安捷倫氣相色譜基礎(chǔ)培訓(xùn)分析

1、安捷倫氣相色譜基礎(chǔ)培訓(xùn)2022年2月17日星期四第一部分GC基礎(chǔ)知識(shí)2022年2月17日星期四1.1 概 述色譜法是一種分離方法，它利用物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的微小差異進(jìn)行分離。當(dāng)兩相做相對(duì)移動(dòng)時(shí)，使被測(cè)物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行多次分配，這樣原來(lái)的微小差異產(chǎn)生了很大的效果，使各組分分離，以達(dá)到分離分析及測(cè)定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的。2022年2月17日星期四 理解色譜法(Gas Chromatography ) 主要有2點(diǎn)：一是要 有兩相，二是要有差異。 兩相：固定相和流動(dòng)相 具體到氣相色譜： 固定相就是色譜柱(column)，流動(dòng)相就是氣體或者稱(chēng)為載氣(carrier gas )。 差異就是指分配系數(shù)

2、的差異。2022年2月17日星期四 色譜過(guò)程示意圖 待分離組分 ，和 載氣ABCD2022年2月17日星期四分離的過(guò)程示意圖 2022年2月17日星期四 樣品 流動(dòng)相 固定相1.2 氣相色譜法的定義和分類(lèi)定義：用氣體作為流動(dòng)相的色譜法稱(chēng)為氣相色譜法。分類(lèi)：根據(jù)固定相的狀態(tài)不同，氣固色譜(GSC) （吸附原理）、 氣液色譜(GLC) （分配原理）p 氣固色譜可用活性炭，硅膠，分子篩，高分子多孔小球等作為固定相，分離的主要對(duì)象是一些永久性的氣體和低沸點(diǎn)的化合物。吸附-脫附p 氣液色譜多用固定液涂漬在惰性載體上作為固定相，一般只要高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物，蒸汽壓低（在450以下有1.5KPa-10KPa的

3、蒸汽壓）且熱穩(wěn)定性好的有機(jī)化合物作為固定液。由于在氣液色譜中可供選擇的固定液種類(lèi)很多，容易得到好的選擇性，所以氣液色譜有廣泛的實(shí)用價(jià)值。 溶解-揮發(fā)2022年2月17日星期四1.3 氣相色譜法的特點(diǎn) “三高” “一快” “一廣”1.高效能：一般填充柱的理論塔板數(shù)可達(dá)數(shù)千，毛細(xì)管柱可達(dá)一百多萬(wàn)。 2.高選擇性：可以使一些分配系數(shù)很接近的以及極為復(fù)雜、難以分離的物質(zhì)，獲得滿意的分離。3.高靈敏度：可以檢測(cè)物質(zhì)，適合于痕量分析。4.分析速度快：一個(gè)試樣的分析可在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)完成。 5.應(yīng)用廣泛：可以分析氣體試樣，也可分析易揮發(fā)或可衍生轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體和固體。 分析的有機(jī)物，約占全部有機(jī)物(約

4、300萬(wàn)種)的20%。 6.不足之處：對(duì)被分離組分的定性能力較差。2022年2月17日星期四 從載氣帶著組分進(jìn)入色譜柱起就用檢測(cè)器檢測(cè)流出柱后的氣體，并用記錄器記錄信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線，當(dāng)待測(cè)組分流出色譜柱時(shí)，檢測(cè)器就可檢測(cè)到其組分的濃度，在流出曲線上表現(xiàn)為峰狀，叫色譜峰。 色譜圖:試樣中各組分經(jīng)色譜柱分離后,在柱的末端收集各組分,經(jīng)檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào),用紀(jì)錄儀將各組分濃度記錄下來(lái),得到色譜圖。1.4 色譜圖及有關(guān)術(shù)語(yǔ)2022年2月17日星期四 如圖所示為一色譜流出曲線： 1）基線：在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱后僅有純流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)的流出曲線稱(chēng)為基線?；€在穩(wěn)定的條件下應(yīng)是

5、一條水平的直線。它的平直與否可反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定情況。 2）峰高（h）和峰面積 ：色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫峰高。色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰面積。2022年2月17日星期四3）保留值 a. 死時(shí)間(tM) ：不與固定相作用的物質(zhì)從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間，它與色譜柱的空隙體積成正比。由于該物質(zhì)不與固定相作用，因此，其流速與流動(dòng)相的流速相近。據(jù) tM可求出流動(dòng)相平均流速b. 保留時(shí)間tr：試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間。它包括組份隨流動(dòng)相通過(guò)柱子的時(shí)間t0和組份在固定相中滯留的時(shí)間。c. 調(diào)整保留時(shí)間tr ：某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，它是組份在固定相中的滯留時(shí)間。即

