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分析化學(xué) 名詞解釋

2022-07-05 20:40 作者:答案鬼  | 我要投稿

名詞解釋



第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理:

準(zhǔn)確度:分析結(jié)果與真實值接近的程度,其大小可用誤差表示。
精密度:平行測量的各測量值之間互相接近的程度,其大小可用偏差表示。
系統(tǒng)誤差:是由某種確定的原因所引起的誤差,一般有固定的方向(正負(fù))和大小,重復(fù)測定時重復(fù)出現(xiàn)。包括方法誤差、儀器或試劑誤差及操作誤差三種。
偶然誤差:是由某些偶然因素所引起的誤差,其大小和正負(fù)均不固定。

空白試驗:在不加入試樣的情況下,按與測定試樣相同的條件和步驟進(jìn)行的分析試驗,稱為空白試驗。
有效數(shù)字:是指在分析工作中實際上能測量到的數(shù)字。通常包括全部準(zhǔn)確值和最末一位欠準(zhǔn)值(有±1個單位的誤差)。

t分布:指少量測量數(shù)據(jù)平均值的概率誤差分布??刹捎胻分布對有限測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理。
置信水平與顯著性水平: 指在某一t值時,測定值x落在μ±tS范圍內(nèi)的概率,稱為置信水平(也稱置信度或置信概率),用P表示;測定值x落在μ±tS范圍之外的概率(1-P),稱為顯著性水平,用α表示。
置信區(qū)間與置信限:系指在一定的置信水平時,以測定結(jié)果x為中心,包括總體平均值μ在內(nèi)的可信范圍,即 μ=x±uσ,式中uσ為置信限。分為雙側(cè)置信區(qū)間與單側(cè)置信區(qū)間。
顯著性檢驗:用于判斷某一分析方法或操作過程中是否存在較大的系統(tǒng)誤差和偶然誤差的檢驗。包括t檢驗和F檢驗。

第三章 滴定分析法概論:

滴定度:是每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量(g或mg),以符號TT/B表示,其下標(biāo)中T、B分別表示標(biāo)準(zhǔn)溶液中的溶質(zhì)、被測物質(zhì)的化學(xué)式。TT/B=mB /VT,單位為g/ml或mg/ml

分布系數(shù):是溶液中某型體的平衡濃度在溶質(zhì)總濃度中所占的分?jǐn)?shù),又稱為分布分?jǐn)?shù)以δi表示。

化學(xué)計量點:滴定劑的量與被測物質(zhì)的量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的計量關(guān)系的一點。
滴定終點:滴定終止(指示劑改變顏色)的一點。
滴定誤差:滴定終點與化學(xué)計量點不完全一致所造成的相對誤差。可用林邦誤差公式計算。
滴定曲線:描述滴定過程中溶液濃度或其相關(guān)參數(shù)隨加入的滴定劑體積而變化的曲線。
滴定突躍和突躍范圍:在化學(xué)計量點前后±0.1%,溶液濃度及其相關(guān)參數(shù)發(fā)生的急劇變化為滴定突躍。突躍所在的范圍稱為突躍范圍。
指示劑:滴定分析中通過其顏色的變化來指示化學(xué)計量點到達(dá)的試劑。一般有兩種不同顏色的存在型體。
指示劑的理論變色點:指示劑具有不同顏色的兩種型體濃度相等時,即[In]=[XIn]時,溶液呈兩型體的中間過渡顏色,這點為理論變色點。
指示劑的變色范圍:指示劑由一種型體顏色變?yōu)榱硪恍腕w顏色時溶液參數(shù)變化的范圍。
標(biāo)準(zhǔn)溶液:濃度準(zhǔn)確已知的試劑溶液。常用作滴定劑。
基準(zhǔn)物質(zhì):可用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。

第四章 酸堿滴定法:

(1)混合指示劑:兩種或兩種以上指示劑相混合,或一種指示劑與另一種惰性染料相混合。利用顏色互補(bǔ)原理,使終點顏色變化敏銳。
(2)滴定反應(yīng)常數(shù)(Kt):是滴定反應(yīng)平衡常數(shù)。強(qiáng)堿(酸)滴定強(qiáng)酸(堿):Kt=1/Kw=1014;強(qiáng)堿(酸)滴定弱酸(堿):Kt=Ka(b) /Kw。Kt值越大,該滴定反應(yīng)越完全,滴定突躍越大。
(3)滴定曲線:以滴定過程中溶液pH值的變化對滴定體積(或滴定百分?jǐn)?shù))作圖而得的曲線。
(4)滴定突躍:化學(xué)計量點附近(±0.1%)pH的突變。
(5)滴定誤差:滴定終點與化學(xué)計量點不一致引起的誤差,與指示劑的選擇有關(guān)。
(6)質(zhì)子溶劑:能給出質(zhì)子或接受質(zhì)子的溶劑。包括酸性溶劑、堿性溶劑和兩性溶劑。
(7)無質(zhì)子溶劑:分子中無轉(zhuǎn)移性質(zhì)子的溶劑。包括偶極親質(zhì)子溶劑和惰性溶劑。
(8)均化效應(yīng)和均化性溶劑:均化效應(yīng)是指當(dāng)不同的酸或堿在同一溶劑中顯示相同的酸堿強(qiáng)度水平;具有這種作用的溶劑稱為均化性溶劑。
(9)區(qū)分效應(yīng)和區(qū)分性溶劑:區(qū)分效應(yīng)是指不同的酸或堿在同一溶劑中顯示不同的酸堿強(qiáng)度水平;具有這種作用的溶劑稱為區(qū)分性溶劑。

第五章 配位滴定法:

酸效應(yīng):由于H+的存在,在H+與Y之間發(fā)生副反應(yīng),使Y參加主反應(yīng)能力降低的現(xiàn)象稱作酸效應(yīng)。

穩(wěn)定常數(shù):為一定溫度時金屬離子與EDTA配合物的形成常數(shù),以KMY表示,此值越大,配合物越穩(wěn)定。
逐級穩(wěn)定常數(shù)和累積穩(wěn)定常數(shù):逐級穩(wěn)定常數(shù)是指金屬離子與其它配位劑L逐級形成MLn型配位化合物的各級形成常數(shù)。將逐級穩(wěn)定常數(shù)相乘,得到累積穩(wěn)定常數(shù)。
副反應(yīng)系數(shù):表示各種型體的總濃度與能參加主反應(yīng)的平衡濃度之比。它是分布系數(shù)的倒數(shù)。配位劑的副反應(yīng)系數(shù)主要表現(xiàn)為酸效應(yīng)系數(shù)αY(H) 和共存離子效應(yīng)αY(N)系數(shù)。金屬離子的副反應(yīng)系數(shù)以αM表示,主要是溶液中除EDTA外的其他配位劑和羥基的影響。
金屬指示劑:一種能與金屬離子生成有色配合物的有機(jī)染料顯色劑,來指示滴定過程中金屬離子濃度的變化。
金屬指示劑必須具備的條件:金屬指示劑與金屬離子生成的配合物顏色應(yīng)與指示劑本身的顏色有明顯區(qū)別。金屬指示劑與金屬配合物(MIn)的穩(wěn)定性應(yīng)比金屬-EDTA配合物(MY)的穩(wěn)定性低。一般要求KMY'>KMIn'>102。
最高酸度:在配位滴定的條件下,溶液酸度的最高限度。
最低酸度:金屬離子發(fā)生水解的酸度。
封閉現(xiàn)象:某些金屬離子與指示劑生成極穩(wěn)定的配合物,過量的EDTA不能將其從MIn中奪取出來,以致于在計量點附近指示劑也不變色或變色不敏銳的現(xiàn)象。

