气相色谱之气路载气篇解读
气相色谱原理和分析方法图解
（2）载体类型
大致可分为硅藻土和非硅藻土两类。硅藻土载体是目 前气相色谱中常用的一种载体，它是由称为硅藻的单细胞海藻骨架组成， 主要成分是二氧化硅和少量无机盐，根据制造方法不同，又分为:
红载体和白色载体。 红色载体是将硅藻土与粘合剂在900℃煅烧后， 破碎过筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色 载体，其特点是表面孔穴密集、孔径较小、比表面 积较大。对强极性化合物吸附性和催化性较强，如 烃类、醇、胺、酸等极性化合物会因吸附而产生严 重拖尾。因此它适宜于分析非极性或弱极性物质。 白色载体是将硅藻土与20％的碳酸钠（助熔剂） 混合煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性 和催化性弱，适宜于分析各种极性化合物。101， 102系列，英国的Celite系列，英国和美国的 Chromosorb系列，美国的Gas－Chrom A， CL， P， Q， S， Z系列等，都属这一类。
二．气固色谱固定相
1．常用的固体吸附剂 主要有强极性的硅胶，弱极性的氧化铝，非 极性的活性炭和特殊作用的分子筛等。使用时， 可根据它们对各种气体的吸附能力不同，选择 最合适的吸附剂 .（见表19-6） 2．人工合成的固定相
作为有机固定相的高分子多孔微球是一类人工合成 的多孔共聚物。它既是载体又起固定液作用，可在活化 后直接用于分离，也可作为载体在其表面涂渍固定液后 再用。由于是人工合成的，可控制其孔径大小及表面性 质。圆球型颗粒容易填充均匀，数据重现性好。在无液 膜存在时，没有“流失”问题，有利于大幅度程序升温。 这类高分子多孔微球特别适用于有机物中痕量水的分析， 也可用于多元醇、脂肪酸、脂类、胶类的分析。
第十九章 气相Biblioteka 谱法Gas Chromatography
气相色谱法（GC）是英国生物化学家 Martin A T P等人在研究液液分配色谱的基础上，于1952 年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离 复杂的多组分混合物。目前由于使用了高效能的色 谱柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得气相色 谱法成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广 的分析方法。如气相色谱与质谱（GC－MS）联用、 气相色谱与Fourier红外光谱(GC－FTIR）联用、气 相色谱与原子发射光谱（GC－AES）联用等。 气相色谱法又可分为气固色谱（ GSC ）和气液 色谱（ GLC ）：前者是用多孔性固体为固定相，分 离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合 物；而后者的固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰 性载体上．由于可供选择的固定液种类多，故选择 性较好，应用亦广泛。
气相色谱柱载气压力-概述说明以及解释
气相色谱柱载气压力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在气相色谱分析中，气相色谱柱的选择和优化是至关重要的步骤。
而气相色谱柱的载气压力是影响其分离性能和分析效果的重要因素之一。
在进行气相色谱实验时，正确地设置和控制气相色谱柱的载气压力能够提高分析效果，保证得到准确可靠的分析结果。
气相色谱柱的载气压力指的是流经柱床的气体的压力。
一般来说，载气压力的大小直接影响柱温、载气流速以及分析物在柱中的保留时间等因素。
合理地选择和控制载气压力可以使分析物得到充分的分离，并且有助于提高峰形和分辨率。
在设置载气压力时，需要考虑到柱温、固定相特性和样品性质等因素。
通常情况下，柱温越高，对应的载气压力也应相应增大，以保证样品在柱中充分分离的同时，不引起柱塞现象。
固定相的选择和柱长对载气压力也有一定的影响，需要根据具体实验条件进行调整。
另外，不同的样品性质也需要考虑到其在柱中的保留时间，进而调整载气压力，以确保分析结果的准确性。
综上所述，气相色谱柱的载气压力是调节分析结果的一个关键因素。
合理地设置和控制载气压力可以提高柱的分离性能，得到更好的分析效果。
在实际操作中，我们需要认真考虑柱温、固定相特性和样品性质等因素，以确定合适的载气压力，从而获得准确可靠的气相色谱分析结果。
1.2文章结构文章结构在本文中，我们将按照以下结构进行讨论：引言、正文和结论。
通过这个结构，我们将全面探讨气相色谱柱的载气压力以及其在气相色谱中的重要性。
在引言部分，我们首先对气相色谱柱的基本原理进行概述，以便读者能够了解该技术的基本背景和原理。
然后，我们将介绍本文的结构，包括每个部分的主题和目标。
这将有助于读者理解全文的组织和内容安排。
在正文部分，我们将详细探讨气相色谱柱载气压力的重要性。
我们将介绍气相色谱柱载气压力在气相色谱分析中的作用，并解释其对分离和检测的影响。
我们还将讨论调节气相色谱柱载气压力的方法，以确保在色谱分析过程中获得准确和可靠的结果。
气相色谱
气相色谱法特点气相色谱是色谱中的一种，就是用气体做为流动相的色谱法，在分离分析方面，具有如下一些特点：1、高灵敏度：可检出10-10克的物质，可作超纯气体、高分子单体的痕迹量杂质分析和空气中微量毒物的分析。
2、高选择性：可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和各种同位素。
3、高效能：可把组分复杂的样品分离成单组4、速度快：一般分析、只需几分钟即可完成，有利于指导和控制生产。
5、应用范围广：即可分析低含量的气、液体，亦可分析高含量的气、液体，可不受组分含量的限制。
6、所需试样量少：一般气体样用几毫升，液体样用几微升或几十微升。
7、设备和操作比较简单仪器价格便宜。
气相色谱的分离原理气相色谱是一种物理的分离方法。
利用被测物质各组分在不同两相间分配系数（溶解度）的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到分离。
气相色谱仪的五大系统一般的讲气相色谱仪的组成部分:（1）载气系统:包括气源、气体净化、气体流速控制和测量（2）进样系统：包括进样器、汽化室（将液体样品瞬间汽化为蒸气）（3）分离系统：包括恒温控制装置（将多组分样品分离为单个）（4）检测系统：包括检测器，控温装置（5）记录系统：包括放大器、记录仪，或数据处理装置、工作站这五大系统的详细说明如下：（气路系统、进样系统、分离系统、控温系统以及检测和记录系统）1. 气路系统气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。
通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。
它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响，因此必须注意控制。
常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气和空气。
载气的净化，需经过装有活性炭或分子筛的净化器，以除去载气中的水、氧等不利的杂质。
流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀和针形阀串联使用后达到。
一般载气的变化程度<1%。
气相色谱气路系统
气相色谱仪由: 载气系统 进样系统 分离系统 温控系统 检测系统 数据处理系统等5部分组成.
