1、第 一 部 分 基礎知識一、色譜法的起源石油醚碳酸鈣顆粒色素玻璃柱色譜是通過組分在流動相和固定相之間分配比的差異進行分離的。二、色譜方法的分類 根據流動相和固定相的狀態，色譜法的分類 三、氣相色譜儀的基本結構鋼瓶He,N2載氣控制數據處理 載氣控制：手動、數字(AFC) 恒（變）壓、恒(變)流、恒線速度進 樣 口：Direct、Split/Splitless、OCI、PTV色 譜 柱：填充柱、毛細柱檢 測 器：FID、TCD、ECD、FPD、FTD 數據處理：C-R6A 、C-R7A、 C-R8A、 CLASS-GC10、 Gcsolution進樣口色譜柱檢測器溫度控制區氣相色譜主機1、載氣及

2、輔助氣檢測器種類載氣（純度）燃燒氣（純度）助燃氣（純度）尾吹氣（純度）TCD一般分析He N2 Ar等99.995%以上He N2 Ar等99.995%以上TCD高靈敏度分析He N2 Ar等99.999%以上He N2 Ar等99.999%以上FID一般分析N2 He 等99.995%以上H2 等99.995%以上Ari空壓機N2 He 等99.995%以上FID高靈敏度分析N2 He 等99.999%以上H2 等99.999%以上Ari 空氣鋼瓶空壓機也可N2 He 等99.999%以上 針形閥控制（手動）GC-14C/B, GC-17AP系列 電子方式（數字式）AFC & APC

3、GC-17AA, & GC-20102、載氣控制方式電子控制方式 恒壓控制 填充柱恒溫分析 毛細柱恒溫分析 總流量=柱流量+分流流量+隔膜吹掃流量 恒流控制 填充柱的恒溫或程序升溫分析 恒線速度控制 毛細管程序升溫分析 SPL/SPLLESS進樣口流路圖柱流量與線速度3、氣相色譜進樣方式簡介（1）、氣相色譜的進樣口 填充柱進樣口 毛細柱分流/無分流進樣口 冷柱頭進樣 PTV進樣口熱進樣和冷進樣 熱進樣分流/無分流進樣直接進樣（全量注入）寬口徑毛細柱和填充柱 冷進樣PTV進樣冷柱頭進樣歧視效應和熱分解 熱進樣 (SPL, WBI)存在歧視現象和樣品熱分解 冷進樣 (OCI, PTV)進樣

4、是在較低溫度下進行定量精度高歧視效應和熱解效應的影響小歧視效應的產生 歧視:蒸溜現象 形成氣溶膠 分餾現象 低沸點組分百分比偏高低沸點組分百分比偏高 進針進針 退針退針高沸點組分殘留高沸點組分殘留歧 視 效 應 進樣體積越小，歧視現象越嚴重。進進 樣樣 體體 積積 和和 峰峰 面面 積積 比比(%)0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 (uL)52 51 50 49 48n-C9n-C4減小熱進樣歧視現象的方法快速進樣法 溶劑沖洗法熱針法溶劑沖洗法蒸餾和分餾蒸餾和分餾減少減少溶劑溶劑 空氣空氣 樣品樣品 空氣空氣(%)0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 (uL)52 51 50 49 4

5、8n-C4n-C9減小熱歧視的最好方法是冷進樣方式PTV、OCI冷進樣 概念 樣品是在冷狀態-低于樣品沸點的溫度下進樣 (依據溶劑) 氣化室快速升溫使樣品氣化 PTV進樣方式 分流進樣(高濃度樣) 無分流進樣 (低濃度樣) 大體積進樣LVI (痕量分析) OCI柱頭進樣只適用于0.53內徑的柱子沒有分流流路，不能分析高濃度樣品（污染柱子），進樣量一般小于2ul（2）、進樣體積上限 無分流進樣 (SPL,PTV)2uL 高壓進樣 (SPL,PTV)5uL 直接進樣（全量進樣）3uL 用寬口徑毛細柱 冷柱頭進樣（OCI） 2uL LVI-PTV 進樣空襯管10uL襯管 + 石英棉50uL襯管 +

