agilentgc色譜柱(GC的原理)

1.GC的原理

氣相色譜系統由盛在管柱內的吸附劑，或惰性固體上涂著(zhù)液體的固定相和不斷通過(guò)管柱的氣體的流動(dòng)相組成。將欲分離、分析的樣品從管柱一端加入后，由于固定相對樣品中各組分吸附或溶解能力不同，即各組分在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數有差別，當組分在兩相中反復多次進(jìn)行分配并隨移動(dòng)相向前移動(dòng)時(shí)，各組分沿管柱運動(dòng)的速度就不同，分配系數小的組分被固定相滯留的時(shí)間短，能較快地從色譜柱末端流出。以各組分從柱末端流出的濃度 c對進(jìn)樣后的時(shí)間t作圖，得到的圖稱(chēng)為色譜圖。當色譜過(guò)程為沖洗法方式時(shí)，色譜圖如圖1所示。從色譜圖可知，組分在進(jìn)樣后至其最大濃度流出色譜柱時(shí)所需的保留時(shí)間tR，與組分通過(guò)色譜柱空間的時(shí)間tM，及組分在柱中被滯留的調整保留時(shí)間t惱的關(guān)系是：

式中t惱與tM的比值表示組分在固定相比在移動(dòng)相中滯留時(shí)間長(cháng)多少倍，稱(chēng)為容量因子k:

從色譜圖還可以看到，從柱后流出的色譜峰不是矩形，而是一條近似高斯分布的曲線(xiàn)，這是由于組分在色譜柱中移動(dòng)時(shí)，存在著(zhù)渦流擴散、縱向擴散和傳質(zhì)阻力等因素，因而造成區域擴張。在色譜柱內固定相有兩種存放方式，一種是柱內盛放顆粒狀吸附劑，或盛放涂敷有固定液的惰性固體顆粒〔載體或稱(chēng)擔體（表2）〕；另一種是把固定液涂敷或化學(xué)交聯(lián)于毛細管柱的內壁。用前一種方法制備的色譜柱稱(chēng)為填充色譜柱，后一種方法制備的色譜柱稱(chēng)為毛細管色譜柱（或稱(chēng)開(kāi)管柱）。

通常借用蒸餾法的塔片概念來(lái)表示色譜柱的效能，例如使用“相當于一個(gè)理論塔片的高度“H或“塔片數”n來(lái)表示柱效。對于填充柱：

對于開(kāi)管柱：

式中λ是與填充均勻性有關(guān)的因素，稱(chēng)為填充不規則因子； γ是柱內填充物使得氣體擴散路徑彎曲的因素，稱(chēng)為彎曲因子；dp是填充物平均顆粒直徑（即粒度）；u是載氣在柱溫、柱壓下的線(xiàn)速；Dg是組分在氣相中的分子擴散系數；Dl是組分在液相的擴散系數；df是固定液的液膜厚度；dc是開(kāi)管柱的內徑。所以色譜柱的塔片數n=L/H，式中L為色譜柱長(cháng)；n的數值可用給定的物質(zhì)作實(shí)驗，由實(shí)驗所得到的色譜圖（圖1）計算得到：

式中ω┩為色譜峰的半高寬，由于氣相色譜的組分在固定液中的分配等溫線(xiàn)多為線(xiàn)性，如果進(jìn)樣量很小，得到的色譜峰流出曲線(xiàn)最初是用高斯正態(tài)分布來(lái)描述的，其數學(xué)表示式為：

現在實(shí)驗和理論上都證明了物質(zhì)的色譜峰形狀是不對稱(chēng)的和曳尾的，若用指數衰減修正的高斯分布作為描述色譜峰形狀的分布函數，則更為確切：