气路系统
气相色谱的载气和气路直接影响到定性 和定量的准确性,因此要想准确的分析就 必须了解气路 气相色谱气路系统包括： 气源系统,净化系统,压力流量控制系统, 仪器气路
Hale Waihona Puke 气相色谱法 气-固色谱法 气-液色谱法
另1方面,从安全角度看,氢气钢瓶必须放 置到实验室以外的安全地方,有可能给工作 带来不便,因此使用氢气发生器好1些 当用 氦气或氩气做载气时,目前只能使用钢瓶,因 为尚无此类气体发生器供实验室使用
1.2气体纯度的影响
如果气体纯度低,会导致
1 样品失真；
2 色谱柱失效：
3 有时某些气体杂质和固定液相互作用而产生 假峰；
可能使有机材料制成的零件如橡胶填料、 橡胶薄膜纤维质衬垫着火烧坏,并可使减 压器完全烧坏 另外,由于放气过快产生的 静电火花以及减压器有油污等,也会引起 着火燃烧烧坏减压器零件
7 在作业时必须经常注意压力表的读数
2．净化系统
2.1净化器的作用
净化器的功能是帮助我们保证GC的分析质 量和分析结果的稳定性,延长柱寿命和减少
GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差
异来实现混合物的分离 ,待分析样品在汽化室汽化后被
惰性气体 即载气,也叫流动相 带入色谱柱,柱内含有液体或 固体流动相,由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能 不同,每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配 或吸附平衡 但由于载气是流动的,这种平衡实际上很难建 立起来 也正是由于载气的流动,使样品组分在运动中进行 反复多次的分配或吸附/解吸附,结果是在载气中浓度大的 组分先流出色谱柱,而在固定相中分配浓度大的组分后流 出 当组分流出色谱柱后,立即进入检测器 检测器能够将样 品组分的与否转变为电信号,而电信号的大小与被测组分 的量或浓度成正比 当将这些信号放大并记录下来时,就是 气相色谱图了
《现代气相色谱实践》第九章-气相色谱法的载气和辅助气 (1)
一 载气和辅助气的性质
⒈ 氢气（H2） ⒉ 氦气（He） ⒊ 氮气（N2） ⒋ 氩气（Ar） ⒌ 空气
二 载气和辅助气的纯度
⒈ 载气中的水汽对色谱工作的影响 ⒉ 载气中的油蒸气对色谱工作的影响 ⒊ 载气中杂质无机气体对色谱工作的影响
三 载气和辅助气的净化
⒈ 活性炭 ⒉ 硅胶 ⒊ 分子筛 ⒋ 载气或空气中含大量油蒸气时的处理办法 ⒌ 超纯载气中痕量氧和硫的脱除
第九章 气相色谱法的载安全。 在使用工业钢瓶盛装的氢气时，应注意以下事项：
● 钢瓶应被涂成深绿色，并用大红色油漆注明“氢气”和"H2"字样。 ● 在作钢瓶与管道连接或拆卸工作中，绝不可使用任何沾有油脂或溶剂的金属工具，否则极 容易引起危及生命的强烈爆炸。 ● 与氢气钢瓶连接的管道最好是金属管，例如不锈钢管或紫铜管。尽量避免使用塑料管；绝 不要使用橡胶管，因为：
一 载气和辅助气的性质
在气相色谱法的早期工作中曾使用过一种累积式积分型检测器：碱液吸收量气管检测器。在 这种检测器上必须使用二氧化碳气作载气，当这种载气携带着样品组分从色谱柱中流出并进入量 气管检测器时，二氧化碳气被量气管中的碱液吸收，存留的气体当然就是被分析样品中组分的气 体。这种检测器在当时很适用于石油气、煤气等样品的分析；然而，这种气体的酸性会破坏碱性 的样品组分或固定相。于是人们就很自然地想到一种相反的办法，即在这种检测器中用硫酸来代 替碱液，并用碱性的氨气充当载气。二氧化碳和氨气都很容易提纯，价格相当低廉，且可贮存在 加压的钢瓶中，当它们一旦流出色谱柱后就会被量气管检测器中的吸收液吸收贻尽；它们的缺点 是只能分析气体样品，有很大的局限性。因此，当 1956 年出现热导检测器等灵敏的示差式微分型 检测器后，所有的累积式积分型检测器就立即被淘汰。
气相色谱仪的六大系统
气相色谱仪的六大系统
（1）载气系统 气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
（2）进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。
（3）分离系统分离系统的核心是色谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
（4）检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。
（5）信号记录或微机数据处理系统 近年来气相色谱仪主要采用色 谱数据处理机。色谱数据处理机可打印记录色谱图，并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分质量分数等。
（6）温度控制系统 用于控制和测量色谱柱、检测器、气化室温度，是气相色谱仪的重要组成部分
气相色谱法
4、气流调节阀 通常在减压阀输出气体的管线中还要串联气 流调节阀，用以稳定载气（或燃气）的压力 当用程序升温进行色谱分析时，由于色谱 柱柱温不断升高引起色谱柱阻力不断增加，也 会使载气流量发生变化。为了在气体阻力发生 变化时，也能维持载气流速的稳定，需要使用 气流调节阀来自动控制载气的稳定流速。