第六章 氧化還原滴定法:

條件電位:在一定條件下,氧化態(tài)與還原態(tài)的分析濃度均為1mol/L或它們的濃度比為1時的實際電位。其電位值只有在一定條件下,才是一個常數(shù),故稱為條件電位。

第七章 沉淀滴定法和重量分析法:

共沉淀:當(dāng)某種沉淀從溶液中析出時,溶液中共存的可溶性雜質(zhì)也夾雜在該沉淀中一起析出的現(xiàn)象。

酸效應(yīng):是溶液的酸度改變使難溶鹽溶解度改變的現(xiàn)象。

同離子效應(yīng):是當(dāng)沉淀反應(yīng)達(dá)到平衡后,增加適量構(gòu)晶離子的濃度使難溶鹽溶解度降低的現(xiàn)象。

第八章 電位法和永停滴定法:

相界電位:將金屬插入含有該金屬離子的溶液中,在金屬與溶液兩相界面上,由于帶電質(zhì)點的遷移形成了雙電層,雙電層間的電位差稱為相界電位。

液接電位:在兩個組成不同或組成相同而濃度不同的電解質(zhì)溶液互相接觸的界面間所產(chǎn)生的電位差,稱為液體接界電位,簡稱液接電位,又稱擴(kuò)散電位。

原電池:是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

殘余液接電位:用“兩次測量法”測溶液pH時,飽和甘汞電極浸入標(biāo)準(zhǔn)溶液與浸入待測溶液中所產(chǎn)生的液接電位不可能完全相等,二者差值即為殘余液接電位,其電位值約相當(dāng)于±0.01pH單位。

指示電極:是電極電位值隨被測離子的活(濃)度變化而變化的一類電極。
參比電極:在一定條件下,電極電位基本恒定的電極。
膜電位:跨越整個玻璃膜的電位差。
不對稱電位:在玻璃電極膜兩側(cè)溶液pH相等時,仍有1mV~3mV的電位差,這一電位差稱為不對稱電位。是由于玻璃內(nèi)外兩表面的結(jié)構(gòu)和性能不完全相同,以及外表面玷污、機(jī)械刻劃、化學(xué)腐蝕等外部因素所致的。
酸差:當(dāng)溶液pH<1時,pH測得值(即讀數(shù))大于真實值,這一正誤差為酸差。
堿差:當(dāng)溶液pH>9時,pH測得值(即讀數(shù))小于真實值,這一負(fù)誤差為堿差,也叫鈉差。
轉(zhuǎn)換系數(shù):指當(dāng)溶液pH每改變一個單位時,引起玻璃電極電位的變化值。
離子選擇電極:一般由電極膜(敏感膜)、電極管、內(nèi)充溶液和內(nèi)參比電極四個部分組成。
電位選擇性系數(shù):在相同條件下,同一電極對X和Y離子響應(yīng)能力之比,亦即提供相同電位響應(yīng)的X和Y離子的活度比。
可逆電對:電極反應(yīng)是可逆的電對。
第九章 光譜分析法概論:

電磁輻射:是一種以巨大速度通過空間而不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的光子流。
磁輻射性質(zhì):波動性、粒子性
電磁波譜:所有的電磁輻射在本質(zhì)上是完全相同的,它們之間的區(qū)別僅在于波長或頻率不同。若把電磁輻射按波長長短順序排列起來,即為電磁波譜。
光譜和光譜法:當(dāng)物質(zhì)與輻射能相互作用時,物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能級躍遷,記錄由能級躍遷所產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)度隨波長(或相應(yīng)單位)的變化,所得的圖譜稱為光譜。利用物質(zhì)的光譜進(jìn)行定性、定量和結(jié)構(gòu)分析的方法稱光譜法。
非光譜法:是指那些不以光的波長為特征訊號,僅通過測量電磁輻射的某些基本性質(zhì)(反射、折射、干涉、衍射和偏振)的變化的分析方法。
原子光譜法:測量氣態(tài)原子或離子外層電子能級躍遷所產(chǎn)生的原子光譜為基礎(chǔ)的成分分析方法。為線狀光譜。
分子光譜法:以測量分子轉(zhuǎn)動能級、分子中原子的振動能級(包括分子轉(zhuǎn)動能級)和分子電子能級(包括振-轉(zhuǎn)能級躍遷)所產(chǎn)生的分子光譜為基礎(chǔ)的定性、定量和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法。為帶狀光譜。
吸收光譜法:物質(zhì)吸收相應(yīng)的輻射能而產(chǎn)生的光譜,其產(chǎn)生的必要條件是所提供的輻射能量恰好滿足該吸收物質(zhì)兩能級間躍遷所需的能量。利用物質(zhì)的吸收光譜進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析的方法稱為吸收光譜法。
發(fā)射光譜法:發(fā)射光譜是指構(gòu)成物質(zhì)的原子、離子或分子受到輻射能、熱能、電能或化學(xué)能的激發(fā)躍遷到激發(fā)態(tài)后,由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時以輻射的方式釋放能量,而產(chǎn)生的光譜。利用物質(zhì)的發(fā)射光譜進(jìn)行定性定量及結(jié)構(gòu)分析的方法稱為發(fā)射光譜法。

第十章 紫外-可見分光光度法:

末端吸收:只在圖譜短波端呈現(xiàn)強(qiáng)吸收而不成峰形的部分。

透光率(T):透過樣品的光與入射光強(qiáng)度之比。T=It/I0
吸光度(A):透光率的負(fù)對數(shù)。A=-lgT=lg(I0/It)
吸光系數(shù)(E):吸光物質(zhì)在單位濃度及單位厚度時的吸光度。根據(jù)濃度單位的不同,常有摩爾吸光系數(shù)ε和百分吸光系數(shù)之分。
電子躍遷類型
  (1)σ-σ* 躍遷:處于σ成鍵軌道上的電子吸收光能后躍遷到σ* 反鍵軌道。飽和烴中電子躍遷均為此種類型,吸收波長小于150nm。
 ?。?)π-π* 躍遷:處于π成鍵軌道上的電子吸收光能后躍遷到π* 反鍵軌道上,所需的能量小于σ-σ* 躍遷所需的能量。孤立的π-π* 躍遷吸收波長一般在200nm左右,共軛的π-π* 躍遷吸收波長
>200nm,強(qiáng)度大。
 ?。?)n-π* 躍遷:含有雜原子不飽和基團(tuán),其非鍵軌道中的孤對電子吸收能量后向π* 反鍵軌道躍遷,這種吸收一般在近紫外區(qū)(200-400nm),強(qiáng)度小。
 ?。?)n-σ* 躍遷:含孤對電子的取代基,其雜原子中孤對電子吸收能量后向σ* 反鍵軌道躍遷,吸收波長約在200nm。
  以上四種類型躍遷所需能量σ-σ* > n-σ* ≥ π-π* > n-π*
 ?。?)電荷遷移躍遷和配位場躍遷
生色團(tuán):有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中含有π-π* 或n-π* 躍遷的基團(tuán),能在紫外-可見光范圍內(nèi)產(chǎn)生吸收的原子團(tuán)。
助色團(tuán):含有非鍵電子的雜原子飽和基團(tuán),與生色團(tuán)或飽和烴連接時,能使該生色團(tuán)或飽和烴的吸收峰向長波方向移動,并使吸收強(qiáng)度增加的基團(tuán)。
紅移(長移):由于化合物的結(jié)構(gòu)改變,如發(fā)生共軛作用、引入助色團(tuán)以及溶劑改變等,使吸收峰向長波方向移動。
藍(lán)移(紫移或短移):當(dāng)化合物的結(jié)構(gòu)改變或受溶劑影響使吸收峰向短波方向移動。
增色效應(yīng):由于化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因,使吸收強(qiáng)度增加。
減色效應(yīng):由于化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因,使吸收強(qiáng)度減小。
強(qiáng)帶:化合物的紫外可見吸收光譜中,摩爾吸光系數(shù)值大于104的吸收峰。
弱帶:化合物的紫外可見吸收光譜中,摩爾吸光系數(shù)值小于102的吸收峰。
吸收帶及其特點