6、填料大于 1000uL（3）、進樣口的結構 填充柱進樣口 毛細柱進樣口隔墊吹掃出口分流出口載氣玻璃襯管F2F1隔墊吹掃出口載氣玻璃襯管填充柱 冷柱頭進樣口(OCI) PTV進樣口隔墊吹掃出口分流出口載氣玻璃襯管F2F1加熱-250/min隔墊吹掃出口載氣玻璃襯管0.53mm內徑寬孔毛細柱（4）、隔墊吹掃的作用 吹掃進樣墊高溫脫附的組分，一般為橡膠中的增塑劑或低聚物，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：3-15ml/min（結合進樣口溫度和設置的進樣口壓力）。吹掃氣設置范圍：（5）、分流比的設定范圍 分流比分流比= =（分流流量（分流流量+ +柱流量）柱流量） /

7、/柱流量柱流量當分流流量柱流量時分流比分流流量/柱流量（GC-2010） 分流比的設定要依據樣品濃度分流比的設定要依據樣品濃度 濃度越高所需分流比越大 分流比的設定要依據毛細柱的柱容量分流比的設定要依據毛細柱的柱容量 柱容量越低（即口徑越小），分流比越大 常用的分流比范圍為常用的分流比范圍為2020120012001 1, 根據具體情況可用范圍很寬，比如：0.1mm毛細柱快速分析可用500：1以上的分流比（6）、氣體閥進樣樣品入口樣品出口載氣入口連接色譜柱定量環4、色譜柱的選擇毛細柱柱材：熔融石英、鋁內徑：0.2mm0.53mm長度：10100m固定相種類：OV-1，OV-17， PEG-20

8、M等固定相膜厚：0.2-5m（1）、色譜柱的類型 填充柱柱材：不銹鋼，玻璃內徑：23mm長度：0.56m填料：擔體和固定液的種類固定液的濃度 1-30%擔體有硅藻土、玻璃、石英、塑料擔體（TPA）等。（2）、氣相色譜的固定相固體- 活性炭、活性鋁、硅膠、分子篩等，用于無機氣體及低碳烴的分析 應用比例約占10%液體- 硅酮、聚乙二醇、聚脂等，用于液體樣品及高沸點化合物分析。 應用比例占90%以上 擔體的選擇應從擔體的比表面積及惰性方面考慮 根據待測樣品的性質，進行適當處理的擔體，如：酸洗、堿洗、甲基硅烷化等（3）、固定液的選擇 固定液極性的選擇（按相似相溶原則）非極性固定液-有按沸點順序溶出傾向

9、極性固定液-沸點相同時，按極性由小到大的順序溶出 固定液的濃度或毛細管柱的膜厚對低沸點化合物 高濃度（10%30%)高膜厚(15m)對高沸點化合物 低濃度（1%5%)低膜厚(0.250.5m)幾種代表性固定液的極性(Mc Reynolds 常數)Squalane0 （非極性） PEG20M(DBWAX) 322（強極性）SE3015 FFAP 340OV101(DB1)17 PEG1000 347SE54(DB5)33 （弱極性） EGA 372DC55074 DEGS 484OV17119（中極性） TCEP 593 （超強極性） BCEF 690名稱I BenzeneI Benzene 名

10、稱 I BenzeneI Benzene（4）、各參數對分離效果的影響Factors which affect separationFactors which affect separationOven TemperatureColumn LengthStationary Phase(kinds and film thickness) Inner Diameter of ColumnCarrier Gas （ （kinds and linear velocity） ）內徑、長度、液膜厚度及應用a、內徑對毛細柱分離的影響0.22mm x 25mb、進樣量毛細柱分離的影響一般進樣量范圍填充柱填充柱