大连催化剂厂
白色 硅藻土 担体
101 白色担体 101 酸洗 101 硅烷化白色担体 102 白色担体 高分子微球
上海试剂厂
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成 经酸碱处理，比表面积 0.02 m2 / g ,可在 较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。 由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10.5 m2 / g 适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
（五） 温度控制系统
温度是色谱分离条件的重要选择参数； 气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制 温度； 气化室：保证液体试样瞬间气化； 检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝； 分离室：准确控制分 离需要的温度。当试样 复杂时，分离室温度需 要按一定程序控制温度 变化，各组分在最佳温 度下分离；
（二）进样系统
气化室 将液体试样瞬间气化的装置。 进样装置 气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两 种。 试样首先充满定量管，切入后，载气携 带定量管中的试样气体进入分离柱；
微量注射器进样阀
不同规格的专用注射器，填充柱色谱 常用10μL；毛细管色谱常用1μL；新 型仪器带有全自动液体进样器，清洗、 润冲、取样、进样、换样等过程自动 完成，一次可放置数十个试样。
表 某些气体与蒸气的热导系数（λ），单位：J / cm· s ℃·
（三）、 氢火焰离子化检测器
ห้องสมุดไป่ตู้
气相色谱法
热解吸的优点:
没有溶剂峰干扰， 可进行样品全组分分析， 没有溶剂峰干扰 ， 可进行样品全组分分析 ， 而 不是一部分。 热解吸不使用溶剂， 减少和消除了 不是一部分 。 热解吸不使用溶剂 ， 由于溶剂汽化和废弃物对环境产生的污染。 由于溶剂汽化和废弃物对环境产生的污染。
静态顶空原理示意图
平衡
静态顶空原理示意图
保 留 时 间 定 性
气相色谱中用保留值定性的方法: 气相色谱中用保留值定性的方法:
利用已知物直接对照进行定性分析 利用文献传真至照进行定性分析
在利用已知标准物直接对照定性时， 在利用已知标准物直接对照定性时 ， 已 知标准物质的得到往往是一个很困难的问题。 知标准物质的得到往往是一个很困难的问题。 因此用保留指数作为保留值的标准用于定性 分析。保留指数仅与柱温和固定相性质有关， 分析。保留指数仅与柱温和固定相性质有关， 与色谱条件无关。 与色谱条件无关。
热解吸的影响因素:
升温速率越快，最终温度越高， 升温速率越快，最终温度越高，解吸速度就 越快，进入色谱柱的初始样品谱带就越窄。 越快，进入色谱柱的初始样品谱带就越窄。 载气的流速越快，越有利于热解吸。 载气的流速越快，越有利于热解吸。
热解吸的温度:
热解吸温度低可能会使样品中组分解吸不完全， 热解吸温度低可能会使样品中组分解吸不完全 ， 回收率低， 管中残存量大 ； 热解吸温度太高可能 回收率低 ， 管中残存量大； 会使某些组分对热的不稳定性而引起回收率低。 会使某些组分对热的不稳定性而引起回收率低。 对于大多数高分子吸附剂在300℃时就开始分 ℃ 对于大多数高分子吸附剂在 解了，所以解吸温度控制在 解了，所以解吸温度控制在300℃以下。 ℃以下。
色谱过程示意图
色谱中常用的定量方法: 色谱中常用的定量方法:
食品冷链品控专业《气相色谱分-载气》
气相色谱的基本结构——载气
• 氢气，氮气，氦气，氩气，二氧化碳 • 氢气：由于它具有分子量小，分子半径大，热导系数
大，粘度小等特点，因此在使用TCD时常采用它作载 气。在FID中它是必用的燃气。 • 氮气：由于它的扩散系数小，柱效比较高，致使除 TCD外，在其他形式的检测器中，多采用氮气作载气。 它之所以在TCD中用的较少，主要因为氮气热导系统 小，灵敏度低 。 • 氦气：从色谱载气性能上看，与氢气性质接近，且具 有安全性高的优秀特点。
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气相色谱的基本结构——载气
补偿式双气路结构示意图
1—载气
2—减压阀 3—净化器
4—稳压阀
5—压力表
6、6`—针形阀
7、7`—转子流速计 8、8`—气化室
9、9`—色谱柱10—检来自器主要有两种气路形式：
1单柱单气路: 适用于恒温分析，一些较简单的气相色谱仪均属这种类型。
（2双柱双气路: 适用于程序升温,并能补偿固定液的流失和使基线稳定。目前多 数气相色谱仪属于此类。
第二页，共四页。
气相色谱的基本结构——载气
✓注：为降低纵向扩散，宜选用分子量较大的载气、控 制较高线速度和较低的柱温
✓选择载气原则：兼顾分析时间和减小纵向扩散
