨基、氰基、苯基、硅胶等色谱柱，以及高分子聚合物的固定相填料。目前ODS(碳十八)应用最为广泛，高效液相色谱法大约有80%分离采用的就是ODS(碳十八)填料。

柱长：色谱柱的长度越长，分离效果越好，但是背压也就越大、柱子价格就会越贵。目前柱长应用较多的是375px、500px、625px这三个长度，尤其以625px最多。

柱内径：其它几个柱参数不变的情况下，高效液相色谱柱的内径越小，分离度越好（分离度越高），但是柱负载量越小。常用柱内径是3.9mm、4.6mm、6.0mm，尤其以4.6mm为最常用。

填料粒径：根据色谱法的速率理论，填料粒径越小，分离效果越好；但是填料粒度越小，在同样的流动相输送流速下，对于高效色谱仪高压泵的背压也就越大，对于高压泵的加压能力、密封性能也就要求越高。高效液相色谱仪一般采用3微米、5微米或10微米的填料粒径，而3微米以下粒径的填料，通常应用于超高效液相色谱仪。高效液相色谱法应用最多的是5微米粒径的填料。

分离单元还有另外两个问题需要掂量：是否需要配预柱（保护柱）、是否需要配柱温箱。

预柱（保护柱）：预柱（保护柱）的存在，会加大色谱死体积，会降低柱效，所以除非样品特别脏、或有特别多的高分子物质会堵塞分析柱，否则尽量不用预柱（保护柱）。

柱温箱：因为高效液相色谱法对于温度的些微波动并不特别敏感，除了一些对于柱温稳定性要求特别高的分离，高效液相色谱法很多情况下并不需要配置柱温箱。当然，如果采购预算足够多，安装柱温箱确实能有更好的色谱出峰时间重复性。

4、检测器单元的配置选型

高效液相色谱仪的检测器有很多种，最常见的是紫外检测器，还有示差检测器、荧光检测器、二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器等等。

紫外检测器：是一种选择性检测器，几乎是所有HPLC检测器里面价格最便宜、应用最广泛的一种检测器，适合于测定有紫外吸收的物质（带苯环、杂环、双键叁键的物质）。紫外检测器的特点是灵敏度很高、适用性很广泛。

示差检测器：是一种通用型检测器，但是它的灵敏度低于紫外检测器，而且它对于流速比较敏感。示差检测器主要用来对一些没有紫外吸收的物质进行检测，例如糖类、高分子聚合物等等。

荧光检测器：仅仅适合于在紫外光照射下能发射荧光的物质，例如维生素A、维生素D、黄曲霉毒素等检测。高效液相色谱仪的荧光检测器的特点是灵敏度高、但适用范围较窄。

二极管阵列检测器：是紫外检测器的一个变种，二极管阵列检测器的特点是灵敏度较紫外检测器低、但是能做三维图谱，特别适合于医药研发类的应用。

蒸发光散射检测器：蒸发光散射检测器是一种新型的通用型检测器，未来的趋势是可以替代示差检测器等来检测无紫外吸收的物质，但是目前价格非常昂贵。

5、色谱数据处理单元

高效液相色谱仪的色谱数据处理单元，有数据处理机和色谱工作站两种，随着电脑的普及与应用，色谱数据处理机已经渐渐被淘汰，目前以色谱工作站为主流。

色谱工作站又分为可否反控两大类。

可反控工作站：不但能记录与处理色谱数据，而且可以反控高效液相色谱仪的各个组成单元。因为一些控制指令接口与数据传输的技术性问题，可反控工作站一般是各大仪器厂商自行研发与设计的，互相之间不能通用。

不可反控工作站：仅能记录与处理色谱数据，不可反控高效液相色谱仪。不可反控工作站通常是外挂式的，包含硬件和软件两大部分，硬件部分主要是一个A/D转换器，将高效液相色谱仪传输来的模拟信号转换成数字信号，再输进计算机；软件部分主要功能就是把硬件传输来的数字信号转换成图谱并进行积分计算等操作。