11、氣體氣體 : 0.5-50 ml液體液體 : 0.1-1ml毛細柱毛細柱氣體氣體 : 0.1-1 ml液體液體 : 0.004-2.0ulC、膜厚對毛細柱分離的影響CBP1-W25-100膜厚 1umCBP1-W25-500膜厚 5um內徑內徑(mm)流量流量 He (ml/min)色譜柱色譜柱0.100.2 - 0.6窄孔柱窄孔柱0.250.6 - 1.3常規柱常規柱0.321.4 - 2.2半寬孔徑柱半寬孔徑柱0.534.0 - 20.0寬孔徑柱寬孔徑柱2.0040.0 - 60.0填充柱填充柱毛細管柱的最佳線速度The relationship between column effici

12、ency (HETP) and the kind The relationship between column efficiency (HETP) and the kind and linear velocity of carrier gas (conceptual figure)and linear velocity of carrier gas (conceptual figure)HETP is small - Column efficiency is good （ （Sharp Peak） ）0 02020404060608080Mean Linear Velocity(cm/sec

13、)N2H2HeMean Linear Velocity: Average value of speed with which carrier gas moves inside of a columnHETP： ：The parameter which shows column efficiency（5）色譜柱分離效率評價 色譜柱效率：峰尖評價：理論板高(HETP)、理論塔板數(N)對策：將Van Deemter 各因素優化 選擇性：峰的分離度評價：分離因子或分離度對策：選擇極性相當的固定相 峰的對稱性：吸附現象評價：拖尾因子對策：色譜柱進一步老化色譜柱的分離效率-理論塔板數 理論塔板數N=5.

14、545(Rt/WH/2)=L/HETPHH/2WH/2開始Rt（6）幾種常用數據常用襯管的容量載氣流速與柱容量I.D. 流速 He(ml/min) 柱容量 (ng) 0.1 0.2-0.6 10-150 0.25 0.6-1.3 40-400 0.32 1.4-2.2 60-250 0.53 4-20 80-600 毛細管柱與柱前壓毛細柱的內徑、膜厚及柱容量內徑膜厚柱容量各公司常用毛細柱商品名對照表（7）色譜柱的老化 為什么必須進行色譜柱老化？新色譜柱含有溶劑和高沸點物質，所以基線不穩，出現鬼峰和噪聲；舊柱長時間未用，也存在同樣問題。毛細管柱建議 采用程序升溫老化，即從室溫程序升溫到最高溫度，

15、并在高溫段保持數小時。新柱老化時，最好不要連接檢測器。 每天都要進行老化嗎？視儀器基線情況，確定是否需要老化以及老化時間。（8）出現鬼峰的原因1. 進樣口污染2. 載氣含水分及其它不純物3. 不銹鋼管及閥污染4. 進樣墊及橡膠墊圈污染5. 填料老化不足6. 填充劑劣化（9）恒溫分析和升溫分析的比較恒溫分析升溫分析沸程窄時采用恒溫分析恒溫分析時，保留時間和含碳數成指數關系C8 C9C10C11C8C9C10 C11沸程寬時采用升溫分析升溫分析時，含碳數和保留 時間成比例關系基線調整困難，應確認空白是否有鬼峰出現。5、常用檢測器及工作原理氣相色譜常用的檢測器檢測器載氣種類測定濃度應用熱導（TCD）

16、氦、氫、氬、氮50ppm 以上無機氣體、有機化合物氫火焰離子化（FID）氦、氮數 ppm 以上有機化合物電 子 捕 獲（ECD）氮數 ppb 以上有機鹵素等化合物火焰熱離子（FTD）氦、(氮)數 ppb 以上氮、磷化合物火焰光度（FPD）氦、氮約 0.1ppm硫、磷化合物(1)、FID檢測原理 在氫火焰中，有機化合物燃燒產生CHO+離子，該離子強度與一定范圍內含量成正比。 該檢測器檢出的是有機化合物。 無機氣體及氧化物在該檢測器無響應。氫火焰檢測器(FID)的基本流路圖隔墊吹掃出口分流出口載氣玻璃襯管F2F1空氣350-500ml/min氫氣30-50ml/min尾吹氣約20-30ml/min