✓ u 较小时，选M较大的N2气（粘度大） ✓ u 较大时，选M较小的H2气，He气（粘度小）
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内容总结
气相色谱的基本结构——载气。气相色谱的基本结构——载气。气相色谱的基本结构—— 载气。氢气，氮气，氦气，氩气，二氧化碳。氮气：由于它的扩散系数小，柱效比较高，致 使除TCD外，在其他形式的检测器中，多采用氮气作载气。它之所以在TCD中用的较少，主要 因为氮气热导系统小，灵敏度低。氦气：从色谱载气性能上看，与氢气性质接近，且具有安 全性高的优秀特点。注：为降低纵向扩散，宜选用分子量较大的载气、控制较高线速度和较 低的柱温
气相色谱仪结构及其原理
分流示意图
3.色谱柱
茨维特的经典实验：
茨维特的经典实验是使用一根填充白色菊粉的玻璃柱管来分离植物叶的石 油醚提取液，实现了不同色素的分离。操作时将植物叶的石油醚提取液倒入菊 粉柱中，提取液中色素被吸附在顶端，然后用纯净的石油醚不断冲洗，与此同 时可观察到柱管从上到下形成绿、黄、黄三个色带。再继续用石油醚冲洗，就 可分别得到各个色带的洗脱液。
点火时，FID检测器温度务必在120℃以上。点火困难时，适当增大氢气流速， 减小空气流速，点着后再调回原来的比例。检测器温度要高于柱温20~50℃， 防水冷凝。
进样隔垫定期更换，定期清洗衬管。
分析样品前需老化色谱柱，走平基线后分析样品。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工作过程：
来自色谱柱的有机物与 H2-Air混合并燃烧，产生 电子和离子碎片，这些 带电粒子在火焰和收集 极间的电场作用下（几 百伏）形成电流，经放 大后测量电流信号（1012 A）。
A区：预热区 B层：点燃火焰 C层：热裂解区：温度最高 D层：反应区
具体描述如下：
氢气由喷嘴加入，与空气混合点火燃烧，形成氢火焰。极化极和收集极
形成的微电流经高电阻，在其两端产生电压降，经微电流放大器放大后从输
出衰减器中取出信号，在记录仪中记录下来即为基流，或称本底电流、背景
电流。只要载气流速、柱温等条件不变，基流亦不变。无样品时两极间离子
很少，基流不变;当载气+组分进入火焰时，在氢火焰作用下电离生成许多正、
负离子和电子，使电路中形成的微电流显著增大。即组分的信号，离子流经
由茨维特的经典实验可以看到色谱分析是一种物理的分离方法，其原理是 将分离的组分在两相间进行分布，其中一相是具有大比表面积的固定相菊粉， 另一相是推动被分离组分流过固定相的惰性流体石油醚，叫流动相。当流动相 载带被分离的组分经过固定相时，利用固定相与被分离的各组分产生的吸附（ 或）分配作用的差别，被分离的各组分在固定相中的滞留时间不同，使不同的 组分按一定的先后顺序从固定相中被流动相洗脱出来，从而实现不同组分的分 离。
气相色谱法
气相色谱固定相 及其选择
• 气液色谱固定相： 载体(担体)和固定液组成 气液色谱固定相 • 决定气相色谱分离的主要因素是：组分与固定 相分子之间的相互作用力。 • 一、固定液 ：是高沸点有机物，涂布在惰性载 体表面构成固定相。 • 1．要求首先是选择性好()，还要求固定液有 良好的热稳定性和化学稳定性；对试样各组分 有适当的溶解能力；在操作温度下有较低蒸气 压，以免流失太快；粘度小，凝固点低(利于涂 布均匀)。
检测系统
• C．影响热导检测器灵敏度的因素 • l)桥电流 桥电流增加，使钨丝温度提高，钨丝和热导 池体的温差加大，气体就容易将热量传出去，灵敏度 就提高。响应值与工作电流的三次方成正比。所以， 增大电流有利于提高灵敏度，但电流太大会影响钨丝 寿命。 • 2)池体温度 池体温度降低，可使池体和钨丝温差加大， 有利于提高灵敏度。但池体温度过低，被测试样会冷 凝在检测器中。池体温度一般不应低于柱温。 • 3)载气种类 载气与试样的热导系数相差愈大，则灵敏 度愈高。故选择热导系数大的氢气或氦气作载气有利 于灵敏度提高。如用氮气作载气时，有些试样 (如甲烷) 的热导系数比它大就会出现倒峰。 • 4)热敏元件的阻值 阻值高、温度系数较大的热敏元件， 灵敏度高。
气相色谱固定相 及其选择
• 2．组分分子与固定液间的作用力 • 在气相色谱中，载气是情性的，且组分在气相中浓度很低，组 分分子间作用力很小，可忽略。在液相中，由于组分浓度低， 组分间的作用力也可忽略。液相里主要存在的作用力是组分与 固定液分子间的作用力，这种作用力反映了组分在固定液中的 热力学性质。作用力大的组分，由于溶解度大，分配系数大。 • 这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力，包括： • 定向力：存在极性分子之间； • 诱导力：存在极性分子与非极性分子之间；(环己烷和苯，由于 苯比环己烷容易极化，诱导力较大) • 色散力：存在非极性分子之间； • 氢键作用力：特殊定向力。 • 此外，固定液与被分离组分间还可能存在形成化合物或配合物 等的键合力，如银离子与不饱和化合物形成松弛的夹合物用来 改善分离。
气相色谱基本原理及术语介绍