式中A表示峰面積；tG表示高斯峰的中心位置；σ表示高斯峰的標準方差；τ表示指數衰減函數的時(shí)間常數；t′為積分變量。

上面曾經(jīng)指出，兩組分的分配系數必須有差異，其色譜峰才能被分開(kāi)。有了差異，分離時(shí)所需的柱效n也就不相同，所以要判別兩色譜峰分離的情況（圖2），還需要采用色譜柱總分離效能指標R:

n與R的關(guān)系為：

式中α′是組分相對保留值；α是組分校正相對保留值。從上式可知，選擇適宜固定液和具有給定塔片數的色譜柱后，應該通過(guò)改變色譜柱溫來(lái)調節α′值，從而滿(mǎn)足將兩組分分離至給定R值的分離程度。

2.GC的基本原理是什么

Java的內存管理實(shí)際上就是對象的管理，其中包括對象的分配和釋放。

對于程序員來(lái)說(shuō)，分配對象使用new關(guān)鍵字；釋放對象時(shí)，只要將對象所有引用賦值為null，讓程序不能夠再訪(fǎng)問(wèn)到這個(gè)對象，我們稱(chēng)該對象為\"不可達的\"。GC將負責回收所有\"不可達\"對象的內存空間。

對于GC來(lái)說(shuō)，當程序員創(chuàng )建對象時(shí)，GC就開(kāi)始監控這個(gè)對象的地址、大小以及使用情況。通常，GC采用有向圖的方式記錄和管理堆（heap）中的所有對象（詳見(jiàn) 參考資料1 ）。

通過(guò)這種方式確定哪些對象是\"可達的\"，哪些對象是\"不可達的\"。 當GC確定一些對象為\"不可達\"時(shí)，GC就有責任回收這些內存空間。

但是，為了保證GC能夠在不同平臺實(shí)現的問(wèn)題，Java規范對GC的很多行為都沒(méi)有進(jìn)行嚴格的規定。例如，對于采用什么類(lèi)型的回收算法、什么時(shí)候進(jìn)行回收等重要問(wèn)題都沒(méi)有明確的規定。

因此，不同的JVM的實(shí)現者往往有不同的實(shí)現算法。 這也給Java程序員的開(kāi)發(fā)帶來(lái)行多不確定性。

本文研究了幾個(gè)與GC工作相關(guān)的問(wèn)題，努力減少這種不確定性給Java程序帶來(lái)的負面影響。 增量式GC( Incremental GC ) GC在JVM中通常是由一個(gè)或一組進(jìn)程來(lái)實(shí)現的，它本身也和用戶(hù)程序一樣占用heap空間，運行時(shí)也占用CPU。

當GC進(jìn)程運行時(shí)，應用程序停止運行。因此，當GC運行時(shí)間較長(cháng)時(shí)，用戶(hù)能夠感到Java程序的停頓，另外一方面，如果GC運行時(shí)間太短，則可能對象回收率太低，這意味著(zhù)還有很多應該回收的對象沒(méi)有被回收，仍然占用大量?jì)却妗?/p>

因此，在設計GC的時(shí)候，就必須在停頓時(shí)間和回收率之間進(jìn)行權衡。 一個(gè)好的GC實(shí)現允許用戶(hù)定義自己所需要的設置，例如有些內存有限有設備，對內存的使用量非常敏感，希望GC能夠準確的回收內存，它并不在意程序速度的放慢。

另外一些實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )游戲，就不能夠允許程序有長(cháng)時(shí)間的中斷。增量式GC就是通過(guò)一定的回收算法，把一個(gè)長(cháng)時(shí)間的中斷，劃分為很多個(gè)小的中斷，通過(guò)這種方式減少GC對用戶(hù)程序的影響。

雖然，增量式GC在整體性能上可能不如普通GC的效率高，但是它能夠減少程序的最長(cháng)停頓時(shí)間。 Sun JDK提供的HotSpot JVM就能支持增量式GC。

HotSpot JVM缺省GC方式為不使用增量GC，為了啟動(dòng)增量GC，我們必須在運行Java程序時(shí)增加-Xincgc的參數。 HotSpot JVM增量式GC的實(shí)現是采用Train GC算法。