6、tr= tr tM4）色譜峰底寬W ：由色譜峰的兩邊拐點(diǎn)做切線，與基線交點(diǎn)的距離。5）半峰高寬度W ：色譜峰高一半處的峰寬。也稱(chēng)為色譜峰半高寬度。 2022年2月17日星期四1.5 氣相色譜構(gòu)成示意圖2022年2月17日星期四1.6 氣相色譜基本流路圖500次更換進(jìn)樣墊100次更換一般為1:10吸咐不被氣化的物質(zhì)N2尾吹2022年2月17日星期四第二部分載氣2022年2月17日星期四典型的氣相色譜色譜柱流量控制器穩(wěn)壓器空氣氫氣載氣分子篩脫水管固定進(jìn)樣口檢測(cè)器電子部件PC限流器氣氣 源源2022年2月17日星期四氣源與載氣種類(lèi) 對(duì)載氣的要求如下：1、 惰性（不與樣品或固定相反應(yīng)）2、 氣體擴(kuò)散小

7、，以提高柱效率3、 容易得到并易純化 4、 價(jià)格便宜5、 滿足檢測(cè)器要求 常用載氣：N2 H2 He Ar TCD 用氫氣、氦氣比較好，靈敏度高， FID 用氮?dú)?輔助氣：氧氣或空氣2022年2月17日星期四1、氣體不純的不良影響2、氣體的凈化方法 3、常用的凈化物質(zhì)的使用與老化1) 樣品失真或消失2) 柱失效3) 對(duì)固定液保留特性的影響4) 對(duì)檢測(cè)器的影響氣體的凈化氣體的凈化2022年2月17日星期四氣流調(diào)節(jié)閥 通常在減壓閥輸出氣體的管線中還要串聯(lián)穩(wěn)通常在減壓閥輸出氣體的管線中還要串聯(lián)穩(wěn)壓閥，用以穩(wěn)定載氣（或燃?xì)猓┑膲毫洪y，用以穩(wěn)定載氣（或燃?xì)猓┑膲毫?當(dāng)用程序升溫進(jìn)行色譜分析時(shí)，由于色譜

8、柱當(dāng)用程序升溫進(jìn)行色譜分析時(shí)，由于色譜柱柱溫不斷升高引起色譜柱阻力不斷增加，也會(huì)使柱溫不斷升高引起色譜柱阻力不斷增加，也會(huì)使載氣流量發(fā)生變化。為了在氣體阻力發(fā)生變化時(shí)載氣流量發(fā)生變化。為了在氣體阻力發(fā)生變化時(shí)，也能維持載氣流速的穩(wěn)定，需要使用穩(wěn)流閥來(lái)，也能維持載氣流速的穩(wěn)定，需要使用穩(wěn)流閥來(lái)自動(dòng)控制載氣的穩(wěn)定流速。自動(dòng)控制載氣的穩(wěn)定流速。 2022年2月17日星期四第三部分進(jìn)樣系統(tǒng)及技術(shù)2022年2月17日星期四 閥進(jìn)樣2022年2月17日星期四 氣體進(jìn)樣 液體進(jìn)樣閥2022年2月17日星期四WSPC排出口樣品入口限流器載氣色譜柱WSPC載氣色譜柱取樣狀態(tài)取樣狀態(tài)進(jìn)樣狀態(tài)進(jìn)樣狀態(tài) 樣品上方取樣

9、進(jìn)樣法（頂空分析） 頂空的概念 樣品 頂空 恒溫箱 氣密型進(jìn)樣器1. 樣品放置在一個(gè)恒溫箱中（或爐中），從而可以達(dá)溫度平衡。2. 利用一個(gè)氣密型的進(jìn)樣器或其它合適的手段取出樣品上方的相同的頂空氣體。3. 再使用一般的GC儀器來(lái)分析樣品的頂空氣體。2022年2月17日星期四 頂空相關(guān)問(wèn)題頂空相關(guān)問(wèn)題 適于分析這樣的揮發(fā)物：適于分析這樣的揮發(fā)物：- - 不純樣品。不純樣品。- - 固體樣品。固體樣品。- 含有某些不做分析的高沸點(diǎn)含有某些不做分析的高沸點(diǎn)組組 分樣品。分樣品。- - 含水量較高的樣品。含水量較高的樣品。 2022年2月17日星期四 應(yīng)用1. 氯代甲烷2. 二氯甲烷3. 三氯甲烷4.

10、四氯化碳123415 min柱：HP-1 (Cross-Linked Methyl Silicone)30 m x 0.53 mm x 2.65(HP Part No. 19095Z-123) 載氣：Helium, 5.2 psi 爐溫：40 C 進(jìn)樣口：1cc, 不分流 檢測(cè)器：FID柱：HP-1 (Cross-Linked Methyl Silicone)30 m x 0.53 mm x 2.65 (HP Part No. 19095Z-123) 載氣： Helium, 5.2 psi 爐溫： 60 C 進(jìn)樣口： 1 cc, 分流比 5:1 檢測(cè)器： FID1. 苯2. 甲苯10 min1

