如何建立气相色谱分析方法

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气相色谱 操作步骤

气相色谱 操作步骤

气相色谱操作步骤
气相色谱是一种常用的分离和分析技术,以下是气相色谱的操作步骤:
1. 样品制备:样品需要被溶解在合适的溶剂中,以便能够注入到气相色谱仪中。

同时,样品需要被过滤以去除杂质。

2. 仪器准备:检查气相色谱仪的温度、流量和压力等参数是否设置正确。

同时,需要确保气相色谱柱的连接正确,且气源和检测器是否开启。

3. 样品注入:将样品溶液注入进气相色谱仪中。

可以通过注射器或者自动进样器进行注入。

4. 保持恒定流量:气相色谱需要保持一个恒定的流量,以确保样品在柱中平均分布。

此外,流量也可以影响分离效果和检测灵敏度。

5. 分离:样品在气相色谱柱中经历分离过程,不同物质会在柱中不同的时间到达检测器。

分离时间取决于柱的选择和操作条件。

6. 检测:检测器对分离出的化合物进行检测,并生成一个信号。

检测器有许多种类型,常见的包括火焰离子化检测器、电导检测器、质谱检测器等。

7. 数据分析:通过对检测器所产生的信号进行分析,可以确定样品中的化合物种类和浓度。

以上是气相色谱的基本操作步骤,操作者需要仔细阅读仪器使用说明,并按照操作规程进行操作,以保证分析结果的准确性和可靠性。

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气相色谱质谱分析样品制备方法和技术

气相色谱质谱分析样品制备方法和技术

气相色谱质谱分析样品制备方法和技术气相色谱-质谱(GC-MS)是一种常用的分析技术,广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域。