不可反控工作站的优点是通用性强，但是不可反控仪器、不便进行自动化操作。

二极管阵列检测器必须要用特殊的三维色谱软件。

综上所述，搞清楚了高效液相色谱仪的高压输液泵单元、进样器单元、分离单元、检测器单元、色谱数据处理单元的选型考量细则，那么我们才可以在尽量节约经费的情况下，选到我们所需要的仪器配置了。

㈥ 请问气质联用仪的工作原理是怎么样呀有什么用途

气质联用仪是什么？是用来做什么测试的呢？

气质联用仪是指将气相色谱仪和质谱仪联合起来使用的仪器。质谱法可以进行有效的定性分析，但对复杂有机化合物的分析就显得无能为力；而色谱法对有机化合物是一种有效的分离分析方法，特别适合于进行有机化合物的定量分析，但定性分析则比较困难。

因此，这两者的有效结合必将为化学家及生物化学家提供一个进行复杂有机化合物高效的定性、定量分析工具。像这种将两种或两种以上方法结合起来的技术称之为联用技术，将气相色谱仪和质谱仪联合起来使用的仪器叫做气-质联用仪。



气质联用仪一般应用于什么？色谱仪与质谱仪是如何实现联用的呢？


气质联用仪被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定，其具有GC的高分辨率和质谱的高灵敏度，是生物样品中药物与代谢物定性定量的有效工具。质谱仪的基本部件有：离子源、滤质器、检测器三部分组成，它们被安放在真空总管道内。接口：由GC出来的样品通过接口进入到质谱仪，接口是气质联用系统的关键。

接下来由实验室专家为您介绍气质联用仪主要组成部分。

GC-MS主要由以下部分组成：色谱部分、气质接口、质谱仪部分（离子源、质量分析器、检测器）和数据处理系统。

一、色谱部分

色谱部分和一般的色谱仪基本相同，包括柱箱、气化室和载气系统。除特殊需要，多数不再装检测器，而是将MS作为检测器。此外，在色谱部分还带有分流／不分流进样系统，程序升温系统，压力、流量自动控制系统等。色谱部分的主要作用是分离，混合物样品在合适的色谱条件下被分离成单个组分，然后进入质谱仪进行鉴定。色谱仪是在常压下工作，而质谱仪需要高真空，因此，如果色谱仪使用填充柱，必须经过一种接口装置-分子分离器，将色谱载气去除，使样品气进入质谱仪。如果色谱仪使用毛细管柱，因为毛细管中载气流量比填充柱小得多，不会破坏质谱仪真空，可以将毛细管直接插入质谱仪离子源。

二、气质接口

气质接口是GC到MS的连接部件。最常见的连接方式是直接连接法，毛细管色谱柱直接导入质谱仪，使用石墨垫圈密封（85%Vespel+15%石墨），接口必须加热，防止分离的组分冷凝，接口温度设置一般为气相色谱程序升温最高值。

三、质谱仪部分

质谱仪既是一种通用型的检测器，又是有选择性的检测器。它是在离子源部分将样品分子电离，形成离子和碎片离子，再通过质量分析器按照质荷比的不同进行分离，最后在检测器部分产生信号，并放大、记录得到质谱图。

1、离子源

离子源的作用是接受样品产生离子，常用的离子化方式有:

电子轰击离子化(electron impact ionization，EI)EI是最常用的一种离子源，有机分子被一束电子流(能量一般为70eV)轰击，失去一个外层电子，形成带正电荷的分子离子(M+)，M+进一步碎裂成各种碎片离子、中性离子或游离基，在电场作用下，正离子被加速、聚焦、进入质量分析器分析。

EI特点:

⑴、结构简单，操作方便。

⑵、图谱具有特征性，化合物分子碎裂大，能提供较多信息，对化合物的鉴别和结构解析十分有利。

⑶、所得分子离子峰不强，有时不能识别。

本法不适合于高分子量和热不稳定的化合物。

化学离子化(chemicalionization，CI)将反应气(甲烷、异丁烷、氨气等)与样品按一定比例混合，然后进行电子轰击，甲烷分子先被电离，形成一次、二次离子，这些离子再与样品分子发生反应，形成比样品分子大一个质量数的(M+1)离子，或称为准分子离子。准分子离子也可能失去一个H2，形成(M-1)离子。