吸收帶符號

躍遷類型

波長(nm)

吸收強(qiáng)度(εmax)

其他特征

R

n→π*

~250-500

< 100

溶劑極性↑,λmax↓

K

共軛π→π*

~210-250

> 104

共軛雙鍵↑,λmax↑,強(qiáng)度↑

B

芳芳香族C=C骨架振動及環(huán)內(nèi)π→π*

~230-270

~200

蒸氣狀態(tài)出現(xiàn)精細(xì)結(jié)構(gòu)

E

苯環(huán)內(nèi)π→π*共軛

~180(E1)
~200(E2)

~104
~103

助色團(tuán)取代λmax↑,生色團(tuán)取代,與K帶合并

計算分光光度法:運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)與計算機(jī)科學(xué)的方法,在傳統(tǒng)分光光度法基礎(chǔ)上,通過量測試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)的變換、解析和預(yù)測對物質(zhì)進(jìn)行定性定量的方法。

第十一章 熒光分析法:

拉曼光:光子和物質(zhì)分子發(fā)生非彈性碰撞時,在光子運(yùn)動方向發(fā)生改變的同時,光子與物質(zhì)分子發(fā)生能量的交換,光子把部分能量轉(zhuǎn)移給物質(zhì)分子或從物質(zhì)分子獲得部分能量,而發(fā)射出比入射光稍長或稍短的光,這種散射光叫做拉曼光。選擇適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)波長可消除拉曼光的干擾。

瑞麗光:光子和物質(zhì)分子發(fā)生彈性碰撞時,不發(fā)生能量的交換,僅僅是光子運(yùn)動方向發(fā)生改變,這種散射光叫做瑞麗光,其波長與入射波長相同。

熒光:物質(zhì)分子接受光子能量而被激發(fā),然后從激發(fā)態(tài)的最低振動能級返回基態(tài)時發(fā)射出的光稱為熒光。

熒光效率:又稱熒光量子產(chǎn)率,是指激發(fā)態(tài)分子發(fā)射熒光的光子數(shù)與基態(tài)分子吸收激發(fā)光的光子數(shù)之比。常用φf表示。
振動弛豫:物質(zhì)分子吸收能量后,躍遷到電子激發(fā)態(tài)的幾個振動能級上。激發(fā)態(tài)分子通過與溶劑分子的碰撞而將部分振動能量傳遞給溶劑分子,其電子則返回到同一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級的過程。
內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換(簡稱內(nèi)轉(zhuǎn)換):當(dāng)兩個電子激發(fā)態(tài)之間的能量相差較小以致其振動能級有重疊時,受激分子常由高電子能級以無輻射方式轉(zhuǎn)移至低電子能級的過程。
熒光發(fā)射:處于激發(fā)單重態(tài)的分子,通過內(nèi)轉(zhuǎn)換及振動弛豫,返回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級,然后再以輻射形式發(fā)射光量子而返回至基態(tài)的任一振動能級上,這時發(fā)射的光量子稱為熒光。
外部能量轉(zhuǎn)換(簡稱外轉(zhuǎn)換):在溶液中激發(fā)態(tài)分子與溶劑分子及其他溶質(zhì)分子之間相互碰撞而以熱能的形式放出能量的過程。
體系間跨越:在某些情況下處于激發(fā)態(tài)分子的電子發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)而使分子的多重性發(fā)生變化,分子由激發(fā)單重態(tài)跨越到激發(fā)三重態(tài)的過程。
磷光發(fā)射:經(jīng)過體系間跨越的分子再通過振動弛豫降至激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級,分子在此三重態(tài)的最低振動能級存活一段時間后返回至基態(tài)的各個振動能級而發(fā)出的光輻射。
激發(fā)光譜:是熒光強(qiáng)度(F)對激發(fā)波長(λex)的關(guān)系曲線,它表示不同激發(fā)波長的輻射引起物質(zhì)發(fā)射某一波長熒光的相對效率。
發(fā)射光譜(稱熒光光譜):是熒光強(qiáng)度(F)對發(fā)射波長(λem)的關(guān)系曲線,它表示當(dāng)激發(fā)光的波長和強(qiáng)度保持不變時,在所發(fā)射的熒光中各種波長組分的相對強(qiáng)度。

第十二章 紅外吸收光譜法:

基頻峰:當(dāng)分子吸收一定頻率的紅外線,由振動基態(tài)(V=0)躍遷至第一激發(fā)態(tài)(V=1)時,所產(chǎn)生的吸收峰稱為基頻峰。
泛頻峰:將倍頻峰、合頻峰及差頻峰統(tǒng)稱為泛頻峰。
伸縮振動:化學(xué)鍵兩端的原子沿著鍵軸方向作規(guī)律性的伸縮運(yùn)動。
彎曲振動:鍵角發(fā)生規(guī)律性變化的振動,又稱為變形振動。
振動自由度:分子基本振動的數(shù)目。
簡并:振動形式不同但振動頻率相同而合并的現(xiàn)象稱為簡并。
紅外活性振動:能引起偶極矩變化而吸收紅外線的振動。

紅外非活性振動:不能引起偶極矩變化,不吸收紅外線的振動。
特征峰:凡是能用于鑒別基團(tuán)存在的吸收峰。
相關(guān)峰:由一個基團(tuán)產(chǎn)生的一組相互具有依存關(guān)系的吸收峰。
特征區(qū):4000~1300cm-1的區(qū)域稱為特征區(qū)。
指紋區(qū):1300~400cm-1區(qū)域稱為指紋區(qū)。

第十三章 原子吸收分光光度法:

原子吸收分光光度法(AAS):是基于蒸氣中的基態(tài)原子對特征電磁輻射的吸收來測定試樣中該元素含量的方法。

光譜項:原子的能級通常用光譜項來表示:n2s+1LJ

共振吸收線:原子從基態(tài)激發(fā)到能量最低的激發(fā)態(tài)(第一激發(fā)態(tài))產(chǎn)生的譜線。
半寬度:原子吸收線中心頻率(ν0)的吸收系數(shù)一半處譜線輪廓上兩點之間的頻率差。
積分吸收:吸收線輪廓所包圍的面積,即氣態(tài)原子吸收共振線的總能量。
峰值吸收:通過測量中心頻率處的吸收系數(shù)來測定吸收度和原子總數(shù)

第十四章 核磁共振波譜法:

