1、島津國際貿(mào)易（上海）有限公司 市場部,氣相色譜基礎(chǔ)培訓(xùn),目錄,1 什么是氣相色譜 介紹氣相色譜的功能和用途，以及色譜儀的基本結(jié)構(gòu)。 2 進(jìn)樣方式 介紹氣相色譜最常用的幾種進(jìn)樣方式。 3 組分分離 介紹如何進(jìn)行分離和怎樣選擇色譜柱。 4 組分檢測 介紹常用的氣相色譜檢測器及應(yīng)用范圍。,氣相色譜(GC) 是一種把混合物分離成單個(gè)組分的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，它被用來對樣品組分進(jìn)行鑒定和定量測定。 是基于時(shí)間的差別進(jìn)行的分離。,什么是氣相色譜,將氣化的混合物或氣體通過含有某種物質(zhì)的管，基于管中物質(zhì)對不同化合物的保留性能不同而得到分離。這樣，就是基于時(shí)間的差別對化合物進(jìn)行分離。樣品經(jīng)過檢測器以后，被記錄的就是色譜圖

2、（下圖） 每一個(gè)峰代表最初混合樣品中不同的組分。 峰出現(xiàn)的時(shí)間稱為保留時(shí)間，可以用來對每個(gè)組分進(jìn)行定性。而峰的大小峰高或峰面積，則是組分含量大小的度量。,氣相色譜基本原理,氣相色譜應(yīng)用領(lǐng)域, 載氣氣源將樣品帶入GC 系統(tǒng)。 載氣控制提供可控而純凈的平穩(wěn)載氣流。 進(jìn)樣口作為液體樣品的氣化室。 色譜柱實(shí)現(xiàn)樣品的分離。 檢測器捕捉信號(hào)的變化，對各組分做出響應(yīng)。 數(shù)據(jù)處理裝置。,氣相色譜結(jié)構(gòu),鋼瓶氣源,載氣控制,數(shù)據(jù)處理,載氣必須是純凈的。污染物可能與樣品或色譜柱反應(yīng)，產(chǎn)生假峰，進(jìn)入檢測器使基線噪音增大等 常用載氣： N2、 He 、 H2 、 Ar,載氣氣源,載氣凈化裝置,氧氣捕集器（阱） 分子篩過

3、濾器 分流/吹掃過濾器 分子篩過濾器,針形閥控制（手動(dòng)） GC-14C/B, GC-17AP系列 電子方式（數(shù)字式）AFC & APC GC-17AA, & GC-2010 二者兼有 GC-2014,載氣控制,進(jìn)樣口的設(shè)計(jì)和選擇取決于色譜柱的直徑和類型。 填充柱進(jìn)樣口,進(jìn)樣口,分流/不分流進(jìn)樣口示意圖,載氣,隔墊吹掃出口,分流出口,玻璃襯管,F2,F1,毛細(xì)管柱有較小的樣品容量。進(jìn)樣量必須非常少，通常遠(yuǎn)少于1微升，以防止色譜柱超載。此時(shí)采用分流模式。 不分流進(jìn)樣模式則特別適用于低濃度的樣品。通過對分流閥的關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)不分流操作。,進(jìn)樣口,吹掃掉進(jìn)樣墊高溫脫落的組分，一般為橡膠中的增塑劑或低聚物，

4、減少鬼峰 吹掃溢出襯管的溶劑氣體，減少溶劑拖尾 常用流量范圍：3-5ml/min,隔墊吹掃的作用,氣體閥進(jìn)樣,頂空進(jìn)樣,靜態(tài)頂空,動(dòng)態(tài)頂空（吹掃捕集）,色譜柱,填充柱,柱材：不銹鋼，玻璃 內(nèi)徑：2.6-3mm 長度：0.5-6m 填料：擔(dān)體和固定液的種類 固定液的濃度 1-30% 擔(dān)體有硅藻土、玻璃、 石英塑料擔(dān)體（TPA） 等。,填充柱有較大的樣品容量，適用于氣體樣品的分析。對于目前高靈敏度的檢測器優(yōu)勢已經(jīng)不明顯。 對于液體樣品分析，毛細(xì)管柱有更好的分離度。,色譜柱,毛細(xì)柱 柱材：熔融石英、鋁 內(nèi)徑：0.1mm-0.53mm 長度：10-100m 固定相種類：OV-1，PEG-20M，OV-