11、2 水中氯化烴 頂空分析 水中芳烴 頂空分析2022年2月17日星期四藥品中溶劑殘留: USP 4672022年2月17日星期四246810123451 二氯甲烷(25 ppm)2 氯仿(12 ppm)3 苯(25 ppm)4 三氯乙烯 (25 ppm)5 二噁環(huán) (25 ppm)進(jìn)樣墊固定螺母2022年2月17日星期四 進(jìn)樣墊 石墨墊柱 載氣 玻璃填充物 齒形螺母 襯管 填充柱進(jìn)樣口示意圖 毛細(xì)管柱進(jìn)樣口 分流方式是特為毛細(xì)管柱GC設(shè)計(jì)的樣品引入方式 可與熔融石英，玻璃，金屬柱相接 脈沖分流 允許更大進(jìn)樣量 脈沖不分流 允許更大進(jìn)樣量分流方式用于 含量較高組分分析 不分流方式用于 痕量組分分

12、析2022年2月17日星期四分流/不分流流路系統(tǒng)2022年2月17日星期四不分流流路示意圖n進(jìn)樣過(guò)程中分流放空閥關(guān)閉（沒(méi)有分流出口流量）n在進(jìn)樣后的某指定時(shí)間，分流閥打開(kāi)，將剩下的蒸汽清除出進(jìn)樣口。2022年2月17日星期四 堵塞 溫度不正確 污染 泄漏2、 操作條件的選擇1) 汽化室溫度的選擇2) 進(jìn)樣墊的材料與處理3) 進(jìn)樣量進(jìn)樣口操作 1、 進(jìn)樣口常見(jiàn)問(wèn)題2022年2月17日星期四 注意事項(xiàng)進(jìn)樣口溫度過(guò)低，將導(dǎo)致高分子量化合物氣化不完全，并且不能有效轉(zhuǎn)移到色譜柱中。(樣品氣化不完全 ) 進(jìn)樣口溫度過(guò)高，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性差的化合物分解。 (樣品分解) 樣品從進(jìn)樣針注入時(shí)，不同組分的氣化程度不同

13、，高沸點(diǎn)組分殘留量比例高。 一般情況下進(jìn)樣速度必須很快，因?yàn)楫?dāng)進(jìn)樣時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，試樣原始寬度將變大，色譜峰半峰寬隨之變寬，有時(shí)甚至使峰變形。一般地，進(jìn)樣時(shí)間應(yīng)在1s以?xún)?nèi)。2022年2月17日星期四第四部分色譜柱2022年2月17日星期四氣相色譜柱有多種類(lèi)型。從不同的角度出發(fā)，可按色譜柱的材料、形狀、柱內(nèi)徑的大小和長(zhǎng)度、固定液的化學(xué)性能等進(jìn)行分類(lèi)。色譜柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不銹鋼和聚四氟乙烯等，根據(jù)所使用的材質(zhì)分別稱(chēng)之為玻璃柱、石英玻璃柱、不銹鋼柱和聚四氟乙烯管柱等。在毛細(xì)管色譜中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱，后者應(yīng)用范圍最廣。對(duì)于填充柱色譜, 大多數(shù)情況下使用不銹鋼柱，其形狀有U

14、型的和螺旋型的，使用U型柱時(shí)柱效較高。按照色譜柱內(nèi)徑的大小和長(zhǎng)度，又可分為填充柱和毛細(xì)管柱。前者的內(nèi)徑在24mm，長(zhǎng)度為110m左右；后者內(nèi)徑在0.20.5mm，長(zhǎng)度一般在25100m。在滿足分離度的情況下，為提高分離速度，現(xiàn)在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。2022年2月17日星期四根據(jù)固定液的化學(xué)性能，色譜柱可分為非極性、極性與手性色譜分離柱等。固定液的種類(lèi)繁多，極性各不相同。色譜柱對(duì)混合樣品的分離能力，往往取決于固定液的極性。常用的固定液有烴類(lèi)、聚硅氧烷類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)、酯類(lèi)以及腈和腈醚類(lèi)等。新近發(fā)展的手性色譜柱使用的是手性固定液，主要有手性氨基酸衍生物、手性金屬配合物、冠醚、杯芳烴

15、和環(huán)糊精衍生物等。其中以環(huán)糊精及其衍生物為色譜固定液的手性色譜柱，用于分離各種對(duì)映體十分有效，是近年來(lái)發(fā)展極為迅速且應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊的一種手性色譜柱。在進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)，色譜柱的選擇是至關(guān)重要的。不僅要考慮被測(cè)組分的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)條件例如柱溫、柱壓的高低，還應(yīng)注意和檢測(cè)器的性能相匹配。有關(guān)內(nèi)容我們將在以后章節(jié)中加以詳細(xì)討論。2022年2月17日星期四“極性”一詞常用來(lái)描述或評(píng)價(jià)固定液的性質(zhì)。氣相色譜中的所謂極性，是指含有不同功能團(tuán)的固定液與分析物質(zhì)的功能團(tuán)和亞甲基之間相互作用的程度。如果一種固定液保留某種化合物的能力大于另一類(lèi)，則認(rèn)為這種固定液對(duì)于前一類(lèi)化合物有較高的選擇性。人們最初用來(lái)描述和區(qū)