17、FIDCH Oxidation CHO+ + e-組分在氫火焰中氧化組分在氫火焰中氧化(2)、ECD檢測原理 載氣（氮氣）在 ECD檢測器中電離成正離子和自由電子 親電子化合物與自由電子結合生成負離子，在檢測池中移動速度比自由電子慢 生成的負離子與正離子結合 ECD中自由電子減少（離子流減小） 自由電子減少與親電子化合物的濃度成正比 ECD是高選擇性、高靈敏度的檢測器，用于檢測微量或痕量微量或痕量的鹵素化合物及硝基化合物。 對電負性基團有高選擇性對電負性基團有高選擇性和高靈敏度和高靈敏度 (如鹵素如鹵素) N2 N2+ + e -PCB + e - PCB - PCB + N2+ (neutr

18、al compound)b rayreverse（3）、 FPD檢測原理 含S、P的有機化合物在還原火焰中燃燒，產生特征波長的光線（S=394nm,P=526nm)。這些光線通過濾光片，經光電倍增器放大并轉化為電信號被檢測。 該檢測器對有機磷和有機硫化合物具有高選擇性和高靈敏度。S : ( S-S )* ( S-S ) + hv (394 nm)P : (PHO)* (PHO) + hv (526 nm) 惠斯通電橋惠斯通電橋（5）、FTD（NPD）檢測原理 有機氮化合物在堿金屬表面熱分解成激發態氮化物CN*, CN*又從堿金屬表面吸收電子，生成CN-，放出電子后的堿金屬生成正離子，產生的信號

19、電流被檢出。 該檢測器對有機氮、磷化合物具有高靈敏度和高選擇性。 硫酸銣硫酸銣加加熱熱到到 600800.Rb. + CN Rb* + CN-(Rb* indicates an excited Rb.)四、定性與定量 色譜解決的問題：已知物質的未知含量。 GC依據化合物的保留指數定性，通常使用保留時間（絕對、相對）。 GC依據化合物的響應值定量，通常使用峰面積或峰高。1、定性參數保留時間允許誤差： 時間窗（n） 相對允差（保留時間n%） 設定簡單，當所測組分保留時間跨度大時，不易兼顧。 時間帶絕對允差 所有組分設定相同的時間偏差容限，視分離度而定。絕對保留值、相對保留值、多參考保留值2、定量方

20、法 面積歸一化法 校正面積歸一化法 外標法 內標法（1）面積歸一化法公式：%100%AiAiCi 各組分濃度以面積百分率表示，該結果可以確認大概的濃度。 優點： a）無需做校正，簡便，快速 b）進樣量要求不嚴格 缺點：缺點： a）所有組分都流出且被檢測到 b）所有組分在檢測器中的響應系數都相同（2）校正面積歸一化法公式：式中：Fi為校正因子， Ai濃度（含量）/面積 用重量響應因子對峰面積進行修正，用該法測定的濃度比前者準確，但前提是樣品中所有組分都出峰，否則也有誤差存在。 優點：進樣量要求不嚴格 缺點：缺點：a）所有組分都流出且被檢測到 b）所有組分都需作校正%100)(%AiFiAiFiC

21、i以上兩種方法應用的前提條件是：以上兩種方法應用的前提條件是： 樣品中所有組分都出峰樣品中所有組分都出峰 所有峰面積計算必須準確所有峰面積計算必須準確（3）外標法公式：iFiFAiCi21 該法是應用最廣泛的方法之一，其誤差來源主要是進樣誤差，因此，分析前一定要做面積重復性（即進樣重復性）實驗。 優點：a）不需所有峰都流出或被檢測到 b）只對所測組分作校正 缺點：缺點：a）進樣量必須準確 b）儀器有良好的穩定性（4）內標法公式：ISISCiFiFAAiCi)(21 在樣品中添加內標物，通過組分與內標峰的面積比，對組分進行定量。該方法減小了進樣誤差對定量結果的影響。 優點：a）進樣量不嚴格要求

