島津公司分析儀器公司GC（GAS

CHROMATOGRAM）學(xué)校

－基本課程－10GC是什么?數(shù)據(jù)處理器是什么成份和有多少量(樣品進(jìn)樣口)通過(guò)加熱，使每個(gè)成份被汽化。載氣將樣品送入色譜柱色譜柱將樣品中不同的成分分離開(kāi)(檢測(cè)器)從色譜柱出來(lái)了的每個(gè)成份的量按比例轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。目標(biāo)：混合樣品（氣體或液體）氣體樣品液體樣品GC20在400攝氏度以下的溫度可以汽化(變成氣體)的化合物在汽化時(shí)不會(huì)分解的化合物在汽化時(shí)可以分解成固定比例碎片的化合物

(熱裂解

GC)即使符合上述的情況還可能有難以分析的化合物分析不可能或很難由GC分析化合物的例子分子量小也不能蒸發(fā)的化合物(例如:無(wú)機(jī)的金屬、離子,鹽)活性強(qiáng)或極端地不穩(wěn)定的的化合物(例如:氫氟酸、臭氧,氮氧化物)高吸附性的化合物(當(dāng)化合物含有羧基、羥基、氨基、硫等等因?yàn)槲胶突疃缺容^高,在分析要注意。)難以獲得標(biāo)準(zhǔn)樣的化合物(得到峰后難以做定性和定量分析)

可以在氣相色譜分析的化合物30?Chromatography

（色譜法）

Methodfor

Separation

（分離的方法）?Chromatograph

（色譜儀）

Instrumentfor

Chromatography（色譜儀器）?Chromatogram

（色譜圖）

DataofChromatography

（色譜結(jié)果）Chromato...???（色譜是什么?）50色譜

CHROMATOGRAM

60峰基線樣品注入的時(shí)間保留時(shí)間4.014min5.180min色譜(Chromatogram)正常峰形是對(duì)稱(chēng)的正態(tài)分布曲線。70尖峰寬峰峰寬(PeakWidth)毛細(xì)管柱：在分析時(shí)峰形幾乎都是尖峰填充柱：在等溫分析時(shí)越先出的峰，峰 形越尖銳填充柱：在等溫分析時(shí)越晚出的峰， 峰形越寬日本藥典“乙醇中揮發(fā)性的污染物測(cè)試、程序和裝置”標(biāo)準(zhǔn)分析90漂移（Drift）在程序升溫分析時(shí)，柱子固定液流失增加，造成基線上升。基線漂移100一個(gè)樣品入之后到一個(gè)成份到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間

(保留時(shí)間)

→

多長(zhǎng)?:定性分析 Qualitative

Analysis

組份的峰面積或峰的高度

→

多少?:定量分析 Quantitative

Analysis

一個(gè)分析結(jié)果有何意義?？|？？？|？？？|？110成份的峰面積(高度)與到達(dá)檢測(cè)器的成份的量成正例。(在FPD的S模態(tài)，它與成份的量的平方成正比)定量分析(QuantitativeAnalysis)標(biāo)準(zhǔn)樣品是定量分析所必需的。標(biāo)準(zhǔn)樣品1uL(成份A100ppm)成份A未知的樣品1uL成份A峰面積：700峰面積：1000100Conc.

(ppm)1000峰面積70070130GC的結(jié)構(gòu)140流量控制器進(jìn)樣口檢測(cè)器柱溫箱柱氣體鋼瓶電信號(hào)數(shù)據(jù)處理GC的結(jié)構(gòu)150載氣控制方式170檢測(cè)器的溫度檢測(cè)器的溫度總是比柱的溫度高。(通常比柱箱的程序升溫的最終溫度高20-30℃)進(jìn)樣口的溫度進(jìn)樣口被設(shè)定在足夠一個(gè)樣品中成份能被汽化的溫度。(它不需要特別高的溫度)雖然進(jìn)樣口設(shè)定的溫度通常與檢測(cè)器相同，但當(dāng)樣品易分解時(shí)會(huì)設(shè)的低一些。進(jìn)樣口和檢測(cè)器的溫度180柱上進(jìn)樣方式（正裝）玻璃襯管(如果被非揮發(fā)性的成份污染時(shí)可交換)進(jìn)樣口側(cè)進(jìn)樣口側(cè)檢測(cè)器側(cè)檢測(cè)器側(cè)玻璃柱樣品注入方法玻璃襯管方式（反裝）190氣相色譜柱填料管填充柱(PackedColumn)融熔石英固定液毛細(xì)管柱(CapillaryColumn)內(nèi)徑(I.D.)