16、別固定液分離特性的方法是羅胥耐德(Rohrschneider)于1959年提出的相對(duì)極性方法。他首先規(guī)定固定液,-氧二丙腈的相對(duì)極性為100，角鯊?fù)闉榱悖?選用正丁烯與正丁烷或環(huán)已烷與苯作為物質(zhì)對(duì)，然后分別測(cè)定物質(zhì)對(duì)在氧二丙腈、角鯊?fù)橐约氨粶y(cè)固定液柱上的相對(duì)調(diào)整保留值并取對(duì)數(shù)。對(duì)于羅氏所建議的方法，有些人仍認(rèn)為不夠完善。1970年麥克雷諾(McReynolds)對(duì)這一方法提出改進(jìn)方案。他采用丁醇、 2-戊酮和硝基丙烷分別取代羅氏所用的乙醇、甲乙酮和硝基甲烷，實(shí)驗(yàn)溫度改為120。為了與羅氏常數(shù)相區(qū)別，相應(yīng)的麥?zhǔn)铣?shù)用X，Y，Z，U，S表示。2022年2月17日星期四許多色譜手冊(cè)都列有這兩種常數(shù)，

17、但羅氏常數(shù)現(xiàn)在人們已經(jīng)不太常用，使用比較廣泛的是麥?zhǔn)铣?shù)。固定相的評(píng)價(jià)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。不論是羅氏常數(shù)還是麥?zhǔn)铣?shù)，許多人認(rèn)為都還有不少缺點(diǎn)。為了尋求比較完美的表征方法，近年來(lái)Abraham等人提出了一種“溶劑化參數(shù)模型”（solvation parameter model）。這一模型將溶質(zhì)分子從氣相溶解到固定相的過(guò)程分為三個(gè)階段：(1)在固定相中形成一定大小的空穴。這一過(guò)程要打破溶劑-溶劑分子間的“鍵”，是一個(gè)吸收能量的過(guò)程。溶質(zhì)分子越大，需要打破的溶劑-溶劑分子間的“鍵”越多，吸收的能量也越多。如果僅考慮這一階段，溶質(zhì)分子越大，其保留值越??；(2)孔穴周?chē)娜軇┓肿又匦屡帕?。這一過(guò)程雖

18、然與熵及焓有關(guān)，但對(duì)Gibbs自由能的貢獻(xiàn)不大；(3)溶質(zhì)進(jìn)入孔穴。這一過(guò)程產(chǎn)生溶質(zhì)和溶劑之間的各種作用力。所有作用力都會(huì)導(dǎo)致釋放能量，有利于溶質(zhì)的溶解。2022年2月17日星期四色譜柱2022年2月17日星期四 填充柱 毛細(xì)管柱 普通填充柱 微填充柱分析填充柱制備填充柱壁涂毛細(xì)管柱(WCOT)多孔層毛細(xì)管柱(SCOT或 PLOT)填充毛細(xì)管柱彈性石英毛細(xì)管柱(FSOT)壁處理毛細(xì)管柱分配型吸附型分配型吸附型普通彈性石英毛細(xì)管柱鍵合相彈性石英毛細(xì)管柱 色譜柱分類(lèi) 色譜柱類(lèi)型2022年2月17日星期四 填充柱 開(kāi)管柱（毛細(xì)管柱） 常規(guī)型小球填充柱多孔層小球填充柱 常規(guī)填充柱及微填充柱多孔層開(kāi)管柱

19、壁涂開(kāi)管柱長(zhǎng)度 (meters) 內(nèi)徑 (mm) 流量 (ml/min) 壓力梯度 (psi) 樣品負(fù)荷量.5-102-410-6010-90100 ng/ 峰5-100.5304-301-205-100.3-.751-301-40100 ng/ 峰5-100.1-.250.3-1.05-9050 ng/ 峰PACKEDSERIES 530WCOT (wide)WCOT (narrow) 氣固色譜 (GSC) 吸附型 填充柱 吸附填充 (GSC) 多孔具有大的表面積毛細(xì)管柱- Porous Layer O pen Tubular (PLOT) 載氣 載氣2022年2月17日星期四 氣液色譜 (

20、GLC)2022年2月17日星期四 分配型 填充柱 毛細(xì)管柱Wall Coated OpenTubular (WCOT) 液體相 固體支撐物 非常多的孔具有極大的表面積 載氣液體相 氣液色譜(GLC)2022年2月17日星期四 通過(guò)樣品在固定相中不同的溶解度來(lái)實(shí)現(xiàn)分離 根據(jù)極性的不同分離組分 通常情況下“ 相似相溶 或 同極性互相作用 例如：醇類(lèi)是極性化合物 聚乙二醇(Carbowax)是極性化合物3、分離度R：柱將兩個(gè)峰彼此分開(kāi)的能力。1、柱效：柱生成尖銳峰的能力。 2、選擇性： 柱將兩個(gè)具有相似的化學(xué)和/或物理性質(zhì)的 物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離的能力。 優(yōu)差優(yōu)差 分離指標(biāo)4、柱效，選擇因子和分離度