22、b）只對所測組分作校正 缺點：缺點：a）必須在樣品中加一內標組分 b）操作較為繁瑣 c）選擇內標物困難選擇內標物應注意 理化性質與待測物相近 色譜響應與待測物相近 與待測物有良好的分離，但不能相距太遠 與待測物的峰面積比為0.7-1.3最好因此要根據待測物的濃度確定內標物的添加量3、定量參數（制備工作曲線）校正級別（曲線計算方法） 單點校正（liner) 兩點校正（liner) 多點校正 線性回歸 點到點連線（折線） 二次曲線 三次曲線注CR6A只能做單點或兩點校正注二次曲線、三次曲線是Gcsolution的功能（1）單點校正）單點校正 對每一組分僅做一個濃度的標樣 標樣濃度應盡可能接近實際樣

23、品中各組分的濃度 單點校正曲線通過原點（2）多點校正）多點校正對每一組分至少作三個不同濃度水平的校正標樣濃度范圍應包含實際樣品中各組分的濃度多點校正有幾種方式 a：組分響應值隨濃度變化不呈線性變化時，使用多線性校正（折線校正、二次曲線、三次曲線） b：組分響應值隨濃度變化呈線性變化時，使用多點線性校正分析數據是否可靠？（定量） 良好的峰面積重現性，一般CV%在0.5-3% 工作曲線具有良好的線性 微量注射器的殘留現象（交叉污染） 峰形正常，避免拖尾峰和前沿峰(柱選擇恰當、襯管無污染、溫度及流量設定) 色譜峰分離良好(分離度2.5)藥典中對用色譜法進行檢測的藥品，都作出了藥典中對用色譜法進行檢測

24、的藥品，都作出了具體規定，如：保留時間、分離度、拖尾因子具體規定，如：保留時間、分離度、拖尾因子等等分析數據不理想，應該. 檢查是否漏氣 檢查各連接部位，并確認峰面積重現性。 檢查色譜柱是否良好 長時間使用，因吸附、固定液流失、固定液分解及 污染， 造成柱劣化，截去部分前端、老化、更換新柱。 檢查襯管是否正常 確認襯管有無破損、污染，確認石英棉的量及位置。 樣品性質，是否易分解 對于不穩定的樣品應注意保存溫度，要避光并注意存 放時間。4、樣品衍生化的目的 降低氣化溫度將不揮發成分變為揮發性 增加組分穩定性，防止熱分解 防止吸附 改善分離 加入官能團,使用選擇性檢測器,提高靈敏度 分析方法 計算

25、方法五、氣相色譜方法的建立1、分析方法（ 儀器參數） 分析參數選擇分析系統（進樣方式、色譜柱、檢測器）設定分離條件（載氣流量、分流比、溫度條件）檢測器參數（量程、極性、電流）進樣口、色譜柱、檢測器的溫度設定 進樣口溫度 考慮樣品中各組分的沸點，設定溫度使樣品瞬間汽化且盡可能不發生熱分解。 色譜柱溫度 考慮樣品中各組分的沸點、希望的分析周期，寬沸程樣品應使用程序升溫。 檢測器溫度 防止檢測器污染，一般比色譜柱溫度高20-30。即：DET.TINJ.TCOL.T+202、計算方法（數據處理參數）峰處理參數（WIDTH, SLOPE, DRIFT, T.DBL等）定性參數：保留指數及允許誤差（時間窗