核磁共振:在外磁場的作用下,具有磁距的原子核存在著不同能級,當(dāng)用一定頻率的射頻照射分子時,可引起原子核自旋能級的躍遷,即產(chǎn)生核磁共振。

屏蔽效應(yīng):核外電子及其他因素對抗外加磁場的現(xiàn)象。
局部屏蔽效應(yīng):核外成鍵電子云在外加磁場的誘導(dǎo)下,產(chǎn)生與外加磁場方向相反的感應(yīng)磁場,使氫核實受磁場強(qiáng)度稍有降低的現(xiàn)象。
磁各向異性效應(yīng):在外加磁場作用下,由化學(xué)鍵產(chǎn)生的感應(yīng)磁場使在分子中所處的空間位置不同的核屏蔽作用不同的現(xiàn)象。
馳豫歷程:激發(fā)核通過非輻射途徑損失能量而恢復(fù)至基態(tài)的過程。
化學(xué)位移:質(zhì)子由于在分子中所處的化學(xué)環(huán)境不同,而有不同的共振頻率。
自旋偶合:核自旋產(chǎn)生的核磁矩間的相互干擾。
自旋分裂:由自旋偶合引起核磁共振峰分裂的現(xiàn)象稱為自旋-自旋分裂。
偶合常數(shù):由自旋分裂產(chǎn)生的峰裂距,反映偶合作用的強(qiáng)弱。
磁等價:分子中一組化學(xué)等價核(化學(xué)位移相同的核)與分子中的其它任何一個核都有相同強(qiáng)弱的偶合,則這組核為磁等價。
13C-1H COSY譜:兩坐標(biāo)軸分別為13C和1H的化學(xué)位移的二維譜。

第十五章 質(zhì)譜法:

質(zhì)譜分析法:質(zhì)譜分析法是利用多種離子化技術(shù),將物質(zhì)分子轉(zhuǎn)化為離子,選擇其中帶正電荷的離子使其在電場或磁場的作用下,按其質(zhì)荷比m/z的差異進(jìn)行分離測定,從而進(jìn)行物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)分析的方法。
相對豐度:以質(zhì)譜中基峰(最強(qiáng)峰)的高度為100%,其余峰按與基峰的比例加以表示的峰強(qiáng)度為相對豐度,又稱相對強(qiáng)度。
離子源:質(zhì)譜儀中使被分析物質(zhì)電離成離子的部分。常見的有電子轟擊源EI、化學(xué)電離源CI、快原子轟擊源FAB等。

電噴霧離子化:電噴霧離子化是將溶液中試樣離子化為氣態(tài)離子的離子化方式。

串聯(lián)質(zhì)譜:由兩個或更多的質(zhì)量分析器連接在一起的質(zhì)譜又稱為串聯(lián)質(zhì)譜。
分子離子:分子通過某種電離方式,失去一個外層價電子而形成帶正電荷的離子,用m·+ 表示。
碎片離子:當(dāng)分子在離子源中獲得的能量超過其離子化所需的能量時,分子中的某些化學(xué)鍵斷裂而產(chǎn)生的離子。
亞穩(wěn)離子:離子(m1+)脫離離子源后,在飛行過程中發(fā)生裂解而形成的低質(zhì)量離子(m2+),通常用m+ 表示。
同位素離子:質(zhì)譜圖中含有同位素的離子。
單純開裂:僅一個鍵發(fā)生開裂并脫去一個游離基,稱單純開裂。
重排開裂:通過斷裂兩個或兩個以上化學(xué)鍵,進(jìn)行重新排列的開裂方式。重排開裂一般脫去一中性分子,同時發(fā)生重排,生成重排離子。

重排開裂的方式很多,其中較常見的有McLafferty重排(麥?zhǔn)现嘏牛┖湍鍰iels-Alder重排(RDA重排)。

第十六章 色譜分析法概論:

理論塔板數(shù)(n):保留時間與標(biāo)準(zhǔn)差商的平方,n=(tR/σ)2 。

保留時間tR:從進(jìn)樣到某組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時的時間間隔。
死時間t0:分配系數(shù)為零的組分即不被固定相吸附或溶解的組分的保留時間。
調(diào)整保留時間tR':某組分由于溶解(或被吸附)于固定相,比不溶解(或不被吸附)的組分在柱中多停留的時間。
相對保留值r2,1:兩組分的調(diào)整保留值之比。
分配系數(shù)K:在一定溫度和壓力下,達(dá)到分配平衡時,組分在固定相與流動相中的濃度之比。
保留因子k:在一定溫度和壓力下,達(dá)到分配平衡時,組分在固定相和流動相中的質(zhì)量之比。
分離度R:相鄰兩組分色譜峰保留時間之差與兩色譜峰峰寬均值之比。
分配色譜法:利用被分離組分在固定相或流動相中的溶解度差別或分配系數(shù)的差別而實現(xiàn)分離的色譜法。
吸附色譜法:利用被分離組分對固定相表面吸附中心吸附能力的差別或吸附系數(shù)的差別而實現(xiàn)分離的色譜法。
離子交換色譜法:利用被分離組分離子交換能力的差別或選擇性系數(shù)的差別而實現(xiàn)分離的色譜法。
分子排阻色譜法:根據(jù)被分離組分分子的線團(tuán)尺寸或滲透系數(shù)的差別而進(jìn)行分離的色譜法。
渦流擴(kuò)散:在填充色譜柱中,由于填料粒徑大小不等,填充不均勻,使同一個組分的分子經(jīng)過多個不同長度的途徑流出色譜柱,使色譜峰展寬的現(xiàn)象。
縱向擴(kuò)散:由于濃度梯度的存在,組分將向區(qū)帶前、后擴(kuò)散,造成區(qū)帶展寬的現(xiàn)象。
傳質(zhì)阻抗:組分在溶解、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移的傳質(zhì)過程中所受到的阻力稱為傳質(zhì)阻抗。
保留指數(shù)I:在氣相色譜法中,常把組分的保留行為換算成相當(dāng)于正構(gòu)烷烴的保留行為,也就是以正構(gòu)烷烴系列為組分相對保留值的標(biāo)準(zhǔn),即用兩個保留時間緊鄰待測組分的基準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定組分的保留,這個相對值稱為保留指數(shù),又稱Kovats指數(shù)。
保留體積VR:是從進(jìn)樣開始到某組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時,所需通過色譜柱的流動相體積。
調(diào)整保留體積VR':是由保留體積扣除死體積后的體積。
保留比R':設(shè)流動相的線速度為u,組分的移行速度為v,將二者之比稱為保留比。

第十七章 氣相色譜法:

檢測限(D):某組分的峰高恰為噪音二倍時,單位時間內(nèi)由載氣引入檢測器中該組分的質(zhì)量或單位體積載氣中所含該組分的量。D=2N/S

噪音(N):由于儀器本身和工作條件等的偶然因素引起的基線起伏。

漂移(d):基線在單位時間內(nèi)單方向緩慢變化的幅值。

第十八章 高效液相色譜法:

(1) 化學(xué)鍵合相:利用化學(xué)反應(yīng)將有機(jī)基團(tuán)鍵合在載體表面形成的固定相。
(2) 化學(xué)鍵合相色譜法:以化學(xué)鍵合相為固定相的色譜法。
(3) 正(反)相色譜法:流動相極性?。ù螅┯诠潭ㄏ鄻O性的液相色譜法。
(4) 抑制型(雙柱)離子色譜法:用抑制柱消除流動相的高電導(dǎo)本底,以電導(dǎo)為檢測器的離子交換色譜法。

