1、1氣相色譜gas chromatography，GC蘇州匯和藥業(yè)有限公司（分析部） Gary2氣相色譜 定義： 色譜法是一種將混合物分離為單獨的化合物組分的分析技術(shù)。色譜圖作用定性定量 3氣相色譜儀的主要組成部分 一：氣體系統(tǒng)（gas system） 二：進樣系統(tǒng)（ sample injection system） 三：色譜柱（ column system） 四：檢測器（ detection system） 五：數(shù)據(jù)系統(tǒng) （data system）樣品作用4氣相色譜儀的主要組成部分一：氣體系統(tǒng)載氣（ carrier gas ）：用于傳送樣品通過整個系統(tǒng)的氣體檢測器氣體：某些檢測器所需的支持氣體

2、，如FID需要的就是氫氣和空氣。 5氣相色譜儀的主要組成部分二：進樣系統(tǒng)進樣口：將樣品蒸汽引入載氣，該過程應對樣品蒸汽有最小影響。進樣方式：包括液體ALS.HS.閥等。 6氣相色譜儀的主要組成部分三：色譜柱目的：實現(xiàn)樣品組分的分離 7氣相色譜儀的主要組成部分四：檢測器目的： 對流出柱子的樣品組分進行識別和響應 8氣相色譜儀的主要組成部分五：數(shù)據(jù)系統(tǒng)目的： 將檢測器的信號轉(zhuǎn)換成色譜圖，并進行定性定量分析。 9第一章 氣相色譜的氣體系統(tǒng) GC的第一個主要組成部分就是載氣，通常載氣主要包括氦氣，氮氣，氫氣或氬氣。 根據(jù)特定的應用要求和所選用的檢測器的類別來選擇氣體。10 氣體的主要來源： 壓縮氣瓶提

3、供 氣體發(fā)生氣體供11 氣體的使用和管路的配置氣體的要求：根據(jù)使用檢測器類型而選擇（載氣和尾吹氣）惰性干燥純凈對載氣純度要求5個9以上，99.999%以上注意：使用壓縮氣體的安全意識12 根據(jù)檢測器類型選擇氣體： 載氣和尾吹 H2 He N2 ArTCD 優(yōu) 優(yōu)ECD 優(yōu) 優(yōu)+5%CH4FID 不用 優(yōu) 較優(yōu) 較優(yōu)NPD 不用 優(yōu) 較優(yōu) 較優(yōu)FPD 不用 優(yōu) 較優(yōu) 較優(yōu)13氣路鏈接主要四大部件：鋼瓶閥（2個）凈化器（3個）管路（銅管）畫圖解釋14 檢測器蓋 進樣口 檢測器 顯示屏 鍵盤 電源開關(guān) 爐箱開關(guān) 7890A前視圖15 分流出口 氣路連接口 爐箱排氣口 爐箱冷卻風進口 電纜連接口 電源

4、連接口 7890A后視圖16 運行按鍵（Prep Run）ZBM 氣相部件按鍵 維護按鍵（Service Mode） 狀態(tài)按鍵（Status） 數(shù)字按鍵 信息按鍵（Options） 方法存儲和自動運行按鍵 三個按鍵SOSAgilent 7890A 鍵盤視圖17第二章 氣相色譜的進樣系統(tǒng)作用： 使樣品已以一種可重復再現(xiàn)的方式嵌入到 氣相色譜柱中。引入樣品時應不發(fā)生任何化學反應。 18進樣口類型分流不分流進樣口隔墊吹掃填充(柱)進樣口冷柱頭進樣口多模式進樣口揮發(fā)進樣口以上進樣口都是有EPC控制！(Electronic Pneumatic Control , EPC)19分流不分流進樣口流路系統(tǒng)一進

5、三出模式： (FS)總流量：分流流量(PS) 隔墊吹掃流量（PS） 柱流量(?)柱流量轉(zhuǎn)換柱前壓20分流不分流進樣口流路系統(tǒng)分流出口： 分流出口捕集阱（定期維護） 作用主要是在分流是捕集高沸點樣品, 避免比例閥2堵塞和環(huán)境污染。何時必須跟換？21分流不分流進樣口流路系統(tǒng)隔墊吹掃： 三個一：一個比例閥 一個壓力傳感器 一個限流器 作用是帶走隔墊分解的污染物和消除二次進樣現(xiàn)象注意頂空進樣是否打開？樣品對管線有腐蝕性時怎么辦？ 22分流不分流進樣口流路系統(tǒng)分流不分流進樣口操作模式：分流模式含量較高組分分析（樣品不了解）脈沖分流允許快速進樣不分流模式痕量組分分析脈沖不分流允許更大進樣量23分流不分流進