练慧勇Huiyong.lian@1¾气相色谱基本原理及术语介绍气相色谱基本原理术语介绍¾气相色谱结构（分类介绍）¾气相色谱定性定量方法¾毛细柱气相色谱介绍（含色谱柱介绍）¾气相色谱使用指南（如何建立分析方法）¾气相色谱特点及应用色谱法:一种分离技术1. 由俄国植物学家茨维特（Tsweett）创立2.原理使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动的(固定相),另一相(流动相)携带混合物流过此固定相,与固)定相发生作用,在同一推动力下,不同组分在固定相中滞留的时间不同依次从固定相中流出又称色层法层析法,,,3.分类(1)气相色谱和液相色谱(流动相)(2)柱色谱,纸(PC)色谱,薄层色谱(TLC)(固定相)(3)吸附色谱,分配色谱,离子交换色谱,排阻色谱(物理化学原理)(4)洗脱法,顶替法,迎头法定义:采用气体为流动相（载气）流经装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱法。
一. 分类与特点：分类与特点主要固定相不同气-固（GSC）吸附气-液（GLC）分配由柱的类型分填充柱Ф4~6mm*L2~4m毛细管柱Ф0.1~0.5mm*25~50m特点：高柱效，高选择，高灵敏度，快速，用样量少（几μl）局限性：样品需气化，因此能直接用气色分析的有机物约20%，其他挥发性小的液，固体等需预处理后再分析。
二. 流程：气源减压阀净化器调整气路中气压（干燥器）H2O净化载气除去CO2，针型阀（压力表）进样器控制进入柱的气体压力和流速色谱柱分离部分检测器记录(得色谱图)在恒温箱中（将浓度或质量信号转为电讯号）原理：气相色谱是一种物理的分离方法。
利用被测物质各组分在不同两相间分配系数（溶解度）的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原解度）的微小差异当两相作相对运动时这些物质在两相间进行反复多次的分配使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到分离。
3 气路系统
三.气路系统概述;气路系统是气相色谱仪的关键部件之一,没有气路气相色谱仪则不能正常工作.在气相色谱上所用的气体也称之为载气,主要因为被分析的目标化合物由载气带动在色谱柱中前行并且和色谱柱上的固定相进行动态平衡分配,达到分离的目的.因此载气的性质，气路系统地气密性,载气流速的稳定性以及测量的准确性都对分析结果有者决定性意义.1.载气1.1 载气的分类在气相色谱中常用的载气有He,N2,H2&O2.1.2 载气的装填载气可以用高压瓶里的压缩气源提供,也可以由气体发生器提供.1.3 载气的纯度钢瓶中的气体的纯度有普通级和高纯级.前者要求纯度达到99.9%以上,这个主要应用于填充柱;后者要求纯度达到99.999%主要应用于毛细管柱.1.4 气体不纯影响当载气不纯时,可以在谱图中看见采集到得数据基线不稳,背景噪声大.仪器的灵敏度下降,色谱峰难看.1.5 载气的除杂即使再纯的载气也会有一定的杂质，这些杂质包括氧气,水分和烃类杂质.这些杂质可以通过在载气进入色谱柱前安装载气过滤器来除杂.载气过滤气也叫净化器,是提高载气纯度的装置,其主要成份有活性炭(除去烃类化合物),硅胶(载气中的水分),分子筛(载气中的水分)和105催化剂等.载气过滤气一般都会有使用寿命,使用过一段时间后其功效将会降低,需要及时更换或再生.2.流速2.1 流速的作用载气的流速也是影响色谱分离和定性分析的重要操作参数之一.在气相色谱上,定性主要是依靠目标化合物和标准品的保留时间的对比来判定的,而载气流速恰恰是恒定保留时间的关键因子.当载气流速不稳时必将导致保留时间的偏移,给定性造成困难.气相色谱质谱法是利用不同物质在固定相和流动相分配系数的差异,使不同化合物从色谱柱流出的时间不同,以达到分离的目的.2.2 流速的控制传统的载气稳定是依靠减压阀,稳压阀,稳流阀来控制.商业化载气稳定主要是通过数字压力流速控制(DPFC)也称电子气路控制(EPC);将气路测量控制部件集成至一个整体气路控制模块中,模块上的传感器可根据周边环境气压及室温变化自动进行补偿并校准个气路压力流量分流比及色谱柱线速度等参数,从而对这些参数的数字化调节和程序化控制.问题 1.气源2.其他气体作用3.气体的除杂4.流速的控制。
《气相色谱法》课件
测 物 的 量 (Dc,mg/ml) 或 单 位 时 间 进 入 检 测 器的量(Dm,g/s)
D = 2RN / S
D = 2RN / S RN：检测器的噪声，指基线在短时间内上下偏差
的数值(单位为mV) D值越小，则说明仪器越敏感。
（3） 线性范围
d. 对于强腐蚀性组分，可选用氟载体．
3、固定液
气相色谱固定液主要是由高沸点有机物组成，在操作 温度下呈液态，有特定的使用温度范围(最高使用温度极 限)。
① 对固定液的要求
a. 蒸气压低，不流失 b. 热稳定性好，在操作柱温下呈液态，不分解，不聚
合，规定了最高使用温度。 c. 化学稳定性好，不与待测组分起化学反应 d. 溶解度大，对待测物质各组分有适当的溶解能力。 e. 选择性好，对两个沸点相同或相近但属于不同类型
R1 R4 R2 R3
A、B点电位相同，∆EAB = 0 无信号输出，记录仪记录的是 一条直线。