它通过将样品中的化合物分离,然后对这些化合物进行质谱分析,以确定它们的化学结构。

以下将详细介绍气相色谱-质谱分析样品的制备方法和技术。

一、样品制备在进行气相色谱-质谱分析之前,需要对样品进行适当的制备。

通常包括以下步骤:1.样品收集:根据分析的需要,选择合适的容器和收集方法,确保样品的代表性和无污染。

2.样品处理:根据样品的性质和目标化合物,选择适当的处理方法,如萃取、浓缩、净化等,以提取和分析目标化合物。

3.样品衍生化:对于一些不易挥发或不易电离的化合物,需要进行衍生化处理,以提高其挥发性和电离能力。

4.样品注入:将处理后的样品注入到气相色谱-质谱系统中进行分析。

二、色谱条件优化气相色谱是GC-MS分析中的关键部分,需要通过优化色谱条件以提高分析的分离效果和灵敏度。

以下是一些常用的优化方法:1.选择合适的色谱柱:根据目标化合物的性质和类型,选择适合的色谱柱,以提高分离效果。

2.调整柱温:通过调整柱温,可以改善样品的分离效果和色谱峰的形状。

3.调整载气流速:通过调整载气流速,可以控制样品的分离速度和灵敏度。

4.调整分流比:通过调整分流比,可以控制样品的进样量,从而影响色谱峰的形状和灵敏度。

三、质谱条件优化质谱是GC-MS分析中的另一个关键部分,需要通过优化质谱条件以提高分析的准确性和灵敏度。

以下是一些常用的优化方法:1.选择合适的离子源:根据目标化合物的性质和类型,选择适合的离子源,以提高电离效率和灵敏度。

2.调整离子源温度:通过调整离子源温度,可以控制样品的电离效率和质谱峰的形状。

3.调整传输线温度:通过调整传输线温度,可以改善样品的离解效果和质谱峰的形状。

4.调整碰撞能量:通过调整碰撞能量,可以控制样品的离解方式和灵敏度。

5.调整扫描方式:通过调整扫描方式,可以控制质谱图的分辨率和质量范围。

气相色谱法的优点色谱分析方法的建立气相色谱法

气相色谱法的优点色谱分析方法的建立气相色谱法

气相色谱法的优点色谱分析方法的建立气相色谱法如何来确定是柱子流失还是系统污染带来的基线漂移呢?最简单的方法就是把柱子从色谱仪上取下,堵住检测器的入口,再观察在程序升温时基线的漂移情况第二部分气相色谱法的建立第一章前言1,引言2,那些样品可以作为分析对象1,引言气相色谱法是根据气-固、气-液、气-液-固之间的相平衡,借溶质分配系数的不同而进行分离的方法建立相平衡的"界面"最好是无穷大,气相色谱法能满足在这个极大的表面上瞬间建立相平衡的条件由于一般用惰性气体作载气,故可认为溶质和载气分子之间基本上没有相互作用为减少色谱柱中的纵向扩散,流动相最好用分子量大的载气另外,还存在一个使理论塔板高度(H)最小的最佳线性流速但气相色谱法在选择色谱柱时基本上可以忽略这些研究固定相液体、载体表面、吸附剂以及溶质在液相中或固体表面上的分子间相互作用,才是选择色谱柱的必要事项2,那些样品可以作为分析对象分析样品的物性(如沸点、官能团、反应性、溶解的溶剂系统等)与选择气相色谱的分离条件密切相关保留体积(Vg)与样品沸点(TB)之间的关系:式中:M1-液相的分子量,γ-溶质的活度系数(同系物溶质的γ基本相同,则保留体积的对数与TB成直线关系),T-色谱柱温(1)溶质之间沸点相差20℃时:容易用标准色谱柱分离;(2)溶质之间沸点相差10℃时:若选择与溶质有相似极性的固定液,很容易分离;(3)溶质之间沸点相差5℃时:用较长的色谱柱或用结构与溶质很类似的固定液;(4)溶质之间沸点相差0~2℃时:当两者的沸点相近时,若每种溶质的官能团不同,选用与其中一种溶质的极性相近的固定液就容易进行分离但对具有相同官能团的同系物要选择可以利用结构差异的固定相(如分离o-,m-,p-位取代苯可用FFAP/Carbopak C等气-液-固体系);(5)溶质沸点在-50℃以下:用强吸附剂作填料,而且柱温要置于低温;(6)溶质沸点在-50~20℃:用吸附剂或以吸附剂为载体,且在担体上涂渍极性固定液的填料;(7)溶质沸点在20~300℃:几乎所有的填料均可使用;(8)溶质沸点在300℃以上:用高沸点固定液或根据情况将样品衍生化后再供分析用,或者用液相色谱法测定第二章色谱分离条件选择的指标1,柱效能(N)2,选择性(α)3,分离度(R)1,柱效能为了分离某一物质对,当相对保留值不变(固定液、柱温不变),而k值(固定液配比)变化时,k越小越是靠近非保留峰,则完全分离所需的塔板数越多但扣除非保留峰后(tR-t0)算出的有效板数(neff)却保持不变,则分离情况也可保持不变2,选择性所谓选择性就是固定液对于两个相邻组份的相对保留值,也就是某一难分离物质对校正保留值之比,以α表示α代表固定液对难分离物质对的选择性保留作用,其数值越大,越容易分离3,分离度(R)柱效能只说明色谱柱的效率高低,却反映不出难分离物质对的直接分离效果;而选择性则反映不出效率高低,故需用一综合性指标,即既能反映柱效能又能反映选择性的指标,作为色谱柱的总分离效能指标,这一指标就是分离度,分离度是反映色谱柱对相邻两组分直接分离效果的而R值越大就意味着相邻两组份分离得越好第三章初始操作条件的确定1,确定初始操作条件2,色谱柱形式的选择3,分离条件优化4,程序升温1,确定初始操作条件进