Agilent-7890A-气相色谱使用培训

– 薄膜－高沸点 – 厚膜－低沸点、气体（增加组分与固定相的相互作用）
• 柱长（15，30，60，150m）
– 组分复杂－长柱
• 内径（0.1，0.25，0.32，0.53mm）
– 内径小、分离度高 – 分离度可接受条件下尽量选择大内径
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6.结构流程
具有分流和尾吹装置
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（四） 检测系统
色谱仪的眼睛， 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成； 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； 检测器：广普型——对所有物质均有响应； 专属型——对特定物质有高灵敏响应； 常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器；
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二、气相色谱仪的组成
载气系统 进样系统 分离系统 检测系统 记录系统
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三、气相色谱仪主要部件
（一）. 载气系统
包括气源、净化干燥管和载气 流速控制； 常用的载气有：氢气、氮气、氦气；
main assembly of gas chromatograph
净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过 分子筛、活性炭等）； 载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气 流速恒定。 通常使用钢瓶/高纯气体发生器中的高压气体作载气源。 钢瓶出口要有减压阀，使压力降到0.1～0.5MPa。
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2、氢焰检测器作用原机理
(1) 当含有机物 CnHm 的载气由喷 嘴喷出进入火焰时，在C层发生裂 解反应产生自由基 ： CnHm ──→ ·CH (2)产生的自由基在D层火焰中与外
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
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面扩散进来的激发态原子氧或分
子氧发生如下反应： ·CH + O ──→CHO+ + e
气-固色谱固定相 非极性——活性炭 弱极性——氧化铝 强极性——硅胶 气-液色谱固定相
载体应是一种化学惰性、多孔型的固体颗粒，它的作 用是提供一个大的惰性表面，用以承担固定液，使固 定液以薄膜状态分布在其表面上。
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填充柱和毛细管柱的比较
色谱参数 填充柱 WCOT SCOT
柱长度，m
渗透性×10-7，cm 柱内径，mm 液膜厚度，m 相比 每个峰的容量，ng
（4）热敏元件阻值的影响 选择阻值高、电阻温度系数大的热敏元件 （钨丝） （5）热导池的死体积较大，灵敏度较低 应使用具有微型池体（2.5μL）的热导池。
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氢火焰离子化检测器（flame ionization detector）FID
对含碳有机化合物有 很高的灵敏度。适用于痕 量有机物的分析。
特点：结构简单、灵敏度 高、响应快、稳定性好、 死体积小、线性范围宽。
合物可用GC直接分析，其余原则上可用LC分
析。
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与LC相比GC的主要特点
★ 流动相：载气的主要作用是将样品带入色谱系统进 行分离，对分离结果的影响相当有限
★ 分离条件：选定载气后，改变色谱柱、柱温和载气 流速等控制分离 ★ 检测器：FID对大部分有机化合物均有灵敏响应， 最小检测限可达ng级
★ 技术难度：GC的条件参数优化相对比LC简单，分 析成本更低 ★ 特殊应用：气固色谱在永久性气体和低分子碳氢化 合物的分离分析方面仍是不可缺少的手段。
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直接柱头进样
液体进样器：
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。
气化室：将液体试样瞬间气化 的装置。无催化作用。
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（三） 色谱柱（分离柱）
气相色谱分析中，某组分的完全分离取决于色谱 柱的效能和选择性，后者取决于固定相的选择性。
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（3）极化电极
（4）使用温度
极化电压的大小直接影响响应值。
氢焰检测器的温度不是主要影响因素
一般选±100V～±300V 80～200℃灵敏度几乎相同。 80℃以下灵敏度显著下降。（水蒸气冷凝所致）
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电子捕获检测器（electron capture detector －ECD）
它是一种具有选择性，高灵敏度的浓度型检测器。 它对具有电负性的物质（卤素、硫、磷、氮、氧）有 响应，电负性越强，灵敏度越高。 能检测10-14g· mL-1物质。
氢气压力应为 60 psi。
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气路连接
主供气 开关阀 二级减压阀 开关阀 脱水管 脱氧管
GC 7890
氦气
主供 气体
常用的气路连接图
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（二） 进样装置
进样装置：进样器+气化室； 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；
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1 FID检测器结构
一个不锈钢制 成的离子室， 包括气体入口、 火焰喷嘴、发 射极和收集极、 点火线圈、外 罩等部件。
氢火焰检测器
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FID检测器工作原理
通过在发射极和收集极之间 施加极化电压，形成直流电 场，有机组分在高温下电离 成正负离子，在极化电场作 用下向两极定向移动形成微 电流，电流大小与进入离子 室的被测组分量成正比，再 经高阻转变成电压信号，放 大后由记录仪记录下来。
载体涂渍开管柱（support
coated open tubular， SCOT柱）：将非常细的担体微粒粘接在管壁上，再涂固 定液。柱效较WCOT柱高。
化学键合或交联柱：将固定液通过化学反应键合在管壁
上或交联在一起。使柱效和柱寿命进一步提高。
09:15:04 19
5 毛细管色谱柱选择原则
• • • • • 相似相溶原理 非极性组分－非极性柱 极性组分－极性柱 混合组分－极性柱 液膜厚度（0.25－0.5μm）
每隔一定时间，应对所有外加接头进检漏（大约每 隔 4-6个月）。