6、樣口流路系統(tǒng)分流模式：總流量 分流流量 隔墊吹掃流量 柱流量用于高濃度和未知樣品時建議采用分流模式。軟件需設(shè)置：進樣口溫度；分流比；隔墊吹掃流量24分流不分流進樣口流路系統(tǒng)不分流模式：總流量 分流出口流量（關(guān)閉) 隔墊吹掃流量 柱流量用于痕量分析不分流注意：情況一大體積進樣；溶劑蒸汽流速慢（分流吹掃） 情況二溶劑效應（推薦程升低20）25分流不分流進樣口流路系統(tǒng)軟件需設(shè)置：進樣口溫度 分流出口時間（何時打開？） 分流流量 需要預運行還需要考慮選擇適合的溶劑！（減少樣品損失） 設(shè)計合適的程序升溫！（避免溶劑效應） 26分流不分流進樣口流路系統(tǒng)襯管過載 溶劑膨脹體積=22400*A*B*C*LA=

7、溶劑密度/溶劑分子量B=15/(15+色譜柱頭壓力psiC=（進樣口溫度 +273）/273L=液體進樣體積l 進樣前計算溶劑的膨脹體積，避免襯管過載重現(xiàn)性不好和污染管路27分流不分流進樣口流路系統(tǒng)（脈沖進樣）不分流模式：加快樣品進入色譜柱防止樣品在進樣口分解允許更大的樣品進樣量需要預運行附加熱不穩(wěn)定和痕量分析時，畫圖28分流不分流進樣口流路系統(tǒng)操作模式脈沖進樣軟件需要設(shè)置：脈沖壓力（怎么設(shè)置） 脈沖結(jié)束時間（怎么計算時間） 此處需注意：溶劑吹掃時間要小于脈沖結(jié)束時間0.1-0.5min打開。29分流不分流進樣口流路系統(tǒng)操作模式載氣節(jié)省在樣品進入色譜柱后，減少分流出口的載氣流量以節(jié)約載氣。在柱

8、前壓和柱流速仍保持不變，只有分流出口的流量減少。可用于分流和不分流方式載氣節(jié)省啟動時間應在樣品進入色譜柱后需要預運行推薦載氣節(jié)省時間啟動在2.5min左右，最小可設(shè)置在15ml/min30分流不分流進樣口流路系統(tǒng)小結(jié)預運行操作：分流吹掃 脈沖進樣 載氣節(jié)省鍵盤設(shè)置Config/Instrument/Enter/AutoPrep Run(on/off) 31分流不分流進樣口流路系統(tǒng)進樣口維護： （Service Mode）定期更換進樣墊定期更換或清洗襯管定期用溶劑清洗進樣口定期更換O形環(huán)定期用溶劑清洗分流平板（必要時需更換）定期更換分流捕集阱(頂空很少更換）定期更換或清洗進樣針 32分流不分流進

9、樣口流路系統(tǒng)出現(xiàn)以下狀況：隔墊漏氣保留時間漂移；響應值降低柱前壓降低；檢測器信號噪音大襯管污染峰形變化；重現(xiàn)性差；不出峰；響應值降低襯管都是經(jīng)過惰性化處理（硅烷化）長期使用和清洗會使表面基團流失會吸附樣品！33分流不分流進樣口流路系統(tǒng)溫馨提示： 以上各種維護必須帶手套建議在關(guān)機下儀器溫度在室溫下操作避免各部件溫度過高燙傷操作人員同時對儀器也有損傷！34第三章 氣相色譜的色譜柱 色譜柱類型： 填充柱 毛細柱材質(zhì) 銅、不銹鋼、硅硼酸 熔融石英長 0.5-10m 5-150m內(nèi)徑 2-4mm 0.05-0.3-0.75mm填料 GSC/GLC GSC/GLC GLC 使用占90%（相似相溶），GSC