26、，時間帶）定量參數定 量 方 法： 內標法、外標法、面積歸一法等工作曲線的制作 曲線點數：一點、兩點及多點 曲線計算：線性范圍、線性回歸、折線、二次曲線、三次曲線3、峰處理參數 控制數據采集速度，WIDTH/10采一次數據 去除高頻噪聲(電磁干擾）WH/2WIDTH/4 控制S.TEST時間，斜率測試時間為 10WIDTH 推薦值：填充柱 5 毛細柱 23（1）WIDTH：設為最窄目標峰的半高寬，單位：秒 判斷峰的起點、終點 濾除低平噪聲（如蛇行等） SLOPE的確定：一般通過S. TEST進行，測定時間為 10倍WIDTH的時間。 可根據實際需要改變該值，適合目標峰的積分線。 （2）SLOP

27、E：10倍WIDTH的所有信號的總和，用于：SLOPE值的手動設定 單位：uv/minSLOPESLOPESLOPESLOPE峰斜率，作為噪聲濾除SLOPE峰斜率，積分不穩定，須手動設定（3）DRIFT：判斷相鄰峰的積分方式注：1）設定值為0時，積分儀或PC將自動判斷 2）如DRIFT與基線至峰谷連線較接近時，積分可能不穩定，導致面積值變化較大，需加以注意。DRIFT值的設定DRIFTDRIFTDRIFTDRIFTDRIFTDRIFTT.DBL2 x T.DBL4 x T.DBLWIDTHSLOPE2WIDTHSLOPE/24WIDTHSLOPE/48WIDTHSLOPE/8l 設定值為0時，

28、自動判斷。l 不使用時可設為1000。l T.DBL設定為某值時，SLOPE和WIDTH按下圖改變 （4）T.DBL：峰展寬一倍所需要的時間（5）積分峰標記（MK） E：超量程峰，這種峰的面積計算是錯誤的 S：拖尾峰（溶劑峰常同時出現S、E兩個標記） T：尾上峰，作拖尾處理的峰 V：與前鄰峰垂直分割 L：前沿峰 標記：標記：六、氣相色譜分析步驟開機：連好流路，先開載氣再開電源，開輔助氣設定流量、溫度、檢測器參數用默認處理參數進行樣品分析根據譜圖調整分析條件，再分析樣品，直至得到理想譜圖確定定量方法（內標、外標、面積歸一等）選擇校正點數，編輯ID表（輸入組分的保留時間和標樣濃度）選擇校正次數（每

29、濃度取幾次平均值）選擇曲線計算方式（直線、最小二乘或折線 ）按從低濃度到高濃度的順序，分析完標樣，即完成曲線制作進行未知樣分析，自動計算定量結果。分析完了，關機：系統降溫后，關電源，關載氣。第二部分 使用中應注意的事項1、載氣開啟壓力與設置所使用的初始值2、載氣壓力、柱流量、線速度只設定其中一項3、壓力、總流量、吹掃流量的相互制約關系4、高壓進樣方式（建議為正常使用壓力的23倍）5、AOC-20i針的清洗及安裝、清洗液的選擇6、各軟密封處需擰緊的程度7、消耗品更換后的計數器清零8、輔助氣（H2、Air）過濾器定期活化、放水9、各種檢測器的定期保養第三部分 軟件的操作及注意問題一、系統配置選中儀

30、器型號GC-2010、計算機的串行口COM n1、硬件配置：系統配置中的儀器1 2、Analytical Line 1中各單元參數設定（1）自動進樣器所使用樣品瓶規格、樣品架類型（長、短）、進樣針容積。（2）進樣口設置載氣種類，鋼瓶開啟壓力應在選用的初始壓力值范圍內；進樣口維護中可設置進樣隔墊、襯管使用報警次數。（3）色譜柱在添加后的空行內輸入所用色譜柱參數（名稱、液膜厚度、長度、內徑、最高使用溫度），選中整行后“選擇” 。（4）檢測器所用補充氣的類型，若有ECD最高溫度為350。上述各項分別設置無誤，“確定”后“設置”二、分析參數的設定1、自動進樣器根據所用溶劑的粘度選擇針桿進樣和清洗的速度；取樣時針插入樣品瓶的深度可設-1、-2；建議清洗體積選擇6ul。2、柱箱右側表格程序中的速率可設為負值，以