(5) 手性色譜法:利用手性固定相或手性流動相添加劑分離分析手性化合物的對映異構(gòu)體的色譜法。
(6) 親合色譜法:利用或模擬生物分子之間的專一性作用,從復(fù)雜生物試樣中分離和分析特殊物質(zhì)的色譜方法,是基于組分與固定在載體上的配基之間的專一性親和作用而實現(xiàn)分離的色譜法。
(7) 梯度洗脫:在一個分析周期內(nèi)程序控制改變流動相的組成,如溶劑的極性、離子強(qiáng)度和pH值等。
(8) 靜態(tài)流動相傳質(zhì)阻抗Csm:由于組分的部分分子進(jìn)入滯留在固定相微孔內(nèi)的靜態(tài)流動相中,因而相對晚回到流路中,引起的峰展寬。
(9) 鍵合相的含碳量:鍵合相碳的百分?jǐn)?shù),可通過對鍵合硅膠進(jìn)行元素分析測定。
(10) 鍵合相的覆蓋度:參加反應(yīng)的硅醇基數(shù)目占硅膠表面硅醇基總數(shù)的比例。
(11) 封尾:在鍵合反應(yīng)后,用三甲基氯硅烷等對鍵合相進(jìn)行鈍化處理,減少殘余硅醇基,即封尾。
(12) 溶劑的極性參數(shù)P':表示溶劑與三種極性物質(zhì)乙醇(質(zhì)子給予體)、二氧六環(huán)(質(zhì)子受體P')和硝基甲烷(強(qiáng)偶極體)相互作用的強(qiáng)度。用于度量分配色譜的溶劑強(qiáng)度。P'越大,溶劑的極性越強(qiáng),在正相分配色譜中的洗脫能力越強(qiáng)。
(13) 溶劑的強(qiáng)度因子S:常為反相鍵合相色譜的溶劑洗脫能力的度量。
(14) 三維光譜-色譜圖:用DAD檢測器檢測,經(jīng)過計算機(jī)處理,將每個組分的吸收光譜和試樣的色譜圖結(jié)合在一張三維坐標(biāo)圖上,即獲得三維光譜-色譜圖。

第二十章 毛細(xì)管電泳法:

電泳 電介質(zhì)中帶電粒子在電場作用下以不同速度向電荷相反方向遷移的現(xiàn)象。

毛細(xì)管電泳(CE):在散熱效率很高的毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行的電泳。

電泳法 利用電泳現(xiàn)象對物質(zhì)進(jìn)行分離分析的方法,稱之為電泳法。

電滲和電滲率 電滲是一種液體相對于帶電的管壁移動的現(xiàn)象。單位電場強(qiáng)度下的電滲速度稱為電滲率。

Zeta電勢 在電場作用下,固液兩相的相對運(yùn)動發(fā)生在緊密層與擴(kuò)散層之間的滑動面上,此處的電動電勢即為Zeta電勢。

淌度 溶質(zhì)在給定緩沖液中單位時間和單位電場強(qiáng)度下移動的距離,也就是單位電場強(qiáng)度時的電泳速度。有效淌度 考慮離子活度系數(shù)、溶質(zhì)分子的離解程度等影響的淌度。

表觀淌度 在電泳過程中,溶質(zhì)除在電場作用下產(chǎn)生電泳以外,還受到電滲流的影響,兩者的矢量和稱為表觀淌度。

第二十一章 色譜聯(lián)用分析法:

總離子流色譜圖:總離子流強(qiáng)度隨時間變化的色譜圖。
質(zhì)量色譜圖:某質(zhì)量(m/z)的離子流強(qiáng)度隨時間變化的色譜圖。
選擇離子監(jiān)測:對一個或一組特定離子進(jìn)行檢測的技術(shù)。
單離子監(jiān)測:只檢測一個質(zhì)量的離子的選擇離子監(jiān)測。
多離子監(jiān)測:檢測多個離子的選擇離子監(jiān)測。
選擇反應(yīng)監(jiān)測:監(jiān)測一個或幾個特定的離子反應(yīng)。
全二維氣相色譜:將分離機(jī)制不同而又相互獨立的兩根色譜柱串聯(lián)起來,經(jīng)柱1分離后的每一個流分都經(jīng)過接口依次進(jìn)入柱2進(jìn)行第二次分離,再進(jìn)入檢測器,得到以柱1保留時間為縱坐標(biāo),柱2保留時間為橫坐標(biāo)的二維色譜圖。


重點理論

第三章 滴定分析法概論

①質(zhì)量平衡:平衡狀態(tài)下某一組分的分析濃度等于該組分各種型體的平衡濃度之和。
  注意:在質(zhì)量平衡式中,各種型體平衡濃度前的系數(shù)等于1摩爾該型體中含有該組分的摩爾數(shù)。
②電荷平衡:溶液中荷正電質(zhì)點所帶正電荷的總數(shù)等于荷負(fù)電質(zhì)點所帶負(fù)電荷的總數(shù)。
  注意:在電荷平衡方程中,離子平衡濃度前的系數(shù)等于它所帶電荷數(shù)的絕對值;中性分子不包括在電荷平衡方程中。
③質(zhì)子平衡:酸堿反應(yīng)達(dá)平衡時,酸失去的質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)相等。

第四章 酸堿滴定法

基本原理
  (1)酸堿指示劑的變色原理:指示劑本身是一類有機(jī)弱酸(堿),當(dāng)溶液的pH改變時,其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,引起顏色的變化而指示滴定終點。
  酸堿指示劑的變色范圍:pH=pKHIn±1;理論變色點:pH=pKHIn
  (2)選擇指示劑的原則:指示劑變色的pH范圍全部或大部分落在滴定突躍范圍內(nèi),均可用來指示終點。
 ?。?)影響滴定突躍范圍的因素:①酸(堿)的濃度,ca(b)越大,滴定突躍范圍越大。②強(qiáng)堿(酸)滴定弱酸(堿),還與Ka(b)的大小有關(guān)。Ka(b)越大,滴定突躍范圍越大。
 ?。?)酸堿滴定的可行性:強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿):ca(b)Ka(b)≥10-8,此酸、堿可被準(zhǔn)確滴定。多元酸(堿):ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8,ca2(b2)Ka2(b2)≥10-8,則兩級離解的H+均可被滴定。若Ka1(b1)/Ka2(b2)>104,則可分步滴定,形成二個突躍。若Ka1(b1)/Ka2(b2)<104,則兩級離解的H+(OH-)被同時滴定,只出現(xiàn)一個滴定終點。若ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8,ca2(b2)Ka2(b2)<10-8,則只能滴定第一級離解的H+(OH-)。
  (5)溶質(zhì)在溶劑SH中的表觀酸(堿)常數(shù):
3.基本計算
 ?。?)[H+]的計算:一元強(qiáng)酸(堿):若ca(b)≥20[OH-],用最簡式:[H+]=ca;[OH-]=cb。
  一元弱酸(堿):若cKa(b)≥20Kw,c/Ka(b)≥500,用最簡式,。
  多元弱酸(堿):若只考慮第一級離解,按一元弱酸(堿)處理:caKa1(b1)≥20Kw,c/Ka1(b1)≥500,用最簡式:;。
  酸式鹽:若 cKa2≥20Kw,c≥20Ka1,用最簡式:。
  弱酸弱堿鹽:若cKa'≥20Kw,c≥20Ka,用最簡式:。
  緩沖溶液:若ca>20[OH-]、cb>20[H+],用最簡式:
  (2)終點誤差:強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定誤差公式:
  