21、之間的關(guān)系。r2,1=tR2tR1=VR2VR1=Vg2Vg1 選擇因子：分離度分離度柱效柱效2022年2月17日星期四 毛 細(xì) 管 柱 色 譜 條 件 的 選 擇1、 柱 效2、 液 膜 厚 度（d ） f3、 柱 內(nèi) 徑4、 載 氣 線 速 及 載 氣 種 類(lèi)5、 柱 溫 的 選 擇6、 進(jìn) 樣 量 及 進(jìn) 樣 技 術(shù)2022年2月17日星期四 柱 選 擇 常用的柱選擇方法： 首先試用手邊現(xiàn)有的柱子 向同事請(qǐng)教 從文獻(xiàn)中查到相近應(yīng)用的方法 如不是太清楚，先使用一個(gè)非極性柱如 HP-1或 HP-52022年2月17日星期四固定相選擇的基本原則： 相似相溶原理，選用非極性的固定相分析非極性化合

22、物 如果化合物可以用不同極性的固定相分析，選用極性最小 的固定相。 非極性固定相的使用壽命長(zhǎng)于極性固定相。2022年2月17日星期四根據(jù)極性來(lái)選擇適合的固定相，從來(lái)選擇適當(dāng)?shù)纳V柱。2022年2月17日星期四氣相色譜毛細(xì)管柱常用固定相2022年2月17日星期四 固固 定定 液液 的的 選選 用用氣 相 色 譜 固 定 相SameSame100% MethylSilicone Gum100% MethylSilicone Gum99% Methyl1% Vinyl Gum100% MethylSilicone Fluid100% MethylSilicone Fluid100% MethylSi

23、licone Fluid5% PhenylCarboraneMethyl Silicone50% PhenylMethyl Silicone75% PhenylMethyl SiliconeSame50%3,3,3-Trifluropropyl25% 2-Cyanoethyl25% CyanopropylPolyethylene GlycolPolyethylene Glycol(Modified withTeraphthalic Acid)50% CyanopropylPhenyl SiliconeFree fatty acid phasePolyethylene GlycolDiethyl

24、ene GlycolSuccinate1,2,3-Trie (2-Cyano-ethoxy) propaneSameSameSameSqualaneApiazon LSE-30OV-1UCW-982DC-200OV-101SP-2100SE-52 (or SE-54)Dexall 300OV-17OV-25Polyphenyl Ether(5 ring)QF-1OV-210XE-60OV-225Carbowax 20MCarbowax 20MTPASilar 5CPFFAP50%3,3,3-TrifluropropylCarbowax 1500DEQSSilar 10CEGS100% Cyan

25、opropylSiliconeEthylene GlycolSuccinateTCEPSebaconitrileBis-(2-Methoxyethyl)AdipateBis-(2-Cyanoethyl)FormalmideOV-1SE-30OV-101, SP2100DC-200, SP2100OV-101, DC-200OV-73PS-300SP-2250, DC-710SP-2401,OV-202QF-210OV-225, AN-600E-60, AN-600SP-2300, CS-5SP-1000, OV-351SP-2340, CS-10SP-2401,OV-202QF-120/100

26、50/30050/300100/3500/3000/2500/3500/35050/30050/4500/3750/3500/2000/2500/2500/26560/22560/2500/25050/25040/20020/2000/1250/1250/7520/1000/2750/250100/2000321516161616173247119178176144204228322321319340347499593690Information not availableInformation not available148523537022535555575757728015820422

27、723338153653853749558060775185799123875778701544444545454565103162208224355340338358367446397418593752853358659643032646566666767148243305306483493492572573637602626840102811104589429420424142424343439896202280283305367386510520531627589850915100031080188901432172222242272292292574748841175121615001

28、785181323082318242825482587354341454644152036823759ABCDEMcReynolds ConstantsTemp LimitMin/Max CEquivalentPhasesDescriptionTrade namesIncreasing Polarity(A) Benzene, (B) n-Butanol, (C) 2-Pentanone, (D) Nitropropane, (E) Pyridine2022年2月17日星期四12345678912346987 液 相 選 擇5% 苯甲基硅氧烷1113141. C2. 4- 氯酚3. 癸胺4.

29、C5. 甲基癸酯6. C7. 苊8. 1- 十二烷醇9. C1550% 苯甲基硅氧烷2022年2月17日星期四12121 2121 2保留時(shí)間與填充量oB. 20% 液相在50 C下分析C. 10% 液相在50 C下分析oA. 30% 液相在50 C下分析D. 5% 液相在50 C下分析ooE. 1% 液相在50 C下分析o2022年2月17日星期四內(nèi)徑內(nèi)徑選擇的基本原則： 0.10mm口徑柱適用于快速氣相色譜分析。 0.25mm口徑柱具有較高的柱效，用于標(biāo)準(zhǔn)的 GC/MS應(yīng)用和分流/不分流分析。 0.32mm口徑柱中等柱效，多用于不分流進(jìn)樣。 0.53mm口徑柱，可以替代填充柱，適合于痕量分