5、17等 固定相膜厚：0.1-5m,毛細(xì)管柱是將固定相涂在管內(nèi)壁的開口管，其中沒有填充物。 柱效比填充柱高很多，適合分析復(fù)雜化和五。應(yīng)用比例占90%以上。,0.53mm 具有近似填充柱的負(fù)荷量，總柱效則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過填充柱。達(dá)到同樣的分離度時(shí)，0.53mm大口徑柱的分析時(shí)間顯著快于填充柱?？煞奖愕牟捎弥线M(jìn)樣或直接進(jìn)樣技術(shù)，適合于分析不太復(fù)雜的樣品，是填充柱理想的替代柱。 0.32mm 柱效稍低于0.25mm常規(guī)柱，負(fù)荷量大于常規(guī)柱的60%，用特制注射針可做柱上進(jìn)樣。 0.25mm 最常用的內(nèi)徑規(guī)格。有較高的柱效，負(fù)荷量較低，必須分流進(jìn)樣或無分流進(jìn)樣。用于復(fù)雜多組份樣品分析。 0.10mm 柱效高,負(fù)

6、荷量低，流失較小，適合與質(zhì)譜等高靈敏度檢測器聯(lián)用。,毛細(xì)管柱的內(nèi)徑,512m 短柱： 分離少于10個(gè)組份（不包含難分離物質(zhì)對）的簡單樣品。 2530m 中長柱： 分離1050個(gè)組份的樣品。 50m及以上 長柱： 分離大于50個(gè)組份或包含有難分離物質(zhì)對的復(fù)雜樣品。,毛細(xì)管柱的長度,0.10.2m 薄液膜： 低負(fù)荷量，高溫下流失較小，適合于高沸點(diǎn)化合物的分析，適于配高靈敏檢測器。 0.250.33m 標(biāo)準(zhǔn)液厚： 一般商品柱的標(biāo)準(zhǔn)液膜。 0.55.0m 厚液膜： 較高的樣品負(fù)荷量，在高溫下流失較大，適于分析低沸點(diǎn)樣品。,毛細(xì)管柱的液膜厚度,色譜柱如何對物質(zhì)進(jìn)行分離,由于載氣的帶動(dòng)，樣品向柱的右端移動(dòng)

7、，并且由于樣品區(qū)域和周圍載氣中樣品濃度的不同而使得樣品區(qū)帶展寬。,在柱子內(nèi)壁涂覆一層高沸點(diǎn)物質(zhì)。與涂層之間沒有作用的物質(zhì)（黃色）隨載氣一同流過色譜柱并首先從色譜柱中流出；在涂層和載氣之間進(jìn)行分配的物質(zhì)（藍(lán)色）則以較慢的速度流過色譜柱而后流出色譜柱，樣品得到分離。,色譜柱如何對物質(zhì)進(jìn)行分離,在填充柱內(nèi)，固定液被涂在粒度均勻的載體顆粒上，以增大表面積，減少涂層厚度。涂好的填料被填充在金屬、玻璃或塑料管內(nèi)。,氣體分析通常用填充柱完成。填充柱有足夠的柱容量來適應(yīng)較大體積的氣體進(jìn)樣量。 氣體樣品分析常用填料包括： 分子篩氧氣、氮?dú)?、氦氣、氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等?氧化鋁丙烷或更大分子量的化合物