当样品组分随载气通过测量臂时，组分与载气组
成的二元体系的热导系数与纯载气的热导系数不同，
由于热传导带走测量臂的热量，引起热丝温度的变化
，使电阻值改变，而参比臂电阻值保持不便。这时R1
、R4导热系数不同 散热不同
汽化室温度应使试样瞬间汽化 而不分解，通常选在试样沸点或稍 高于沸点。一般汽化室温度比柱温 高10~50℃。
3.3 分离系统
1、色谱柱
种类：填充柱 / 毛细管柱 材料：不锈钢，铜，玻璃，聚四氟乙烯 / 石英玻璃 大小：内径2-6mm，长1-6m / 0.1-0.5mm，长10-10单位时间内进入检测器的某组分的量有关
R∝dm/dt
R = Smdm/dt
气相色谱分析讲义
取样工具：目前常用的是金属镀膜取气袋、大注射器 或专用取气钢瓶。除非要求极低，目前已很少采用球 胆、塑料袋取气等；
定量管内样品的气压：由于气体的含量和气压直接有 关，为保证每次进样的重复性，取样后要使定量管的 压力与大气压平衡，依据经验一般在取样后平衡20－ 30秒即可。
液体进样器
由液体进样针（自动进样器）、汽化室、加热系统组成 分为：填充柱进样口和毛细管柱进样口 不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10μL；毛细管 色谱常用1μL；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、 润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数 十个试样。
浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与浓度成正比。 如TCD、ECD。
质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响应值与单位时间 进入检测器的质量成正比。如FID、FPD。
根据应用范围，分为通用型检测器和选择型检测器
通用型：对所有物质有响应，如TCD、FID。 选择型：对特定物质有高灵敏响应，如ECD、FPD、NPD。
仍在广泛应用。
原理：由于不同气态物质所具有的热传导系数不同，当它们
到达处于恒温下的热敏元件（如Pt, Au, W, 半导体）时，
其电阻将发生变化，将引起的电阻变化通过某种方式转化为 可以记录的电压信号，从而实现其检测功能。
构成：由池体和热敏元件构成。通常将参比臂和样品臂
组成惠斯通电桥。
池体：一般用不锈钢制成
被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质 量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和 显示，给出色谱图； 常用的检测器：热导检测器(TCD)、氢火焰离子化检测 器(FID)、电子捕获检测器(ECD)、火焰光度检测器 (FPD)、氮磷检测器(NPD)。
气相色谱中载气的作用
气相色谱中载气的作用嘿，朋友们！今天咱来聊聊气相色谱中那神奇的载气呀！你说这载气，就像是气相色谱这个大舞台上的幕后英雄。
想象一下，载气就像是一辆辆小卡车，不停地穿梭运输着各种样品分子。
它带着这些样品分子在色谱柱里跑来跑去，把它们准确无误地送到该去的地方。
没有载气，那这些样品分子可就像没头苍蝇一样，不知道该往哪儿走啦！载气的选择那可太重要啦！就好像你出门得选双合适的鞋子一样。
不同的载气有着不同的性格特点呢！有的载气跑得快，有的跑得慢，这得根据具体的实验需求来挑选呀。
要是选错了载气，那实验结果可能就会变得怪怪的哦。
载气还得稳定可靠呀！不能今天高兴了就跑得快，明天不高兴了就慢悠悠的。
它得像个靠谱的老伙计一样，一直稳稳地工作着。
要是载气不稳定，那整个实验不就乱套啦！那得出的结果还能靠谱吗？而且呀，载气还得干净纯洁呢！不能夹杂着一些乱七八糟的杂质。
这就好比你喝的水，要是里面有沙子啥的，你还能喝得下去吗？载气也是一样，要是不干净，那对实验的影响可大了去了。
你说这载气是不是特别重要？它虽然不显眼，但是没有它还真不行！它默默地工作着，为我们的实验成功立下了汗马功劳。
咱再打个比方，载气就像是战场上的后勤部队，虽然没有直接在前线冲锋陷阵，但要是没有他们及时地给养和支持，前线能打胜仗吗？肯定不行呀！载气就是这样，在气相色谱中起着至关重要的作用。
它帮助我们分离和检测各种物质，让我们能够更清楚地了解样品的组成和性质。
没有载气，那些复杂的样品怎么能被清晰地分辨出来呢？所以说呀，可千万别小瞧了这小小的载气哦！在实际操作中，我们可得好好对待载气。
要保证它的供应稳定，要注意它的纯度，还要根据实验要求选择合适的载气。
只有这样，我们才能充分发挥载气的作用，让气相色谱实验顺顺利利地进行。
总之，载气在气相色谱中那就是不可或缺的存在呀！它就像一个默默无闻的英雄，为我们的科学研究和分析工作默默奉献着。
让我们一起为载气点个赞吧！。
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气体种类及优劣分析现代的气相色谱操作需要多种不同的气体。
进样口、色谱柱和检测器的类型决定了所需气体的性质和纯度。