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减压阀和流量控制器
载气必须通过控制形成恒定的压力和恒定的流量。 上下游控制器压差保持1公斤以上。
推荐管线压力
根据所用的柱类型，载气压力应在60-100psi (大 孔径柱即取60，细孔径柱即取 100)。 空气压力应为 80 psi。
(3)生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子碰撞而发生分子 离子反应： CHO+ + H2O ──→H3O+ + CO （4）化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作 用下分别向两极定向运动而产生微电流（约10-6～10-14A） (5) 在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分 质量成正比，所以氢焰检测器是质量型检测器。 (6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳 原子被电离。 (7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成 正比的色谱流出曲线
毛细管色谱柱
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2. 毛细管色谱柱的结构特点
（1） 不装填料阻力小，长度可达百米的毛细管柱，管径
0.1～0.5mm 。
（2）气流单途径通过柱子，消除了组分在柱中的涡流扩散。 （3）固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大,涂层很薄， 则气相和液相传质阻力大大降低。
（4）毛细管色谱柱柱效高达每米3000～4000块理论塔板，一
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热导池检测器
（thermal conductivity detector：TCD ） 1、热导池的结构
双臂热导池
四臂热导池
• 热导池由池体（不锈钢块）和热敏元件（铼钨合金 ）构成 • 双臂热导池：一臂参比池；一臂测量池
• 四臂热导池：两臂是参；两臂是测量
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2、热导池检测的基本原理
将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异（以电位差的形式 来表现）记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。
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进入检测器的载气在β放射源的照射下发生电离， 产生的各种离子在恒定电场的作用下形成恒定的基流。 当有电负性较大的试样进入时，会捕获带正电的离子， 而使基流降低，形成倒峰，组分浓度越高，倒峰愈大。 电子捕获型检测器，高灵敏度，高选择性，常用于 痕量的具有特殊官能团的组分分析。食品，农副产品中 农药残留量分析；大气、水中痕量污染物分析。 注意：载气纯度应在4个9以上。 线性范围较宽 103左右 进样量不可超载。
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（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；
支长度100米的毛细管柱，总的理论塔板数可达104～106。
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3. 毛细管色谱具有以下优点
（1）分离效率高：比填充柱高10～100倍； （2）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度 （3）色谱峰窄、峰形对称。较多采用程序升温方式； （4）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。
（5）涡流扩散为零。
低 高 5~20
1000~4000 0.1~2
高 低 10~100
600~1200 0.2~2
中等 低 20~160
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feature of capillary gas chromatograph 1. 提高色谱分离能力的途径
(1)塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子塔板数；
(2)速率理论：减小组分在柱中的涡流扩散和传质阻力，可 降低塔板高度。
Detector Support Gases
Carrier and Capillary Make up Gases
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管路和净化器

须使用GC 专用铜管或不锈钢管。


塑料管会渗透O2和其它污染物。还可能会释放其 它可被检测到的干扰物。 管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。 根据工厂的推荐，每用完3瓶气，应更换过滤器， 以防止发生气体的污染。