30、析。 增加色譜柱的內(nèi)徑，可以增加分離的樣品量，但由于縱向擴(kuò)散路徑的增加，會(huì)使柱效降低。2022年2月17日星期四內(nèi)徑對(duì)分離度的影響 較小的內(nèi)徑可以獲得更好的分離度，或者在更短的時(shí)間內(nèi)獲得同樣的分離度2022年2月17日星期四 膜厚 膜厚選擇的基本原則： 增加膜厚可以提高分離度和加強(qiáng)保留，厚些的液膜可以有效降低過(guò)載拖尾峰和其他化合物的共流出。 如果樣品的濃度范圍很寬，就需要更厚的液膜，反之，如果目標(biāo)組分的分離足夠，并且沒(méi)有共流出的問(wèn)題，就可以使用比較薄的液膜，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)說(shuō)，厚液膜更為合適。 液膜厚度的改變將直接影響化合物的流出溫度。膜越厚，保留越強(qiáng)，流出溫度相應(yīng)也越高。 標(biāo)準(zhǔn)膜厚(0.2

31、50.5m)：最廣泛的應(yīng)用，對(duì)于流出達(dá)到300的大多數(shù)樣品分析效果良好。 薄液膜(0.10.2m)：適合石化分析，甘油三酯等高沸點(diǎn)的物質(zhì)。 厚液膜(15m)：適合于流出溫度在100200之間的低沸點(diǎn)化合物2022年2月17日星期四 膜厚對(duì)分離度的影響2022年2月17日星期四 長(zhǎng)度 長(zhǎng)度選擇的基本原則： 色譜柱越長(zhǎng)，柱效越高。 選擇可以滿足分離度要求的最短的柱子。 如果即使是最長(zhǎng)規(guī)格的色譜柱依然無(wú)法滿足分離度的要求，請(qǐng)考慮更換固定相或膜厚。 分離度和柱長(zhǎng)的平方根成正比，兩倍的柱長(zhǎng)只能增加40的分離度。 標(biāo)準(zhǔn)柱(2530m)：標(biāo)準(zhǔn)柱長(zhǎng)，滿足大部分應(yīng)用。 短柱(515m)：通常用于10個(gè)組份以下簡(jiǎn)

32、單樣品的快速分析。 長(zhǎng)柱(50m以上)：復(fù)雜樣品分析。2022年2月17日星期四柱長(zhǎng)對(duì)分析時(shí)間的影響 恒溫分析 ：保留時(shí)間由柱長(zhǎng)決定，柱長(zhǎng)加倍分析時(shí)間也加倍。 程升分析： 保留時(shí)間主要取決于柱溫，分離度的提升和恒溫分析類(lèi)似，但分析時(shí)間只是略有增加。 由于分離度正比于柱長(zhǎng)的平方根，所以增加柱長(zhǎng)對(duì)分離是有利的。但增加柱長(zhǎng)會(huì)使各組分的保留時(shí)間增加，延長(zhǎng)分析時(shí)間。因此，在滿足一定分離度的條件下，應(yīng)盡可能使用較短的柱子。2022年2月17日星期四 載 氣 及 流 速 的 選 擇1、 載 氣 種 類(lèi)2、 載 氣 流 速2022年2月17日星期四HETP = A +B+ CHETPC RESISTANCE

33、TO MASS TRANSFERA EDDY DIFFUSIONMOLECULARDIFFUSIONB optmmm mm m 柱效與載氣線速度 柱效受載氣線速度和流量控制。曲線最低點(diǎn)是最小板高（或最大每米塔板數(shù)）的位置。 因此柱效也最好。2022年2月17日星期四 柱 溫 的 選 擇1、 對(duì) 柱 效 的 影 響2、 對(duì) 分 離 度 的 影 響3、 對(duì) 保 留 時(shí) 間 的 影 響4、 與 樣 品 性 質(zhì) 的 關(guān) 系2022年2月17日星期四D. 60 C.C. 50 C.B. 40 C.A. 30 C.1212121 2oooo柱溫對(duì)保留時(shí)間的影響保留時(shí)間與爐溫2022年2月17日星期四Iso

34、thermalTemperature Programmed恒溫色譜法和程序升溫色譜法主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)1、恒溫色譜法2、程序升溫色譜法2022年2月17日星期四 程序升溫運(yùn)行特點(diǎn)當(dāng)組分和較寬的沸程（100度）時(shí)使用。 減少分析時(shí)間 可產(chǎn)生尖銳峰產(chǎn)生更好的定量準(zhǔn)確性，特別是對(duì)于后流出的組分 增加柱流失，產(chǎn)生上漂的基線2022年2月17日星期四 汽化溫度和檢測(cè)溫度1、汽化溫度（使樣品汽化，一般比柱溫高幾十度）2、檢測(cè)溫度（通常比柱溫高至少20度以上）2022年2月17日星期四恒溫：恒溫：4545o oC C程序升溫：程序升溫：3018030180o oC C恒溫：恒溫：145145o oC C溫度低