  強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的滴定誤差公式:
  一元弱酸的滴定誤差公式:
  一元弱堿的滴定誤差公式:
 ?。?)冰醋酸為溶劑的標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度校正:
  

第六章 氧化還原滴定法

2)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度:條件平衡常數(shù)K′越大,反應(yīng)向右進(jìn)行得越完全。滿足lgK′≥3(n1+n2)或△φθ'≥0.059×3(n1+n2)/n1n2的氧化還原反應(yīng)才可用于滴定分析。一般來說,只需△φθ'大于0.3V~0.4V,均可滿足滴定分析的要求。
  (3)氧化還原滴定曲線計算及影響滴定突躍范圍的因素:化學(xué)計量點前一般用被測物電對計算;化學(xué)計量點后利用滴定液電對計算;化學(xué)計量點時電位值計算公式:
  
  滴定突躍范圍及影響因素:△φθ'越大,突躍范圍較大。氧化還原滴定電位突躍范圍由下式計算:
  
 ?。?)碘量法
  I2+2e=2I- φθ=0.5345V
  直接碘量法以I2為標(biāo)準(zhǔn)溶液,在酸性、中性、弱堿性溶液中測定還原性物質(zhì),滴定前加入淀粉指示劑,以藍(lán)色出現(xiàn)為終點。
  間接碘量法以Na2S2O3為標(biāo)準(zhǔn)溶液,在中性或弱酸性溶液中滴定I2,滴定反應(yīng)為:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,其中I-是由氧化劑與I-反應(yīng)定量置換而來,稱置換碘量法;若I2是還原性物質(zhì)與定量過量I2標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)后剩余的,則稱剩余碘量法或回滴法。間接碘量法應(yīng)在近終點時加入淀粉指示劑,以藍(lán)色褪去為終點。該法應(yīng)特別注意I2的揮發(fā)及I-的氧化。
  掌握I2及Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、標(biāo)定及相關(guān)計算。
  (5)高錳酸鉀法
  MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O
  KMnO4為標(biāo)準(zhǔn)溶液,自身指示劑,宜在1mol/L~2mol/L的H2SO4酸性中測還原性物質(zhì)。掌握用草酸鈉作基準(zhǔn)物標(biāo)定KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的反應(yīng)、條件和注意事項。
 ?。?)重氮化法
  ArNH2+NaNO2+2HCl=[Ar-N+≡N]Cl-+NaCl+2H2O
  NaNO2為標(biāo)準(zhǔn)溶液,在1mol/L的HCl酸性溶液中,用快速滴定法測芳伯胺類化合物,外指示劑(KI-淀粉)法或永停滴定法指示終點。
 ?。?)了解溴酸鉀法、溴量法、重鉻酸鉀法、鈰量法、高碘酸鉀法的基本原理、測定條件和測定對象。

第十六章 色譜分析法概論

速率理論
  Van Deemter方程式為:H=A+B/u+Cu
  速率理論的塔板高度H與塔板理論中的塔板高度有所不同,是色譜峰展寬的指標(biāo),但兩者均是柱效的的度量。 B及C分別代表渦流擴(kuò)散系數(shù)、縱向擴(kuò)散系數(shù)和傳質(zhì)阻抗系數(shù),其單位分別為cm、cm2/s及s。三者均與色譜動力學(xué)因素有關(guān)。重點是要理解這些影響柱效的因素的物理含義。
  渦流擴(kuò)散:也稱為多徑擴(kuò)散,與填充不規(guī)則因子l和填料(固定相)顆粒的平均直徑dp有關(guān):A=2ldp
  縱向擴(kuò)散:縱向擴(kuò)散系數(shù)B與彎曲因子g和組分在流動相中的擴(kuò)散系數(shù)Dm有關(guān):B=2gDm
  傳質(zhì)阻抗:影響組分溶解、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移的阻力,包括固定相傳質(zhì)阻抗Csu和流動相傳質(zhì)阻抗Cmu。
  流動相線速度對塔板高度的影響: 在較低線速度時,縱向擴(kuò)散項起主要作用,線速度升高,塔板高度降低,柱效升高;在較高線速度時,傳質(zhì)阻抗起主要作用,線速度升高,塔板高度增高,柱效降低。
  速率理論研究影響柱效(或峰展寬即組分離散)的各種動力學(xué)因素,用于指導(dǎo)色譜實驗條件的選擇。Van Deemter方程在GC、HPLC和CE中的具體形式和應(yīng)用將在相應(yīng)章節(jié)討論。根據(jù)此方程還可以求出流動相的最佳流速uop。以H=A+B/u+Cu對u微分,得H'=-Bu-2+C,當(dāng)其等于0時,H有極值, 于是-Bu-2+C=0,因此,此時塔板高度為。

第十八章 高效液相色譜法

HPLC儀器
 ?。?)輸液泵
  (2)檢測器:有紫外、熒光、電化學(xué)和蒸發(fā)光散射檢測器等。
  紫外檢測器:原理是朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律;適用于有紫外吸收的組分。
  二極管陣列檢測器:可獲得三維光譜-色譜圖,同時提供定性定量信息。
  熒光檢測器:原理是熒光強(qiáng)度與組分的濃度成線性關(guān)系。
  電化學(xué)檢測器:原理是當(dāng)組分經(jīng)過電極表面時,發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生電量(Q)的大小符合法拉第定律:Q=nFN;
  蒸發(fā)光散射檢測器:散射光的強(qiáng)度(I)與氣溶膠中組分的質(zhì)量(m)有下述關(guān)系: I=kmb或lgI=blgm+lgk

第十九章 平面色譜法:

(一)平面色譜的基本術(shù)語和公式

參數(shù)

公式

目的和作用

備注

定性
參數(shù)

比移值Rf


平面色譜
定性分析


相對比移值Rr


面效
參數(shù)

理論塔板數(shù)n

n=16(L/W)2

平面色譜
分離效率

塔板高度H

H=L0/n

分離
參數(shù)

分離度R


平面色譜
分離度

分離參數(shù)SN


(二)主要平面色譜類型

色譜類型

分離原理

載體

固定相

流動相

Rf順序

吸附薄層色譜

吸附


硅膠

有機(jī)溶劑

極性小的Rf值大

正相薄層色譜

分配

硅膠

有機(jī)溶劑

極性小的Rf值大

反相薄層色譜

分配

硅膠

硅膠鍵合相

水-有機(jī)溶劑

極性小的Rf值小

紙色譜

分配

濾紙

水-有機(jī)溶劑

極性小的Rf值大

(三)吸附薄層色譜條件的選擇
  根據(jù)被測組分的極性大,選擇吸附劑的活度要小,流動相極性要大;被測組分的極性小,選擇吸附劑的活度要大,流動相極性要小。
  1.被分離物質(zhì)的極性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
  (1)基本母核相同,基團(tuán)極性愈大,分子極性愈強(qiáng);極性基團(tuán)數(shù)目增加,分子極性增強(qiáng)。常見的取代基極性大小順序:烷烴<烯烴<醚類<硝基化合物<二甲胺<脂類<酮類<醛類<硫醇<胺類<酰胺<醇類<酚類<羧酸類。
 ?。?)分子雙鍵愈多,共軛度愈大,吸附性愈大。
 ?。?)空間排列影響極性,如能產(chǎn)生分子內(nèi)氫鍵的分子極性下降。
  2.吸附劑的活度選擇 被分離物質(zhì)的極性大,吸附劑活度要小,以免吸附太牢,不易洗脫;被分離物質(zhì)的極性小,則吸附劑的活度要大,以免不被吸附,而無法分離。可改變板活化溫度和時間來控制吸附劑的活度。
  3.展開劑的極性 按相似相溶原則選擇。

