5气相色谱-仪器分析

通常采用的检测器有：热导检测器， 火焰离子化检测器，超声波检测器， 光离子化检测器，电子捕获检测器， 火焰光度检测器，电化学检测器， 质谱检测器等。
二、原理
气相色谱仪是一种多组份混合物的分离、分析 工具，它是以气体为流动相，采用冲洗法的柱 色谱技术。当多组份的分析物质进入到色谱柱 时，由于各组分在色谱柱中的气相和固定液液 相间的分配系数不同，因此各组份在色谱柱的 运行速度也就不同，经过一定的柱长后，顺序 离开色谱柱进入检测器，经检测后转换为电信 号送至数据处理工作站，从而完成了对被测物 质的定性定量分析。
环境监测仪器分析技术 －气相色谱
一、气相色谱仪
气相色谱仪，将分析样品在进样口 中气化后，由载气带入色谱柱，通过对 欲检测混合物中组分有不同保留性能的 色谱柱，使各组分分离，依次导入检测 器，以得到各组分的检测信号。按照导 入检测器的先后次序，经过对比，可以 区别出是什么组分，根据峰高度或峰面 积可以计算出各组分含量。
4.2）氢火焰离子化检测器
氢火焰离子化检测器（FID）利用有机物在 氢火焰的作用下化学电离而形成离子流， 借测定离子流强度进行检测。该检测器灵 敏度高、线性范围宽、操作条件不苛刻、 噪声小、死体积小，是有机化合物检测常 用的检测器。但是检测时样品被破坏，一 般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量 碳正离子的有机化合物。
三、构成
基本构造有两部分，即分析单元和显示单元。 前者主要包括气源及控制计量装置﹑进样装 置﹑恒温器和色谱柱。后者主要包括检定器 和自动记录仪。
色谱柱（包括固定相）和检定器是气相色谱 仪的核心部件。
3.1）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。
4.4）火焰光度检测器
火焰光度检测器（FPD）对含硫和含 磷的化合物有比较高的灵敏度和选择 性。其检测原理是，当含磷和含硫物 质在富氢火焰中燃烧时，分别发射具 有特征的光谱，透过干涉滤光片，用 光电倍增管测量特征光的强度。
4.5）质谱检测器
质谱检测器（MSD）是一种质量型、通用 型检测器，其原理与质谱相同。它不仅能 给出一般GC检测器所能获得的色谱图，而 且能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。 通过计算机对标准谱库的自动检索，可提 供化合物分析结构的信息，故是GC定性分 析的有效工具。常被称为色谱-质谱联用 （GC-MS）分析，是将色谱的高分离能力 与MS的结构鉴定能力结合在一起。
度。
（二）、峰丢失的第二种情况是峰没有分 开，除了以上原因外，其也有可能是因系 统污染造成的柱效下降造成，或者是由于 柱子老化导致的，但柱子老化所造成的峰 丢失是渐进的、缓慢的。
假峰一般是由于系统污染和漏气造成的， 其解决方法也是通过检查漏气和去除污染 来解决。在平时的工作中应当记录正常时 基线的情况，以便在维护时作参考。
3.5）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。
3.6）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。 气相色谱仪分为两类： 一类是气固色谱仪，另一类是气液 分配色谱仪。这两类色谱仪所分离 的固定相不同，但仪器的结构是通 用的。
四、常见检测器
4.1）热导检测器
热导检测器（TCD）属于浓度型检测 器，即检测器的响应值与组分在载气 中的浓度成正比。它的基本原理是基 于不同物质具有不同的热导系数，几 乎对所有的物质都有响应，是目前应 用最广泛的通用型检测器。由于在检 测过程中样品不被破坏，因此可用于 制备和其他联用鉴定技术。
4.3）电子捕获检测器
电子捕获检测器（ECD）是利用电负性物质 捕获电子的能力，通过测定电子流进行检 测的。ECD具有灵敏度高、选择性好的特点。 它是一种专属型检测器，是目前分析痕量 电负性有机化合物最有效的检测器，元素 的电负性越强，检测器灵敏度越高，对含 卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有 很高的响应。电子捕获检测器已广泛应用 于有机氯和有机磷农药残留量、金属配合 物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析
五、常见故障及检修
5.1进样后不出色谱峰的故障
气相色谱仪在进样后检测信号没有变化， 仪不出峰，输出仍为直线。遇到这种情况 时，应按从样品进样针、进样口到检测器 的顺序逐一检查。
1、首先检查注射器是否堵塞，如果没有问 题，
2、再检查进样口和检测器的石墨垫圈是否 紧固、不漏气，
3、然后检查色谱柱是否有断裂漏气情况，
3.2）进样系统
进样就是把气体或液体样品匀速而 定量地加到色谱柱上端。
3.3）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。
3.4）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。
4、最后观察检测器出口是否畅通。
5、检测器出口的畅通是很重要的，有人在工作 中会遇到这样的问题：前一天仪器工作还一切正 常，第二天开机后却无响应峰信号。检查进样口、 注射器、垫圈和色谱柱都正常，可就是不出峰， 无意中发现进样口柱头压达不到设定值，总是偏 高，这时才怀疑是ECD检验器出口不畅通。由于E C D的排放物有一定的放射性，所以E C D出口是 引到室外的。当时是秋冬之交，雨水进入到E CD 排出口之后冻住了，因此造成仪器E CD的出口堵 塞，柱头压居高不下，气体在气路中无法流动， 也就无法载样品到检测器，所以不出峰。
5.3造成峰丢失的故障
造成峰丢失的原因有两种：一是气路中有污染， 另一可能是峰没有分开。
（一）、第一种情况可通过多次空运行和清洗气 路（进样口、检测器等）来解决。
1、为了减少对气路的污染，可采用以下的措施： 程序升温的最后阶段应有一个高温清洗过程；
2、注入进样口的样品应当清洁； 3、减少高沸点的油类物质的使用； 4、使用尽量高的进样口温度、柱温和检测器温
5.2基线问题
气相色谱基线波动、飘移都是基线问题，基线 问题可使测量误差增大，有时甚至会导致仪器 无法正常使用。
1、遇到基线问题时应先检查仪器条件是否有改 变，近期是否新换气瓶及设备配件。
2、如果有更换或条件有改变，则要先检查基线 问题是不是由这些改变造成的，一般来说，这 种变化往往是产生基线问题的原因。有些人在 工作中就遇到过这种情形：新载气纯度不够， 换过载气之后，基线逐渐上升（由于载气净化 管的原因，基线不是马上 调节阀稳流和转子流量计检测流量后 到样品气化室。样品气化室有加热线 圈，以使液体样品气化。如果待分析 样品是气体，气化室便不必加热。气 化室本身就是进样室，样品可以经它 注射加入载气。载气从进样口带着注 入的样品进入色谱柱，经分离后依次 进入检测器而后放空。检测器给出的 信号经放大后由记录仪记录下样品的 色谱图。
第二天开机之后，基线非常高，并伴有 基线强烈抖动，所有峰都湮没在噪音中， 无法检测。经过检查，问题出现在新换 的载气上，重新更换载气后，立即恢复 了正常。
3、当排除了以上可能造成基线问题的 原因后，则应当检查进样垫是否老化 （应养成定期更换进样垫的好习惯）；
4、石英棉是不是该更换了；
。
5、衬管是否清洁。值得一提的是，清 洗衬管时可先用试验最后定容的溶剂 充分浸泡，再用超声波清洗几分钟， 然后放入高温炉中加热到比工作温度 略高的温度，最后再重新安装。 6、此外，检测器污染也可能造成基线 问题，其可以通过清洗或热清洗的方 法来解决