载气数量和类型的选取主要取决于系统所使用的检测器。
在前面已经讨论过, 载气的选择对气相色谱柱效的影响是很重要。
我们已经了解到, 不同类型的载气对填充柱和毛细管柱都适用，这是因为色谱柱内径大小不同（例如典型的0.32mm毛细管柱和4mm的填充柱）载气通过时的线速度会发生改变。
载气通过色谱柱的体积流速受色谱柱炉温度和程序升温控制，如果压力补偿不够，载气流速会明显下降。
选择一种在较大流速和温度范围内使用且能维持较高柱效率的载气是很重要的。
从这点上来说，氢气是毛细管色谱法最合适的载气,其次分别是氦气和氮气。
因为在较大的气体线速度范围内，氢气的范第姆特曲线最平坦，塔板高度（H）最低，柱效（N）最高。
线速度较低时，氮气的柱效率最高，但是范第姆特曲线上最小线速度的取值范围很窄。
气源气体供应和调控对气相色谱至关重要，因为高纯度和持续不断的载气补充才能维持气相色谱的分析功能。
从气瓶或气体发生器出来的气体依次通过减压阀、管道系统（包括挠性管或猪尾管）、稳压阀和调节阀。
（在第2、3节查看更多内容）操作使用高压气瓶时必须十分小心，为了防止气瓶跌倒，应该用锁链或安全绳捆绑并靠墙存放。
为避免气体流速的干扰建议在气瓶与备用气瓶之间安装调节阀，尤其对载气来说安装调节阀是非常重要的，例如当色谱柱正在升温时载气供应不足将严重损坏气相色谱柱。
使用二级减压阀将从气瓶出来的气体压力调节到所需的工作压力。
在更换气瓶和安装减压阀时应尽量远离。
新安装完成的气瓶减压阀尤其是在刚开始使用的24小时内应完全打开，目的是防止减压阀内部的压力降造成压力不稳。
一般来说气瓶总压力下降到200-300 psi(或初始压力的10%)时需要更换气瓶，因为随着气瓶压力下降,杂质如水分、碳氢化合物和小颗粒会集中在气体中大大降低了气体纯度。
气体纯度载气纯度对延长色谱柱使用寿命、降低噪声背景干扰和保持峰形完整的影响至关重要。
检测器气体也易受污染，载气不纯可导致背景信号增加、基线噪声和灵敏度下降。
三种主要的气体污染物是氧气、水分和烃类杂质。
氧气和水分可以通过管道连接头扩散进入载气流，烃类杂质由管道内的润滑脂和润滑油、空气压缩机或气体发生器的塑料管产生。
氧气和水分通过氧化降解作用消耗色谱柱的固定相，缩短色谱柱使用寿命。
烃类杂质可导致出现鬼峰，背景噪声增加，检测器灵敏度降低。
为了减少气体污染物，通常是将高纯气体与气体净化器（捕集阱）联合使用。
捕集阱的安装应尽可能靠近气相色谱仪以减少阀与仪器之间的污染。
表格所示为不同载气和检测器气体所使用的捕集阱。
气体供应商都有高纯气体的专有名称，一般他们将产品归类为“超纯气”和“高纯气”。
翻滚按钮可查看气体纯度。
一般应尽可能给气相色谱提供相关杂质含量少于1ppm的气体。
氢气发生器许多实验室用气体发生装置替代气瓶使用，可降低成本，而且相比气瓶减小了安全隐患。
氢气发生器是通过电解水或离子交换技术产生氢气，只需充足的蒸馏水，电阻率为18mW或更高便能够更便捷、安全的产生高纯氢气。
当然实验室使用氢气时需要做好风险预防,防止氢气发生自发爆炸。
分析实验室的用氢安全指南在第二段进行讨论。
用空气压缩机提供空气，然而由于压缩机要用到润滑油，因此大多数压缩空气中含有微量烃类。
由于压缩空气含有烃类物质或硫磺气体，因此压缩空气不适用于FID、FPD、TCS、ELCD检测器。
建议从气源出来的压缩空气通过过滤器或净化器去除掉烃类杂质。
现代的空气发生器集制气和过滤于一体。
氮气发生器采用膜技术过滤和碳床技术过滤，过滤掉压缩空气中的水分、氧气、烃类和邻苯二甲酸盐，产生氮气。
手动压力控制老式的及一些比较便宜的气相色谱仪采用手动压力控制改变通过仪器的各类气体的压力（流量）。
手动流量控制是通过阀门和流量调节器改变气相色谱系统内部的压力。
这是一个典型的分流/不分流进样口的手动压力控制示意图——我们将在示例模块中详细介绍，所以不用担心这些术语你还不熟悉。
而现在我们只需要了解气体流量是如何调控的。
在这个特定的仪器中有多条气路需要手动调节阀控制，分别是：总流量控制阀——这个阀是用来调节气体供应管路上进入气相色谱仪的载气总流量隔垫吹扫调节阀——此阀用于调节隔垫吹扫气占总流量的比例，因为阀门安装在隔垫的后面，因此流量是反向压力调控柱前压控制阀——调控通过色谱柱的气体流量(反向压力)。
压力表可以读出柱前压的值。
同样由于是反向压力调节，阀门和测量计安装在柱头或入口的后面。
分流流量——改变总流量与柱流量+隔垫吹扫流量，因为一旦色谱柱流量设定, 分流流量随总流量控制阀的调整而改变。
自动（电路）压力控制更现代的(或更昂贵的)气相色谱仪都配有电子压力控制器，这是一个通过流量控制器、压力和流量传感器进行设置、检测和压力调控的微处理器。
电子压力控制器(EPC)可以控制压力和流量，对于仪器所需要的各种气体流量值可用键盘输入，便于操作，压力或流量的设置值和实际值(通过仪器上的传感器测量) 可在旁边显示。
电子压力控制器最大的优势是可以编程，载气可以不受柱炉温度影响，以恒定的流速通过气相色谱柱。
恒流操作的诸多优点在下一话题讨论。
电子压力控制器使载气在仪器之间迁移更容易，在一项分析任务的尾声可以快速升高压力（或流量），加快对较高保留物的洗脱速率，从而缩短分析检测的时间。