10、10%（吸附原理）35氣液色譜分離原理 通過樣品在固定相中的分配或不同的溶解度實現(xiàn)分離，組分基于不同的極性而分離（偶極力的作用）通常可稱之為“相似相溶”或 同極性相互作用。36色譜柱的分離指標三大要素： 柱效（N 和HETP) 選擇性 分離度 37三大要素柱效（N 和HETP) 使用內(nèi)徑小的柱子減小固定相百分組成或固定相液膜厚度。選用更長的柱子（防止峰分不開）減少進樣量（或調(diào)大分流比）使用程序升溫改善后流出組分峰形可以通過上訴改變來優(yōu)化柱效！38使用合適的色譜柱和儀器參數(shù)加快分析速度色譜柱參數(shù)： 儀器參數(shù)：更短的色譜柱 ；不同載氣 更小的色譜柱內(nèi)徑 ；更快的程序升溫更薄的色譜柱膜厚 ；更高的恒

11、溫分析 ；更高的載氣流量修改參數(shù)的前提條件是保證不犧牲柱效和分辨率！39對于氣相色譜方法開發(fā)考慮的幾大方面：一：色譜柱1：欲分離樣品2: 柱內(nèi)徑3：固定相4：柱長5：膜厚或者填充柱百分含量40固定相 對于固定相改變其他條件不變的情況下必須先進行定性分析，再進行定量分析。理由：分離的效果會發(fā)生改變，包括流出順序的變化及分離度的損失。41柱長 色譜柱的柱效與色譜柱的長度成正比分辨率是色譜柱柱長度的平方根保留時間與長度成正比 在保證分離度的情況下，請選擇短柱以保證工作效率。42柱內(nèi)徑 色譜柱的直徑越小，效率越高，可加快分析速度色譜柱的直徑越大，可容納的樣品量越大，但是效率回下降色譜柱直徑的建議：1：

12、需要更高效率時，使用0.18-0.25mm I.D(尤為適合GCMS）2：需要更高樣品容量時，使用0.32mm I.D(不分流進樣口，大體積進樣口）3：需要更高樣品容量時，使用0.53mm I.D(早期流出的化合物有較好的分辨率）43膜厚膜厚影響分離的質(zhì)量 膜厚越厚，色譜柱樣品的容量就越大，保留時間越長，峰越寬，效率就越低，柱流失越大。對選擇不同膜厚的色譜柱應該權(quán)衡以上各種因素。 44提供的目錄信息：固定相的商品名稱固定相的化學名稱可代替的固定相溶劑最低溫度及最高溫度應用舉例45對于氣相色譜方法開發(fā)考慮的幾大方面：二：柱溫操作恒溫后流出的組分峰展寬 程序升溫組分有較寬的沸點范圍時使用減少分析時

13、間并是峰變窄可設(shè)多階程序升溫增加柱流失，引起基線漂移46色譜柱的維護色譜柱的保存色譜柱的老化色譜柱應避免的三大損壞色譜柱的正確安裝47色譜柱的維護色譜柱的保存將色譜柱堵頭插在柱兩端重新安裝色譜柱的時候需要注意安裝的方向，并從柱頭截去少許48色譜柱的維護2.色譜柱的老化（盡量避免老化）以下幾種情況需要老化新柱子使用多次后柱中殘留溶劑長期不用49色譜柱的維護色譜柱的老化溫度及時間需考慮足夠高的溫度除去不揮發(fā)物質(zhì)足夠低的溫度已延長柱壽命和減小柱流失老化的溫度越低老化的時間久越長50色譜柱的維護色譜柱老化注意事項 加熱色譜柱時必須通載氣接檢測器的一段懸空，并用柱螺母和無孔的石墨墊將接檢測器的入口堵住5

14、1色譜柱的維護色譜柱老化溫度和時間設(shè)置老化溫度的設(shè)置可以參考將進行分析條件，在方法最高溫度的基礎(chǔ)上加20 進行老化（但不得超過色譜柱恒溫最高溫度）在色譜柱的恒溫溫度的上限減20進行老化，老化時將爐溫逐漸升至老化溫度，然后在老化溫度下持續(xù)老化，也可以運行循環(huán)的程序升溫來老化。52色譜柱的維護色譜柱老化溫度和時間設(shè)置老化時間的設(shè)置對于WCOT色譜柱通常老化2-3小時方法對靈敏度要求較高，固定相的極性較強或膜厚較厚時，老化時間需要適當延長。53色譜柱的維護3.色譜柱應避免的三大損壞避免色譜柱的熱損壞避免色譜柱的氧化損壞避免色譜柱的化學損壞54色譜柱的維護3.色譜柱應避免的三大損壞1.避免色譜柱的熱損