35、，分離效果較好，但分析時(shí)間長(zhǎng)溫度低，分離效果較好，但分析時(shí)間長(zhǎng)程序升溫，分離效果好，且分析時(shí)間短程序升溫，分離效果好，且分析時(shí)間短溫度高，分析時(shí)間短，但分離效溫度高，分析時(shí)間短，但分離效果差果差2022年2月17日星期四為什么必須進(jìn)行色譜柱老化？ 新色譜柱含有溶劑和高沸點(diǎn)物質(zhì)，所以基線不穩(wěn) ，出現(xiàn)鬼峰和噪聲；舊柱長(zhǎng)時(shí)間未用，也存在同樣問(wèn)題。一般采用升溫老化，即從室溫程序升溫到最高溫度，并在高溫段保持?jǐn)?shù)小時(shí)。 新柱老化時(shí)，最好不要連接檢測(cè)器。每天都要進(jìn)行老化嗎？ 視儀器基線情況，確定是否需要老化以及老化時(shí)間。2022年2月17日星期四第五部分檢測(cè)器2022年2月17日星期四 檢測(cè)器：是將流出色譜

36、柱的被測(cè)組分的濃度轉(zhuǎn)變?yōu)闄z測(cè)器：是將流出色譜柱的被測(cè)組分的濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦烹娦盘?hào)的裝置，是色譜儀的眼睛。號(hào)的裝置，是色譜儀的眼睛。 通常由檢測(cè)元件、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器三部分組成通常由檢測(cè)元件、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器三部分組成. 被色譜柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，按其濃度或質(zhì)被色譜柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，按其濃度或質(zhì)量隨時(shí)間的變化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄和顯量隨時(shí)間的變化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜圖；示，給出色譜圖； 常用的檢測(cè)器：熱導(dǎo)檢測(cè)器、氫火焰離子化檢測(cè)器、電子常用的檢測(cè)器：熱導(dǎo)檢測(cè)器、氫火焰離子化檢測(cè)器、電子捕獲檢測(cè)器、火焰光度檢測(cè)器、氮磷檢測(cè)器。捕獲檢測(cè)

37、器、火焰光度檢測(cè)器、氮磷檢測(cè)器。檢測(cè)器定義2022年2月17日星期四 檢測(cè)器分類(lèi) 根據(jù)檢測(cè)器的響應(yīng)原理根據(jù)檢測(cè)器的響應(yīng)原理，可將其分為，可將其分為濃度型濃度型和和質(zhì)量型檢測(cè)器。質(zhì)量型檢測(cè)器。濃度型濃度型：檢測(cè)的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即響應(yīng)值與濃度成正比。：檢測(cè)的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即響應(yīng)值與濃度成正比。如如TCD、ECD。質(zhì)量型質(zhì)量型：檢測(cè)的是載氣中組分進(jìn)入檢測(cè)器中速度變化，即響應(yīng)值與單位時(shí)間：檢測(cè)的是載氣中組分進(jìn)入檢測(cè)器中速度變化，即響應(yīng)值與單位時(shí)間進(jìn)入檢測(cè)器的質(zhì)量成正比。如進(jìn)入檢測(cè)器的質(zhì)量成正比。如FID、FPD。 根據(jù)應(yīng)用范圍根據(jù)應(yīng)用范圍，分為，分為通用型檢測(cè)器通用型檢測(cè)器

38、和和選擇型檢測(cè)器選擇型檢測(cè)器通用型通用型：對(duì)所有物質(zhì)有響應(yīng)，如：對(duì)所有物質(zhì)有響應(yīng)，如TCD、FID。選擇型選擇型：對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，如：對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，如ECD、FPD、NPD。 根據(jù)工作過(guò)程根據(jù)工作過(guò)程，分為，分為破壞型檢測(cè)器破壞型檢測(cè)器和和非破壞型檢測(cè)器非破壞型檢測(cè)器破壞型：破壞型：檢測(cè)過(guò)程中樣品遭到破壞，不能回收。如檢測(cè)過(guò)程中樣品遭到破壞，不能回收。如FID、FPD。非破壞型：非破壞型：檢測(cè)過(guò)程中樣品不遭到破壞，可以回收。如檢測(cè)過(guò)程中樣品不遭到破壞，可以回收。如TCD、ECD。2022年2月17日星期四符號(hào)TCDFIDECDFPDNPDMSD檢測(cè)方法物理常數(shù)法氣相電離法氣相

39、電離法光度法氣相電離法質(zhì)譜法工作原理熱導(dǎo)率差異火焰電離化學(xué)電離分子發(fā)射熱表面電離電離與質(zhì)量色散結(jié)合類(lèi)型濃度型通用型非破壞性質(zhì)量型準(zhǔn)通用型破壞性質(zhì)量型選擇型非破壞性濃度型選擇型破壞性質(zhì)量型選擇型破壞性質(zhì)量選擇型靈敏度2500mv.ml/mg10-11g/s10-13g/s硫10-10g/s磷10-11g/s氮510-11g/s磷210-12g/s線形范圍104106102-104硫102磷103-104105105應(yīng)用范圍所有化合物有機(jī)化合物電負(fù)性化合物硫、磷化合物氮、磷化合物、農(nóng)藥殘留所有化合物(結(jié)構(gòu)檢定) 常用檢測(cè)器2022年2月17日星期四熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）thermal co