CI特点

⑴、不会发生象EI中那么强的能量交换，较少发生化学键断裂，谱形简单。

⑵、分子离子峰弱，但(M+1)峰强，这提供了分子量信息。

3、场致离子化(fieldionization，FI)适用于易变分子的离子化，如碳水化合物、氨基酸、多肽、抗生素、苯丙胺类等。能产生较强的分子离子峰和准分子离子峰。

场解吸离子化(field desorption ionization，FD)用于极性大、难气化、对热不稳定的化合物。

负离子化学离子化(negative ion chemical ionization，NICI)是在正离子MS的基础上发展起来的一种离子化方法，其给出特征的负离子峰，具有很高的灵敏度(10-15g)。2、质量分析

其作用是将电离室中生成的离子按质荷比(m/z)大小分开，进行质谱检测。常见质量分析器有:

四极质量分析器(quadrupoleanalyzer)

原理:由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。

扇形质量分析器

磁式扇形质量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被电场加速的离子进入磁场后，运动轨道弯曲了，离子轨道偏转可用公式表示:当H，V一定时，只有某一质荷比的离子能通过狭缝到达检测器。

特点:分辨率低，对质量同、能量不同的离子分辨较困难。

双聚焦质量分析器(double-focusing massassay)由一个静电分析器和一个磁分析器组成，静电分析器允许有某个能量的离子通过，并按不同能量聚焦，先后进入磁分析器，经过两次聚焦，大大提高了分辨率。

3、检测器

离子阱检测器(iontrap detector)

原理类似于四极分析器，但让离子贮存于井中，改变电极电压，使离子向上、下两端运动，通过底端小孔进入检测器。

检测器的作用是将离子束转变成电信号，并将信号放大，常用检测器是电子倍增器。当离子撞击到检测器时引起倍增器电极表面喷射出一些电子，被喷射出的电子由于电位差被加速射向第二个倍增器电极，喷射出更多的电子，由此连续作用，每个电子碰撞下一个电极时能喷射出2~3个电子，通常电子倍增器有14级倍增器电极，可大大提高检测灵敏度。

4、真空系统

由于质谱仪必须在真空条件下才能工作，因此真空度的好坏直接影响了气质联用仪的性能。一般真空系统由两级真空组成，前级真空泵和高真空泵。前级真空泵的主要作用是给高真空泵提供一个运行的环境，一般为机械旋片泵。高真空泵主要有油扩散泵和涡轮分子泵，目前主要应用的是涡轮分子泵谢谢您的解答，言简意赅，容易理解。那么气质联用仪有哪些性能指标呢？气质联用仪的整体性能指标主要有以下几个：质量范围、分辨率、灵敏度、质量准确度、扫描速度、质量轴稳定性、动态范围。


质量范围指的是能检测的最低和最高质量，决定了仪器的应用范围，取决于质量分析器的类型。四极杆质量分析器的质量范围下限1~10，上限500~1200。

分辨率是指质谱分辨相邻两个离子质量的能力，质量分析器的类型决定了质谱仪的分辨能力。四极杆质量分析器的分辨率一般为单位质量分辨力。

灵敏度：气质联用仪一般采用八氟萘作为灵敏度测试的化合物，选择质量数272的离子，以1pg八氟萘的均方根（RMS）信噪比来表示。灵敏度的高低不仅与气质联用仪的性能有关，测试条件也会对结果产生一定影响。

质量准确度为离子质量测定的准确性，与分辨率一样取决于质量分析器的类型。四极杆质量分析器属于低分辨质谱，质量准确度为0.1u。


扫描速度定义为每秒钟扫描的最大质量数，是数据采集的一个基本参数，对于获得合理的谱图和好的峰形有显著的影响。

质量轴稳定性是指在一定条件下，一定时间内质量标尺发生偏移的程度，一般多以24h内某一质量测定值的变化来表示。


动态范围决定了气质联用仪的检测浓度范围。