2-4毫米長(zhǎng)度

0.5-5米(2米最常用)填料

涂覆有0.5-25%固定液的擔(dān)體固定液

理論塔板數(shù)一般都很小內(nèi)徑（I.D.）

0.1，0.25，0.32，0.53毫米長(zhǎng)度

5-100m(30m最常用)材質(zhì)

融熔石英固定液

理論塔板數(shù)一般都較大210氣相色譜柱多孔層開(kāi)口柱[PLOT](多孔高分子小球/氧化鋁等)管壁涂漬開(kāi)口柱[WCOT]或化學(xué)鍵合填充柱毛細(xì)管柱硅藻土(擔(dān)體)固定液不銹鋼或玻璃融熔石英或不銹鋼固定液220擔(dān)體PartitionMaterials在擔(dān)體上涂覆固定液固定相：液體

主要用于分析液體樣品固定液固體吸附材料(吸附劑)沒(méi)有涂覆固定液固定相：固體

主要用于分析氣體樣品。(硅膠、活性碳、分子篩、活性氧化鋁,還有多孔高分子小球)填料的種類(lèi)230CH3－OHCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3Methanol|甲醇Hexane|正已烷電子分配+-極化=極性化合物CH2-O-CH2-CH2-CNCH-O-CH2-CH2-CNCH2-O-CH2-CH2-CN-Si-O-Si-O-Si-CH3CH3CH3CH3CH3CH3TCEP(1,2,3Tris(2-Cyanoethoxy)Propane)SE-30(methylSiliconepolymer)+-無(wú)極化=非極性化合物固定液目標(biāo)化合物化合物的極性2501)Heptane2)Toluene3)MethylIsobutylKetone（MiBK)4)n-ButanolCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3CH3-CH2-CH2-CH2-OHCH3-C-C-CH3CH3CH3OSE-30TCPPEG-20MTCEP4)4)+3)4)4)1)1)1)1)3)3)3)2)2)2)2)不同固定液的極性260酸洗(AW)

這種處理可以去除擔(dān)體中的金屬或細(xì)小粉末硅烷化(DMCS)－Si－O－Si－OHOH+|+SiClClCH3CH3－Si－O－Si－OOSiCH3CH3易吸附的位置DMCS硅藻土擔(dān)體的表面堿處理(KOH)

表層被處理成堿性。用于分析堿性化合物。磷酸處理(H3PO4)

表層被處理成酸性。用于分析酸性化合物擔(dān)體的處理29060目的篩子(相當(dāng)于１英寸有６０個(gè)網(wǎng)孔)80目的篩子(相當(dāng)于１英寸有８０個(gè)網(wǎng)孔)100目的篩子(相當(dāng)于１英寸有１００個(gè)網(wǎng)孔)60/80目的粒子80/100目的粒子(250um-310um)

比60/80細(xì).目數(shù)(填料的粒子大小)3007G2.6-2.1玻璃柱的標(biāo)記的意義ColumnLength柱的長(zhǎng)度2.1m（0.5m-6.1m）ColumnI.D.柱的內(nèi)徑2.6mm有兩種類(lèi)型2.6mm和3.2mm.(這兩種類(lèi)型

玻璃襯管是不同)

適用于

GC-7A/9A/12A/14A/14B/15A/16A柱尺寸310玻璃柱(硬玻璃)它幾乎可用于所有的分析。惰性但易碎不銹鋼柱(SUS)它作為無(wú)活性無(wú)機(jī)氣體和碳?xì)浠衔锏鹊鹊姆治鼋Y(jié)實(shí)，但分析成份容易在表面上分解或吸附。柱安裝容易.特氟瓏(Fluororesin)柱它可以分析酸性成份或痕量的硫化物。它是惰性的但耐溫低柱的材質(zhì)(管)320C15|C15C18|C18C12|C12C15|C15C18|C18C12|C12C23|C23C15|C15C18|C18C12|C12C23|C23170℃等溫分析

C12-C15分離的比較好。

高沸點(diǎn)化合物出峰晚和峰較寬。230℃等溫分析

高沸點(diǎn)化合物出峰會(huì)比較早。TheseparationofC12-C15ispoor.