8、 多孔性聚合物微球(Porapaks) 乙烷、丁烷、二氧化碳等,用毛細(xì)管柱還是填充柱？,毛細(xì)管柱有比填充柱更高的分離度，即使選擇性低一些通常也能實(shí)現(xiàn)足夠的分離。 一根毛細(xì)管柱能夠完成多種分析，而用填充柱則可能需要多根才能完成。 對毛細(xì)管柱和填充柱都適用的的固定液有： 甲基硅烷 非極性到中等極性 苯基甲基硅烷，5 到50% 的苯基烯烴、芳香化合物，中等極性化合物 Carbowax 聚乙二醇酸，強(qiáng)極性的物質(zhì),用毛細(xì)管柱還是填充柱？,廣譜檢測器： FID、TCD 選擇性檢測器： FTD、FPD、ECD,氣相色譜常用檢測器,檢測器,FID（氫火焰離子化檢測器）,CH Oxidation CHO+ +

9、e-,檢測器,原理 組分在氫火焰中燃燒生成碳正離子，被收集轉(zhuǎn)變成電流，經(jīng)放大后即為檢測器信號(hào)。 應(yīng)用范圍 碳?xì)浠衔?對FID無響應(yīng)的物質(zhì) O2 、N2 、H2 、CO 、CO2 、 CS2 、NH3 、H2O、稀有氣體、 氮的氧化物等 適用行業(yè) 石油化工、農(nóng)殘、水質(zhì)、食品、 醫(yī)藥,檢測器FID,TCD（熱導(dǎo)檢測器）,檢測器TCD,原理 當(dāng)攜帶了樣品的載氣流過檢測器時(shí)，因?qū)嵯禂?shù)的差異使燈絲的溫度發(fā)生變化，引起電阻值發(fā)生變化而產(chǎn)生信號(hào)。 應(yīng)用范圍 有機(jī)、無機(jī)化合物 適用行業(yè) 氣體分析,檢測器TCD,TCD的半擴(kuò)散池設(shè)計(jì),檢測器TCD,N2 N2+ + e -,ray,reverse,檢測器EC

10、D,原理： 當(dāng)電負(fù)性大的物質(zhì)通過檢測器時(shí)，將會(huì)捕獲低能熱電子，引起池電流的減小，為保持電流恒定所加上的相應(yīng)脈沖數(shù)的變化即為色譜信號(hào)。 應(yīng)用范圍 有機(jī)鹵代物，含電負(fù)性基團(tuán)（如 CO，NO2）的有機(jī)物等。 適用行業(yè) 農(nóng)殘、水質(zhì)、環(huán)境,檢測器ECD,光電倍增器部,帽部,頭部,底座部,S : ( S-S )* ( S-S ) + hv (394 nm) P : (PHO)* (PHO) + hv (526 nm),檢測器FPD,原理 含硫或含磷化合物在火焰中燃燒發(fā)出特征波長的光，經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出。 應(yīng)用范圍 有機(jī)硫、有機(jī)磷化合物 適用行業(yè) 食品安全、農(nóng)殘、 氣體分析（含S成分）,檢測器FP

11、D,硅酸銣加熱到 600 -800C.,Rb. + CN Rb* + CN-,檢測器FTD,原理 含氮或含磷化合物到達(dá)富含堿金屬鹽蒸氣的火焰中發(fā)生熱分解，熱分解產(chǎn)物吸收堿金屬放出的電子，堿金屬陽離子被收集極收集，作為信號(hào)電流被檢測。 應(yīng)用范圍 有機(jī)氮、有機(jī)磷化合物 適用行業(yè) 食品安全、農(nóng)殘,檢測器FTD,Van Deemter方程 HETP=A+B/u+Cu A渦流擴(kuò)散（橫向） B分子擴(kuò)散 C傳質(zhì)阻抗（縱向） HETP:理論塔板高度,載氣流速與分離能力的關(guān)系,柱效與載氣線速度的關(guān)系,曲線最低點(diǎn)處的塔板高度稱為最小板高Hmin，對應(yīng)的線速度稱為最佳線速uopt，此時(shí)，柱效最好。,柱箱溫度程序時(shí)保持載氣線速度不變,色譜柱 : DB-1 (30m x 0.25mmID 0.25mm) 柱箱 : 40C保持 5 min -5 C/min to-200保持 10 min,先進(jìn)的載氣控制功能恒線速度方式,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,min,0,25000,50000,75000,2.465,2.980,3.833,4.054,4.334,4.581,5.114,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,min,0,25000,50000,75000