气相色谱仪器使用EPC也有一些内在优势，如加快分析物的进样速率以及仪器操作更加简单，这样也减少了由于操作人员的技能水平而影响气相色谱的分析质量。
利用旁边的互动演示来考察EPC和手动入口压力/流量控制的区别。
压力/流量程序设定色谱分析系统在恒压条件下操作时，载气粘度增加会导致其线速度或流量降低，最终致使柱效率下降，分析物保留时间延长。
当使用质量型检测器如FID,NPD或 FPD时，降低柱流量对色谱的基线不利，基线的位置会有规律的上升或下降。
这使得色谱图中谱峰错综复杂且不能重复。
使用电子压力控制器可以补偿由于仪器柱炉温度的增加对气体压力的改变。
从而使基线更加平稳、峰形良好，并且能够缩短较高保留值分析物的洗脱时间。
取样及进样技术采样技术概述对于任意气相色谱来说分析过程中最难的一步是样品引入。
固体和液体样品首先需要将其转化为气相，然后才能转移到色谱柱。
为避免在转移过程中发生冷凝，需将气相样品快速地转移到色谱柱中。
用于各类样品的气相色谱进样装置有很多，这些装置将在本章详细介绍。
所有采样技术的最初目的是要保证转移进气相色谱柱的样品均匀且具有代表性。
气相色谱分析在进样时需要考虑许多影响因素。
这些影响因素在旁边显示出来。
基本上，液体样品用注射器引入到气相色谱的进样口。
当然，也有许多类型的采样装置，用于较困难基质的采样，并且可以实现从其他基质组分中预富集目标分析物。
这类装置同样将在本章介绍。
手动进样通常对于带有汽化装置的进样口如分流/不分流进样口，利用注射器手动进样法将液体样品注入到气相色谱进样口。
液体在进样口被加热汽化，汽化生成的部分或全部气体被吹扫进入色谱柱中。
可供选择的注射器数量和种类很多，但无论任何型号或制造商，有几个基本参数是很重要的，其中包括：注射器容积固定针头或可移除针头针头外径（OD）针尖类型液体样品手动进样时需要考虑几个重要的概念。
这些概念主要涉及到如何使最终得到气相产品能代表原始的样品。
例如，当针头在退回过程中，沸点高（不易挥发）的物质在针头处冷凝，导致这些物质有损失，因此，在手动注射时需要一定的专业技巧。
每次注射进气相色谱进样口的液体体积应该相等，并且体积要适合进样口的内部尺寸大小。
冷针进样技术手动进样时有两种基本的进样技术。
第一种技术被称作“冷针进样”，类似于自动进样器的进样，注射速度非常迅速，针头在热注射筒中的停留时间最短，并且注射完成后针头被迅速撤回。
之所以被称为冷针进样是由于注射速度非常快，针头在注射器中没时间被加热。
正是由于来不及加热针头，除非使用“针头在活塞内”的注射器，否则注射过程结束针头内有液体残留。
冷针技术所注射的样品溶液的体积与注射器针筒上读出的体积数相同。
这种技术在分析挥发性较弱的化合物时存在一些潜在的问题。
在退针时，气相分析物在进样口碰到冰冷的针头会在针头的外表面冷凝，这可能会导致挥发性较弱的样品组分比挥发性较强的组分损失更多。
这种现象被称为“物质歧视效应”，将在气相色谱/进样/样品歧视章节中再次讲到。
热针进样技术手动进样的第二种方法是热针进样技术，该技术是指在将样品溶液推出注射器之前，将针头放在汽化室中保持5秒钟或更长时间使针加热。
这种技术通常建议使用在含有高沸点化合物的样品或可能发生质量歧视的样品。
热针技术有助于加速样品汽化，当样品移过针头时就已经开始被汽化。
热针技术能够保证用活塞推出样品溶液后针头内没有样品残留，并且沸点高的分析物在针头表面没有冷凝，因此，降低了过程中的歧视效应。
热针技术与冷针技术的关键区别是分配体积不同。
冷针技术的分配体积从注射器针管测量。
热针技术的分配体积包括注射器针管体积和针头体积两部分。
冷针技术的分配体积为1µl，等于活塞撤回到1µl刻度的体积。
而对于热针技术分配体积则是1.5µl，因为针头一般会含有大约0.5µl的液体，当然这也取决于针头的长度和针头内部直径的大小。
固定注射器针管的吸入体积很有必要，例如，当标准物质的注射量为2uL，而样品的注射量为1uL，直接从校准曲线外推或将样品的峰面积值翻倍的方法是不可取的。
这是因为标准物质的实际注射量为2.5uL，样品的实际注射量为1.5uL，也就是2.5/1.5，而不是2/1。
空气间隔进样技术空气间隔进样技术既可以与热针技术结合使用也可以与冷针技术配合使用，但与冷针技术结合使用时有更加可观的进步。
操作顺序概述如下：在注射器中吸入超过所需刻度值得样品，然后将多于的样品排出。
将液体完全撤回到注射器针管，这样能明显的看到一个气体间隙（经验方法吸入双倍体积的液体）。
将针头快速插入气相色谱的进样口并立即推压活塞。
将针从进样口迅速拔出。
使用气隙技术的好处是当空气是通过针时，针头本身会被加热。
当液体样品通过针头时会被明显加热，因此对沸点高的物质歧视效应会明显降低甚至消失。
气隙技术的优点：挥发性物质在注射到气相色谱之前没有损失定量分析的重现性好样品转移彻底溶剂冲洗技术在分析极性化合物时使用到溶剂冲洗技术，这类化合物很可能会被吸附到玻璃针管或针头里。
在注射器内先吸入少量的溶剂，接着是空气，最后才是样品。
溶剂冲洗的目的是为了使溶剂沿样品流过的路径通过注射器，冲洗掉任何附着在注射器针管内表面和针头内表面上的物质。
因此可用不同于样品溶剂的其他溶剂，像极性较强的溶剂进行冲洗。