物質(zhì)極性

吸附力

展開劑極性

備注

強(qiáng)

避免吸附太牢,Rf太小

避免不被吸附,Rf太大

單一溶劑的極性順序:石油醚<環(huán)己烷<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烷<苯、甲苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮 <正丙醇<乙醇<甲醇<吡啶<酸<水。
  4.混合溶劑選擇的一般規(guī)則 先用單一的中等極性展開劑試驗,得出合適的極性。再改用二元展開劑,調(diào)節(jié)比例達(dá)到預(yù)期的極性,得到混合展開劑。目的是通過混合展開劑的極性和溶劑的強(qiáng)度,使各組分具有適宜的Rf值,從而達(dá)到良好的分離效率。

第二十一章 色譜聯(lián)用分析法

(1)GC-MS的原理:氣相色譜儀分離試樣中各組分,起著樣品制備的作用;接口把氣相色譜流出的各組分送入質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測,起著氣相色譜和質(zhì)譜之間適配器的作用;質(zhì)譜儀將接口依次引入的各組分進(jìn)行分析,成為氣相色譜儀的檢測器;計算機(jī)系統(tǒng)控制氣相色譜、接口和質(zhì)譜儀,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,由此同時獲得色譜和質(zhì)譜數(shù)據(jù),對復(fù)雜試樣中的組分進(jìn)行定性和定量分析。
  (2)HPLC-MS的原理:試樣通過液相色譜系統(tǒng)進(jìn)樣,由色譜柱進(jìn)行分離,而后進(jìn)入接口。在接口中,試樣由液相中的離子或分子轉(zhuǎn)變成氣相離子,然后被聚焦于質(zhì)量分析器中,根據(jù)質(zhì)荷比而分離。最后離子信號被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,由電子倍增器檢測,檢測信號被放大后傳輸至計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),同時獲得各種色譜、質(zhì)譜數(shù)據(jù)。
 ?。?)ESI的工作原理:當(dāng)色譜柱后流出物移至噴嘴頂端并溢出時,形成扇狀噴霧,在毛細(xì)管上的高電場會引起氧化還原反應(yīng),形成含離子的微滴。在干燥氣作用下,液滴的溶劑蒸發(fā),離子向液滴表面移動,液滴表面的離子密度越來越大,當(dāng)達(dá)到Rayleigh極限時,即液滴表面電荷產(chǎn)生的庫侖排斥力與液滴表面的張力大致相等時,液滴產(chǎn)生非均勻破裂,分裂成更小的液滴,蒸發(fā)、電荷過剩和液滴分裂這一過程將不斷重復(fù)。液滴半徑小于10nm時,其電荷的排斥作用導(dǎo)致部分離子從液滴表面蒸發(fā)出來,最終以單電荷或多電荷離子的形式從溶液中轉(zhuǎn)移至氣相,形成了氣相離子。在強(qiáng)電位差的驅(qū)動下,離子經(jīng)取樣孔進(jìn)入質(zhì)譜真空區(qū),再經(jīng)聚焦后進(jìn)入質(zhì)量分析器。
  (4)APCI的工作原理:色譜柱后流出物經(jīng)過噴霧探針中心的毛細(xì)管流入,被其外部霧化氣套管的氮氣流(霧化氣)霧化,形成氣溶膠,并在毛細(xì)管出口前被加熱管劇烈加熱氣化。在加熱管端口用電暈放電針進(jìn)行電暈尖端放電,使溶劑分子被電離,形成溶劑離子。溶劑離子再與組分的氣態(tài)分子反應(yīng),生成組分的準(zhǔn)分子離子。正離子通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移、加合物形成或電荷抽出反應(yīng)而形成;負(fù)離子則通過質(zhì)子抽出、陰離子附著或電子捕獲而形成。
 ?。?)串聯(lián)四極質(zhì)量分析器的工作原理:在離子源中產(chǎn)生的離子進(jìn)入第一個四極質(zhì)量分析器進(jìn)行質(zhì)量分離,然后選定質(zhì)荷比的離子離開第一個質(zhì)量分析器,進(jìn)入第二個四極質(zhì)量分析器,其他離子則被“過濾”掉。第二個四極質(zhì)量分析器被一箱體包圍,稱為碰撞池,內(nèi)充惰性氣體如氬氣。進(jìn)入的離子在此與惰性氣體(碰撞氣)發(fā)生碰撞,或自身分解,產(chǎn)生一系列新離子,即產(chǎn)物離子(product ion)。產(chǎn)物離子由第三個四極質(zhì)量分析器分離分析。
  (6)離子阱質(zhì)量分析器的原理:兩個接地端罩電極及它們之間的兩個環(huán)電極組成了離子阱。采用脈沖加速電壓使樣品離子化并將其引入至離子阱中。離子被儲存在離子阱中的一穩(wěn)定軌道上。處于穩(wěn)定區(qū)外的離子,由于運(yùn)動幅度大,與電極碰撞而消亡??刂茠呙璧纳漕l電壓施加在環(huán)電極上。逐漸增加射頻電壓,使離子徑跡連續(xù)地不穩(wěn)定,從而使離子按m/z的大小從端罩電極的出口排斥進(jìn)入電子倍增器被檢測。
  此外,還有氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用(GC-FTIR)、高效液相色譜-核磁共振波譜聯(lián)用(HPLC-NMR)及多維色譜。
  核磁共振波譜是測定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的最強(qiáng)有力的技術(shù)之一,高效液相色譜-核磁共振波譜(HPLC-NMR)具有廣闊的應(yīng)用前景。但是實現(xiàn)這種聯(lián)用又最具有挑戰(zhàn)性。HPLC-NMR能夠獲得復(fù)雜試樣中微量組分的氫譜、碳譜及各種相關(guān)譜,成為復(fù)雜試樣如中藥的活性成分、生物樣品中的藥物及其代謝物等同時定性分析、結(jié)構(gòu)鑒定和定量測定的重要手段。還可與質(zhì)譜聯(lián)用,LC-NMR-MS已用于代謝組學(xué)研究。
  全二維氣相色譜是將分離機(jī)制不同而又相互獨立的兩根色譜柱串聯(lián)起來,經(jīng)柱1分離后的每一個流分都經(jīng)過接口進(jìn)行聚焦,然后以脈沖方式依次進(jìn)入柱2進(jìn)行第二次分離,組分從柱2流出后進(jìn)入檢測器,信號經(jīng)計算機(jī)系統(tǒng)處理后,得到以柱1保留時間為縱坐標(biāo),柱2保留時間為橫坐標(biāo)的二維色譜圖。
二、重點和難點
  本章的重點是GC-MS和HPLC-MS,尤其是ESI、APCI和串聯(lián)四極質(zhì)量分析器的工作原理,色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析的全掃描模式、選擇離子監(jiān)測、選擇反應(yīng)監(jiān)測及實驗條件的選擇。
  無論是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用還是高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,都能給我們提供定性分析、結(jié)構(gòu)分析和定量分析的豐富信息。要弄懂各種信息的定義或含義,才能順利解析圖譜,并用于各種分析。