C12-C15分離的比較差。100℃-10℃/min-280℃

程序升溫分析

正構(gòu)烷烴出峰間隔相等的低沸點(diǎn)的化合物的分離度較好高沸點(diǎn)的化合物出峰也較早柱溫與分離的關(guān)系330IsothermalAnalysis|等溫分析同系物,按碳數(shù)從小到大的順序出峰正構(gòu)醇的混合物在等溫分析時(shí)，通常出峰早的化合物峰形較尖銳，通常出峰晚的化合物峰形較寬乙酸酯類(lèi)混合物甲醇乙醇正丙醇正丁醇乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸正丙酯碳數(shù)1保留時(shí)間的對(duì)數(shù)234乙酸酯類(lèi)混合物正構(gòu)醇的混合物同系物的碳數(shù)(沸點(diǎn))和保留時(shí)間的對(duì)數(shù)之間大致成的線性關(guān)系。340程序升溫分析同系物中碳數(shù)的較小先出峰正構(gòu)醇的混合物乙酸酯類(lèi)混合物乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸正丙酯含碳數(shù)1保留時(shí)間234乙酸酯類(lèi)混合物正構(gòu)醇的混合物同系物的碳數(shù)(沸點(diǎn))和保留時(shí)間之間大致成的線性關(guān)系。(出峰時(shí)間間隔幾乎相等)甲醇乙醇正丙醇正丁醇350檢測(cè)器360Detectors|檢測(cè)器＊最小可檢量是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定的，會(huì)隨著分析的化合物不同而變化。370單位（重量／體積）質(zhì)量單位mg =10-3g

ug =10-6g

ng =10-9g

pg =10-12g

fg =10-15g體積單位mL =10-3LuL =10-6LnL =10-9L當(dāng)比重是11mL=1g

1uL=1mg

1nL=1ug380單位(轉(zhuǎn)化)單位的關(guān)系% =10-2

（百分之一）

ppm =10-6

（百萬(wàn)分之一）

ppb

=10-9

（十億分之一）

ppt

=10-12

（萬(wàn)億分之一）

1ppm|百萬(wàn)分之一樣品為液體時(shí)

1ug/g=1ppm(w/w)

1nL/mL=1ppm(v/v)[1ug/mL不等于1ppm(w/v)]

樣品為氣體時(shí)

1uL/L=1ppm(v/v)(同樣條件下的體積)390目標(biāo)成份的峰高(10pg)S=16000噪音的高度N=5200S/N=16000/5200

=3.1在左圖中的峰,10pg的樣品信噪比（S/N）為3.1計(jì)算當(dāng)S/N=2時(shí),

樣品的量5200/16000x10(pg)x2=6.5(pg)該化合物檢測(cè)限（S/N=2)為6.5pg.最小可檢限（檢測(cè)極限)…通常,信噪比（S/N）=2-3最小可定量限…通常,信噪比（S/N）=10-20最小可檢限和最小定量限400目標(biāo)成份的峰高(10pg)S=16000噪音高度N=52005200/16000x10(pg)/4(sec)x2=1.6(pg/sec)這個(gè)化合物的每秒最小可檢測(cè)量(假設(shè)S/N=2)為1.6pg/sec而當(dāng)檢測(cè)器對(duì)特定元素響應(yīng)時(shí)如FID(C)、FTD(N或者P)和FPD(S或者P或者Sn)它以每秒能響應(yīng)的該元素的量來(lái)表達(dá)。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)左側(cè)的峰是磷酸三丁酯(C4H9)3PO4

(MW:266)，而且檢測(cè)器是FPD,(P的AW:31)1.6(pg/sec)x31/266=0.19pgP/sec則FPD使用磷酸三丁酯（S/N=2時(shí)）來(lái)測(cè)試磷元素時(shí)檢測(cè)器的最小可檢量為0.19pgP/sec.因?yàn)槌煞莸牧浚娣e）一樣時(shí)，峰的高度會(huì)隨著峰寬度變化而變化，檢測(cè)器的最小檢量以樣品出峰在S/N=2時(shí)每秒化合物的量來(lái)表示。半峰寬W1/2=4(sec)檢測(cè)器的最小可檢量（MDQ)410TCD(熱導(dǎo)檢測(cè)器)可以用來(lái)檢測(cè)除了載氣以外的幾乎所有化合物氦主要作為載氣來(lái)使用

(然而,當(dāng)分析氦和氫氣時(shí)會(huì)使用氮?dú)夂蜌鍤庾鬏d氣)熱導(dǎo)常數(shù)（10-6cal/sec·cm·℃)