它的基本想法就是，將堆中的所有對象按照創(chuàng )建和使用情況進(jìn)行分組（分層），將使用頻繁高和具有相關(guān)性的對象放在一隊中，隨著(zhù)程序的運行，不斷對組進(jìn)行調整。當GC運行時(shí)，它總是先回收最老的（最近很少訪(fǎng)問(wèn)的）的對象，如果整組都為可回收對象，GC將整組回收。

這樣，每次GC運行只回收一定比例的不可達對象，保證程序的順暢運行。 詳解finalize函數 finalize是位于Object類(lèi)的一個(gè)方法，該方法的訪(fǎng)問(wèn)修飾符為protected，由于所有類(lèi)為Object的子類(lèi)，因此用戶(hù)類(lèi)很容易訪(fǎng)問(wèn)到這個(gè)方法。

由于，finalize函數沒(méi)有自動(dòng)實(shí)現鏈式調用，我們必須手動(dòng)的實(shí)現，因此finalize函數的最后一個(gè)語(yǔ)句通常是super。finalize（)。

通過(guò)這種方式，我們可以實(shí)現從下到上實(shí)現finalize的調用，即先釋放自己的資源，然后再釋放父類(lèi)的資源。 根據Java語(yǔ)言規范，JVM保證調用finalize函數之前，這個(gè)對象是不可達的，但是JVM不保證這個(gè)函數一定會(huì )被調用。

另外，規范還保證finalize函數最多運行一次。 很多Java初學(xué)者會(huì )認為這個(gè)方法類(lèi)似與C++中的析構函數，將很多對象、資源的釋放都放在這一函數里面。

其實(shí)，這不是一種很好的方式。原因有三，其一，GC為了能夠支持finalize函數，要對覆蓋這個(gè)函數的對象作很多附加的工作。

其二，在finalize運行完成之后，該對象可能變成可達的，GC還要再檢查一次該對象是否是可達的。因此，使用finalize會(huì )降低GC的運行性能。

其三，由于GC調用finalize的時(shí)間是不確定的，因此通過(guò)這種方式釋放資源也是不確定的。 通常，finalize用于一些不容易控制、并且非常重要資源的釋放，例如一些I/O的操作，數據的連接。

這些資源的釋放對整個(gè)應用程序是非常關(guān)鍵的。在這種情況下，程序員應該以通過(guò)程序本身管理（包括釋放）這些資源為主，以finalize函數釋放資源方式為輔，形成一種雙保險的管理機制，而不應該僅僅依靠finalize來(lái)釋放資源。

以上是我對于這個(gè)問(wèn)題的解答，希望能夠幫到大家。

3.氣相色譜法（GC）是什么

氣相色譜法（GC）：氣相色譜法測定糖類(lèi)始于1958年，主要用于分析多糖和寡糖的單糖組成。

氣相色譜法要求供試樣品有良好的揮發(fā)性和熱穩定性，而糖由于含有大量的羥基不能在高溫下直接揮發(fā)，需要將其衍生為易揮發(fā)、對熱較穩定的物質(zhì)。多糖、寡糖可直接制備成衍生物進(jìn)行GC測定，多糖需先降解成單糖或寡糖后制成衍生物再進(jìn)行GC測定。

在分析復雜樣品時(shí)，由于糖的異構化而造成多峰現象，所以應選擇適宜的衍生物制備方法，常用于糖的衍生試劑有三甲基硅烷、三氯醋酸酐等。 用于糖類(lèi)分析的固定相從非極性、中等極性到極性都有應用。

硅烷化衍生物常用中等極性的色譜柱，酞基衍生物可采用基性較強的色譜柱來(lái)分離。對于復雜的多糖，由于其降解產(chǎn)物含有多個(gè)峰，且某些峰的保留時(shí)間非常接近，人們己越來(lái)越多的采用毛細管柱代替填充柱來(lái)進(jìn)行分析。