1.全掃描模式
  色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的全掃描是質(zhì)量分析器在給定的時間范圍內(nèi)對給定質(zhì)荷比范圍進(jìn)行無間斷地掃描,獲得樣品中每一個組分(或在某一特定時刻)的全部質(zhì)譜。在這種掃描模式下,可以獲得下列各種定性和定量信息。
  (1)總離子流色譜圖:總離子流色譜圖(total ion current chromatogram;TIC)是總離子流強(qiáng)度隨時間(掃描次數(shù))變化的色譜圖。其中對應(yīng)某一時間點的峰高是該時間點流進(jìn)的組分的所有質(zhì)荷比的離子強(qiáng)度的加和。此圖與普通色譜圖沒有什么區(qū)別,也同樣給出保留值、峰高和峰面積,但此圖的峰高和峰面積很難用于組分的定量分析。這種譜圖的縱坐標(biāo)為總(全)離子流的強(qiáng)度,即是在該時間流出組分的所有的m/z離子的離子流強(qiáng)度的加和。橫坐標(biāo)為時間或連續(xù)掃描的頻次。
 ?。?)質(zhì)量色譜圖:是在一次掃描測定中,只記錄某一個質(zhì)荷比m/z的離子流強(qiáng)度隨時間變化的色譜圖。這種譜圖的描述與總離子流色譜圖相似,其縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)也分別為離子流強(qiáng)度及時間。也稱為提取離子色譜圖。
 ?。?)全掃描色譜-質(zhì)譜三維譜:是使用計算機(jī)的三維軟件繪制的三維總離子流圖。用x,y,z三個坐標(biāo)描述,其中x坐標(biāo)方向表示原子質(zhì)量單位(質(zhì)荷比m/z),y坐標(biāo)方向表示時間或連續(xù)掃描的次數(shù),z坐標(biāo)方向表示離子流的強(qiáng)度(離子豐度)。這種三維總離子流圖的信息相當(dāng)豐富,假如取垂直于y坐標(biāo)方向(時間軸)上的任何一點的截面,就是即時時間流出物的質(zhì)譜圖。假如取垂直于x坐標(biāo)方向(質(zhì)荷比m/z軸)上的任何一點的截面,就是該質(zhì)荷比的質(zhì)量色譜圖,或稱為提取離子色譜圖。假如沿x坐標(biāo)方向,將具有相同時間的各m/z離子流強(qiáng)度相加,便得到二維平面的總離子流色譜圖。
全掃描色譜-質(zhì)譜三維譜與總離子流色譜圖、質(zhì)量色譜圖及即時質(zhì)譜圖的相關(guān)關(guān)系的理解是重點內(nèi)容之一。
 ?。?)質(zhì)譜:即將全掃描得到的分子離子、準(zhǔn)分子離子及所有碎片離子的質(zhì)荷比,與其對應(yīng)的離子流的相對強(qiáng)度作圖,稱為即時時間質(zhì)譜。
2.選擇離子監(jiān)測
  選擇離子監(jiān)測是對一個或一組特定離子進(jìn)行檢測的技術(shù)。當(dāng)目標(biāo)化合物的質(zhì)譜已知時,在操作前確定欲監(jiān)測的質(zhì)量,只對其進(jìn)行檢測而不記錄其他離子。只檢測一個質(zhì)量的離子稱為單離子監(jiān)測,檢測多離子的選擇離子監(jiān)測稱為多離子檢測。選擇離子監(jiān)測可以把全掃描模式所得的復(fù)雜的總離子色譜圖變得非常簡單,即獲得如上所述的質(zhì)量色譜圖。由于僅檢測一個或幾個離子,使檢測器接受某一離子的時間比全掃描模式下更多,離子流強(qiáng)度大兩個數(shù)量級。因此提高了靈敏度約100倍,同時也有更快的掃描速度。選擇離子監(jiān)測主要用于定量分析。
3.選擇反應(yīng)監(jiān)測
  選擇反應(yīng)監(jiān)測是串聯(lián)質(zhì)譜的一種檢測模式,即監(jiān)測一個或幾個特定的離子反應(yīng),監(jiān)測幾個離子反應(yīng)又稱為多反應(yīng)監(jiān)測。在選擇反應(yīng)監(jiān)測中要先選定前體離子,再對其進(jìn)行碰撞誘導(dǎo)裂解,產(chǎn)生產(chǎn)物離子,最后對選定的產(chǎn)物離子進(jìn)行檢測。選擇反應(yīng)監(jiān)測與SIM一樣能對復(fù)雜混合物中的痕量組分進(jìn)行快速鑒別和定量分析,而且由于它監(jiān)測兩組特定且直接相關(guān)的離子,故其選擇性更高,同時由于對特定離子的掃描次數(shù)更多,靈敏度也更高。由選擇反應(yīng)監(jiān)測獲得的譜圖也與質(zhì)量色譜圖(或總離子流色譜圖)相似。其峰面積或峰高用于目標(biāo)化合物的定量分析。
4.HPLC-MS分析實驗條件的選擇
 ?。?)流動相和流量:常用流動相為水、甲醇、乙腈及它們的混合物,需要調(diào)節(jié)pH時,還可用醋酸、甲酸或它們的銨鹽溶液,應(yīng)避免磷酸鹽或離子對試劑等。流量對LC-MS分析有較大影響,要根據(jù)柱內(nèi)徑和接口的不同來選擇流量。
  (2)離子檢測模式:堿性物質(zhì)如仲胺、叔胺選擇正離子檢測模式,可用醋酸或甲酸使試樣酸化至pKa-2。酸性物質(zhì)及含有較多強(qiáng)電負(fù)性基團(tuán)的物質(zhì),選擇負(fù)離子檢測模式。
  (3)溫度:接口的干燥氣體溫度應(yīng)高于待分析物沸點20℃左右,同時要考慮物質(zhì)的熱穩(wěn)定性和流動相中有機(jī)溶劑的比例。
5.色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析方法的特點
 ?。?)分離效能和定性鑒別能力同時增加,并使色譜-質(zhì)譜在線聯(lián)用程序一氣呵成,這是其他任何一種分析方法所不及的。
 ?。?)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析的定性能力強(qiáng)。除保留時間外,尚有分子離子、碎片離子、離子峰強(qiáng)比、同位素離子峰、總離子流色譜峰、選擇離子色譜峰及選擇離子色譜峰所對應(yīng)的保留時間窗及質(zhì)譜圖等多種指標(biāo)。除分子離子及碎片離子外,還獲得準(zhǔn)分子離子、多電荷離子,這些都是獨特的定性鑒別的重要參數(shù)。使得色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的定性方法遠(yuǎn)比GC、HPLC、CE法更可靠。
  (3)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀采用的是一種通用的靈敏度較高的檢測器,可同時檢測多種化合物。選擇離子和選擇反應(yīng)監(jiān)測手段大大提高了方法的靈敏度和選擇性,使色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的定量分析準(zhǔn)確度高。
 ?。?)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析方法適用范圍廣。GC-MS適合于小分子,易揮發(fā)性化合物的分析。LC-MS適合于強(qiáng)極性、揮發(fā)性差、易熱分解、大分子化合物及離子型化合物的分離鑒定和分析。



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