氦:408

氫氣：547（非常高）

氮:73

氬:52

氧:76

水:60乙烷:77

甲醇:52丙酮:40

氯仿:24

...主要分析例子

氣體分析

FID檢測(cè)器無(wú)響應(yīng)的化合物，如水,甲醛,,甲酸420分析邊柱出口參考邊柱出口A|一B|BC|CD|D到數(shù)據(jù)處理器直流電壓加在A和B之間，當(dāng)載氣流量固定時(shí),每根電熱絲保持一固定的溫度，C和D之間有一個(gè)固定的電壓?；衔飶姆治鲞叺闹隹诹鞒?。→電熱絲的溫度溫度上升（假設(shè)化合物的導(dǎo)熱系數(shù)比載氣小)阻值變化。→

C和D之間的電壓發(fā)生變化TCD(熱導(dǎo)檢測(cè)器)430分析邊柱出口參考邊柱出口直流電壓加在A和B之間。輸出信號(hào)(在C和D之間的電壓)A|一B|BC|CD|D到數(shù)據(jù)處理器μTCDTCD僅使用毛細(xì)柱作測(cè)試440FID(火焰離子化檢測(cè)器)

對(duì)大多數(shù)的有機(jī)化合物（含碳）有響應(yīng)

<特例>羰基或羧基中的碳是沒(méi)有響應(yīng)的

(C=O).(CO,CO2,HCHO,HCOOH,等)

主要應(yīng)用于有機(jī)化合物。HCHO(甲醛)無(wú)響應(yīng)CH3CHO(乙醛)有響應(yīng)H-C-HOCH3-C-HO450FID(火焰離子化檢測(cè)器／氫火焰檢測(cè)器)空氣氫氣（+補(bǔ)充氣（尾吹氣））柱出口石英噴嘴氫火焰收集極高電極幾個(gè)ppm的有機(jī)化合物在氫火焰燃燒變成下列的離子。CHCHO++e-氧化(O)當(dāng)離子被收集極收集時(shí)產(chǎn)生了電流到數(shù)據(jù)處理器CNNO++CO+e-氧化2(O)460FTD(火焰熱離子檢測(cè)器)

NPD(氮磷檢測(cè)器)本檢測(cè)器對(duì)有機(jī)氮化合物的高選擇性和高靈敏度,而且對(duì)無(wú)機(jī)或有機(jī)的磷化合物有響應(yīng)（FPD對(duì)含磷化合物的選擇性更好.）對(duì)無(wú)機(jī)的氮化合物沒(méi)有響應(yīng)主要應(yīng)用于藥物的分析,有機(jī)氮/有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑分析470FTD(火焰熱離子檢測(cè)器)

NPD(氮磷檢測(cè)器)空氣氫（+補(bǔ)充氣（尾吹氣））柱出口|高電極石英噴嘴Rb2SO4

銣珠收集極到數(shù)據(jù)處理器

電源控制器當(dāng)白金卷上附著的硫酸銣鹽被電流加熱，在硫酸銣鹽形成等離子氣體，產(chǎn)生的活性銣離子與-CN及-PO2(有機(jī)磷化合物的氧化產(chǎn)生)反應(yīng)生成離子。CN-+Rb+當(dāng)離子被收集極收集生成電流CN+Rb*PO2-+Rb+PO2+Rb*480ECD(電子捕獲檢測(cè)器)有對(duì)電負(fù)性

強(qiáng)的化合物(有機(jī)鹵素混合,有機(jī)金屬化合物、和二酮)具有高選擇性和高的敏感的檢測(cè)器因?yàn)闄z測(cè)器中有放射性同位元素，必需向科學(xué)和技術(shù)的相關(guān)部門(mén)申報(bào)在安裝的情況主要應(yīng)用于環(huán)境分析 有機(jī)氯農(nóng)藥殘留 廢水中揮發(fā)性有機(jī)氯化物

環(huán)境中有機(jī)汞490ECD(電子捕獲檢測(cè)器)柱出口補(bǔ)充氣（尾吹氣）收集極排氣口63Ni

放射源

10mCi到數(shù)據(jù)處理器氮?dú)庾鰹檩d氣或補(bǔ)充氣(尾吹氣)被從63Ni被發(fā)出的β射線電離。N2N2++e-β射線當(dāng)電子被收集極收集產(chǎn)生電流（背景電流）如果電負(fù)性化合物進(jìn)入那么PCB-PCB+e-PCB-捕獲大量電子,電流減少500對(duì)磷(P)化合物/硫(S)化合物/有機(jī)的錫(Sn)的高選擇性和高的敏感的檢測(cè)器高選擇性檢測(cè)元素在氫火焰中發(fā)出的特征光。主要應(yīng)用