15、壞最高溫度色譜柱只能在此溫度下工作5-10分鐘不能超過柱溫上限柱溫箱的最高溫度設(shè)定為色譜柱的最高溫度55色譜柱的維護3.色譜柱應避免的三大損壞2.避免色譜柱的氧化損壞進行定期的撿漏工作定期更換隔墊采用高質(zhì)量載氣安裝并定期更換氧氣捕集阱在氣瓶完全空之前就更換56色譜柱的維護3.色譜柱應避免的三大損壞3.避免色譜柱的化學損壞進行樣品制備，從樣品中去掉無機酸堿安裝保護柱并定期截去柱頭的一段若必須使用酸堿，則選擇一種損壞能力小的替代物（鹽酸，氫氧化銨）57色譜柱的維護4.色譜柱的正確安裝選擇適合于柱尺寸，進樣口和檢測器類型的密封墊材料避免重復使用密封墊采用合適的柱切割工具安裝前確保切口潔凈平整 根據(jù)G

16、C制造商的指標，色譜柱安裝時選擇適當?shù)木嚯x色譜柱必須置于柱架上，毛細柱的任何部位都不能接觸柱箱壁 柱箱加熱前，確保所有接頭都不泄露，載氣中不含氧氣 58色譜柱的維護色譜柱的安裝（分流/不分流進樣口；FID檢測器）首先確認安裝了正確的襯管在色譜柱中順序的安裝隔墊，毛細柱螺母，密封墊使用毛細柱切割工具將柱頭切去1-2厘米定位到4-6mm收擰柱螺母不動后，有扳手再擰1/4圈將色譜柱推到底，用手擰緊柱螺母，將色譜柱回拉1mm，再用扳手將柱螺母擰緊。59第四章 氣相色譜的檢測系統(tǒng)GC檢測器 感應載氣中組分變化并將相關(guān)信息轉(zhuǎn)變成電信號的裝置。 60GC檢測器類型：TCDFIDECDNPDFPDMSDSCD

17、NCDELCD/HALLPID;IRD;AED 61GC檢測器類型_TCD原理：載氣中的分析物通過時，燈絲溫度升高，使電阻升高。 62GC檢測器類型_ECD原理：當電負性物質(zhì)通過檢測器時，捕獲低能量的熱電子，使電流降低。 63GC檢測器類型_FID 原理：組分在氫火焰中燃燒產(chǎn)生離子，被收集極并轉(zhuǎn)換成電流。 64檢測器響應指標三個指標：1靈敏度：單位含量樣品的響應 2選擇性：對不同類型化合物是否會有響應 3動態(tài)范圍：提供的能正確定量的樣品濃度范圍 6510-15fg 10-12pg 10-9ng 10-6 g 10-3mg TCD FIDECD66檢測器響應指標-選擇性檢測器區(qū)分不同類型組分的能

18、力FID會識別任何烴的存在ECD只可檢測電負性較大的物質(zhì)類型（例如，氟化物，氯化物，溴化物） 67檢測器響應指標-動態(tài)范圍動態(tài)范圍具體含義含量與響應值有良好的對應關(guān)系的曲線段。 68氫火焰離子化檢測器（FID）FID是一個破壞性，質(zhì)量型檢測器。火焰中生產(chǎn)大量碳正離子，被收集后形成檢測信號。含低氧化態(tài)的碳數(shù)目最多的被分析物將產(chǎn)生最大信號 69FID對以下物質(zhì)沒有響應及響應很差稀有氣體 NH3 CS2氮的氧化物 H2 COS鹵化硅 CO O2 H2O CO2 N2雜環(huán)化合物 HCOH HCOOH 70FID的氣路 三進：空氣 氫氣 尾吹氣 一出：廢氣 71FID的操作參數(shù)的優(yōu)化載氣的選擇（靈敏度與氣體分子量有關(guān)）H2流量與靈敏度（載氣和空氣流量恒定）空氣流量與靈敏度（載氣和氫氣流量恒定） 72FID的操作參數(shù)的設(shè)置H2流量 24-60ml/min 30空氣流