40、nductivity detector 基本原理:每種物質(zhì)都有導(dǎo)熱能力，而且導(dǎo)熱的能力大小不同，通過(guò)一個(gè)熱敏電阻來(lái)測(cè)定與熱敏電阻接觸的氣體組成變化情況。這種檢測(cè)方式雖然不是最靈敏的，但是對(duì)所有樣品都有響應(yīng)，是通用型的檢測(cè)器。2022年2月17日星期四 1.熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) 池體池體（一般用不銹鋼制成） 熱敏元件熱敏元件：電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價(jià)廉易加工的鎢絲制成。 參考臂：參考臂：僅允許純載氣通過(guò)，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。 測(cè)量臂測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過(guò)，則連接在緊靠近分離柱出口處。2022年2月17日星期四參比池測(cè)量池(A)雙臂熱導(dǎo)池(B)四臂熱導(dǎo)池?zé)釋?dǎo)池結(jié)

41、構(gòu)示意圖2022年2月17日星期四平衡電橋，下圖。不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值： R參參=R測(cè)測(cè) ; R1=R2則：則： R參參R2=R測(cè)測(cè)R1 無(wú)電壓信號(hào)輸出； 記錄儀走直線（基線）。2022年2月17日星期四進(jìn)樣后， 載氣攜帶試樣組分流過(guò)測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過(guò)的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，R參參R測(cè)測(cè)則： R參參R2R測(cè)測(cè)R1 這時(shí)電橋失去平衡，a、b兩端存在著電位差，有電壓信號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨時(shí)間變化的峰狀圖形。2022年2月17日星期四影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏

42、度的因素 熱絲阻值熱絲阻值越大，其靈敏度越高。 橋流橋流越大，靈敏度越高。2022年2月17日星期四TCD的響應(yīng)特性 通用型檢測(cè)器 靈敏度較低，適合于大于幾十ppm組分測(cè)定 對(duì)鹵化物、重金屬酯響應(yīng)較小 濃度型檢測(cè)器 非破壞型檢測(cè)器 2022年2月17日星期四 又稱(chēng)氫焰離子化檢測(cè)器。主要用于可在又稱(chēng)氫焰離子化檢測(cè)器。主要用于可在H2-Air火焰中燃燒的有機(jī)化合物火焰中燃燒的有機(jī)化合物(如烴類(lèi)物質(zhì)如烴類(lèi)物質(zhì))的檢測(cè)。的檢測(cè)。 原理：含碳有機(jī)物在原理：含碳有機(jī)物在H2-Air火焰中燃燒產(chǎn)火焰中燃燒產(chǎn)生碎片離子，在電場(chǎng)作用下形成離子流，生碎片離子，在電場(chǎng)作用下形成離子流，根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度，檢

43、測(cè)被色根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)被色譜柱分離的組分。譜柱分離的組分。火焰離子化檢測(cè)器火焰離子化檢測(cè)器（FID）flameionizationdetector,FID2022年2月17日星期四 結(jié)構(gòu)：主要為離子室主要為離子室，內(nèi)有石英噴嘴、發(fā)，內(nèi)有石英噴嘴、發(fā)射極（極化極，此圖射極（極化極，此圖中為火焰頂端）和收中為火焰頂端）和收集極集極(1)在發(fā)射極和收集極之間加有一在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓（定的直流電壓（100300V）構(gòu)成）構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。一個(gè)外加電場(chǎng)。(2)氫焰檢測(cè)器要用到三種氣體：氫焰檢測(cè)器要用到三種氣體：N2：載氣攜帶試樣組分；：載氣攜帶試樣組分；H2：為燃?xì)猓?/p>

44、：為燃?xì)?；空氣：助燃?xì)狻？諝猓褐細(xì)?。使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。2022年2月17日星期四2022年2月17日星期四A區(qū)：預(yù)熱區(qū)區(qū)：預(yù)熱區(qū)B層：點(diǎn)燃火焰層：點(diǎn)燃火焰C層：熱裂解層：熱裂解區(qū)：溫度最高區(qū)：溫度最高D層：反應(yīng)區(qū)層：反應(yīng)區(qū)工作過(guò)程：工作過(guò)程：來(lái)自色譜柱的有機(jī)物與來(lái)自色譜柱的有機(jī)物與H2-Air混合并燃燒，產(chǎn)生電子和離子混合并燃燒，產(chǎn)生電子和離子碎片，這些帶電粒子在火焰和碎片，這些帶電粒子在火焰和收集極間的電場(chǎng)作用下（幾百收集極間的電場(chǎng)作用下（幾百伏）形成電流，經(jīng)放大后測(cè)量伏）形成電流，經(jīng)放大后測(cè)量電流信號(hào)。電流信號(hào)。2022年2月17日星期四 具體描述如下： 氫氣由噴嘴加入，與空氣混合點(diǎn)火燃燒，形成氫火焰。極化極和收集極通過(guò)高阻、基流補(bǔ)償和50350V的直流電源組成檢測(cè)電路，測(cè)量氫火焰中所產(chǎn)生的微電流。該檢測(cè)電路在收集極和極化極間形成一高壓靜電場(chǎng)。H2+O2燃燒能產(chǎn)生2100高溫，使被測(cè)有機(jī)組分電離。載氣(N2)本身