有機(jī)磷農(nóng)藥分析惡臭硫化物分析/食用香精分析水產(chǎn)品中有機(jī)錫分析FPD(火焰光度檢測(cè)器)510FPD(火焰光度檢測(cè)器)空氣氫氣(+補(bǔ)充氣（尾吹氣）)柱出口到數(shù)據(jù)處理器石英套筒光電倍增管濾光片只有特定波長(zhǎng)的光才能通過(guò)濾光片S(藍(lán)色)---394nm

P(黃色)---526nm

Sn(橙色)---610nm硫合化物、磷化合物及有機(jī)錫化合物在燃燒時(shí),發(fā)特定波長(zhǎng)的光。濾光片僅讓特定波長(zhǎng)的光通過(guò)，到達(dá)光電倍增管。光電倍增管將光線轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。520對(duì)叔胺和聚芳烴化合物有高選擇性和高敏感度的檢測(cè)器(可檢測(cè)幾百fgs三甲基胺)Mainexamplesofapplication

Trialkylamine(Offensiveodoranalysis)

藥物分析

|申請(qǐng)的主要用于

Trialkylamine(攻勢(shì)氣味分析)制藥的分析在廢氣中的聚芳烴分析SID(表面離子化檢測(cè)器)530空氣補(bǔ)充氣（尾吹氣）柱出口高壓極石英噴嘴發(fā)射極

(白金線圈)|收集極到數(shù)據(jù)處理器電源控制器電流使發(fā)射極加熱它到400-700℃在發(fā)射極表面上熱分解產(chǎn)生的各種不同的碎片，化合鍵能低的碎片被離子化。離子被收集極收集產(chǎn)生電流SID(表面離子化檢測(cè)器)540樣品注入方法550氣體樣品:0.2-1毫升液體的樣品:1-2uL注入太多樣品-->造成峰形變差及進(jìn)樣口污染注入GC的樣品體積各種不同溶劑的汽化體積(在進(jìn)樣口250℃及140kPa的情況下）560123uL0123uL0樣品定量后將針直接插入進(jìn)樣口...在按下針桿前（進(jìn)樣），針尖里的樣品已經(jīng)汽化進(jìn)入柱子-->峰可能變寬或裂開(kāi).進(jìn)樣口(高溫)液體樣品進(jìn)樣方法570123uL0在液體樣品的定量后吸點(diǎn)空氣。進(jìn)樣口(高溫)123uL0123uL0樣品溶液空氣針頭部分沒(méi)有樣品在推針桿之前樣品不會(huì)汽化。液體樣品進(jìn)樣方法580123uL0因?yàn)獒樇獠糠直患訜?，樣品中低沸點(diǎn)的化合物會(huì)更多汽化進(jìn)入柱子。-->進(jìn)入儀器柱中樣品的成份的比例將會(huì)改變123uL0進(jìn)樣口(高溫)就在注入之后歧視(蒸餾現(xiàn)象)歧視590溶劑的閃蒸注入方法吸入樣品前吸溶劑和適當(dāng)體積的空氣進(jìn)入注射器,而且調(diào)整針桿到刻度。進(jìn)樣口123uL0溶劑空氣注射1uL樣品進(jìn)入GC。溶劑留在針尖部分。123uL0樣品溶液123uL0吸入１uL樣品空氣123uL0防止進(jìn)樣誤差測(cè)試時(shí)使用同一個(gè)注射器，樣品進(jìn)樣體積可保持一致。因?yàn)槭?樣品+少量溶劑)的方式進(jìn)樣,峰面積(包括溶劑)會(huì)變化。定量時(shí)必需使用標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)樣品的抽取時(shí)需要使用與樣品一樣的方式，操作較麻煩。吸空氣進(jìn)入針部分600各種不同的定量分析方法610定量的分析方法(1)

-面積百分比方法(面積歸一法)-不需要標(biāo)準(zhǔn)樣品。?樣品中的所有組份必需被檢出。?所有成份的相對(duì)靈敏度必需一樣。

-->測(cè)量時(shí)需知道大致的濃度。（不能作精確的定量）

未知樣品成份A峰面積100020005001000面積之和:4500++=+10004500

=22.2%

成份A的濃度是620定量分析方法(2)

–校正面積百分比法(校正面積歸一法)–標(biāo)準(zhǔn)樣品中所有的成份的濃度必需