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定样品浓度不超过mg/ml时填充柱的进样量通常为1~5μL,而对于毛细管柱,若分流比为50:1时,进样量一般不超过2μL如果这样的进样量不能满足检测灵敏度的要求,可考虑加大进样量,但以不超载为限进样口温度主要由样品的沸点范围决定,还要考虑色谱柱的使用温度即首先要保证待测样品全部气化,其次要保证气化的样品组分能够全部流出色谱柱,而不会在柱中冷凝原则上讲,进样口温度高一些有利,一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点,但要低于易分解组分的分解温度,常用的条件是250~350℃实际操作中,进样口温度可在一定范围内设定,只要保证样品完全汽化即可,而不必进行很精确的优化注意,当样品中某些组分会在高温下分解时,就应适当降低汽化温度必要时可采用冷柱上进样或程序升温汽化(PTV)进样技术色谱柱温度的确定主要由样品的复杂程度和汽化温度决定原则是既要保证待测物的完全分离,又要保证所有组分能流出色谱柱,且分析时间越短越好组成简单的样品最好用恒温分析,这样分析周期会短一些特别是用填充柱时,恒温分析时色谱图的基线要经程序升温时稳定得多对于组成复杂的样品,常需要用程序升温分离,因为在恒温条件下,如果柱温较低,则低沸点组分分离得好,而高沸点组分的流出时间会太长,造成峰展宽,甚至滞留在色谱柱中造成柱污染;反之,当柱温太高时,低沸点组分又难以分离毛细管柱的一个最大优点就是可在较宽的温度范围内操作,这样既保证了待测组分的良好分离,又能实现尽可能短的分析时间一般来讲,色谱柱的初始温度应接近样品中最轻组分的沸点,而最终温度则取决于最重组分的沸点升温速率则要依样品的复杂程度而定建议毛细管柱的尝试温度条件设置为:OV-1(SE-30)或SE-54柱:从50℃到280℃,升温速率10℃/min;OV-17(OV-1701)柱:从60℃到260℃,升温速率8℃/min;PEG-20M柱:从60℃到200℃,升温速率8℃/min检测器的温度是指检测器加热块温度,检测器温度的设置原则是保证流出色谱柱的组分不会冷凝同时满足检测器灵敏度的要求大部分检测器的灵敏度受温度影响不大,故检测器温度可参照色谱柱的最高温度设定,而不必精确优化载气流速的确定相对容易一些,开始可按照比最佳流速(氮气约为20cm/s,氦气约为25 cm/s,氢气约为30 cm/s)高10%来设定然后再根据分离情况进行调节原则是既保证待测物的完全分离,又要保证尽可能短的分析时间用填充柱时,载气流速一般设为30ml/min空气,300~400 ml/min;氢气30~40 ml/min;氮气(尾吹气)30~40 ml/min 2,色谱柱形式的选择当欲测组分之间的相互分离系数很小时,即使对各种操作条件加以探讨,为使它们完全分离仍必须采用理论塔板数(N)大的色谱柱理论塔板数N按一般填充柱≤微填充柱≤填充毛细管柱≤空心毛细管柱的顺序增加由于N不同,有时色谱图也不相同3,分离条件优化事实上,当样品和仪器配置确定之后,一个色谱技术人员最经常的工作除了更换色谱柱外,就是改变色谱柱温和载气流速,以期达到最优化的分离柱温对分离结果的影响要比载气的影响大简单地说,分离条件的优化目的就是要在最短的分析时间内达到符合要求的分离结果参数基本可分为三部分,一是导致峰展宽的动力学因素,即与H、N、u有关的参数;二是与热力学有关的参数,即α,三是与流动相和固定相性质有关的参数k分离条件的优化就是设法调节有关参数,以便在尽可能短的分析时间内获得满意的分离结果(1)改变N和H这两个参数首先与柱长L有关,L增大时,N就成比例地增加,但分析时间也增加理想的方法是在不增加柱长的条件下减小H以达到增加N的目的可采取的措施有采用接近uopt的载气流速,采用小内径的色谱柱,如果是填充柱就采用较小的填料粒度(2)改变k改变k是提高分离度R的最容易的方法k在一定范围内增加可有效地提高分离度,但当k大于5时R的变化就很小了,反而使保留时间迅速增加所以,GC分析中k值最好控制在2~5之间,一般要求不超过10,否则会大大延长分析时间改变k的最简单的方法是改变柱温,降低柱温可明显地提高k此外,降低载气流速也是提高k的常用方法(3)改变α在流动相和固定相一定时,α只与柱温有关当两个组分的α接近1时,改变H和k都难以在可接受的时间内实现完全分离此时,应在保持k值为2~10之间的前提下,设法改变α按由易到难顺序排列的几个改变α的方法有:A,改变柱温;B,改变固定相,即更换色谱柱;C,利用化学作用,如通过衍生化反应改变待测物的结构4,程序升温程序升温可使待测物在适当的温度下流出,以保证每个组分有合适的k 值,同时改善分离度,因此是GC分离复杂混合物的有效方法第四章填充柱的选择要点1,固定液的选择2,载体的选择3,色谱柱的选择4,载气及其流速的选择5,柱温的选择6,气化温度的选择1,固定液的选择选择固定液无严格规律可循一般是凭经验规则,或根据文献,或利用麦克雷诺(McReynolds)常数表来选择固定液,然后将样品注入初步选定的柱子,根据样品分离结果,再决定是否更换固定液事实上同一样品也可用不同固定液加以分离,"相似相溶"规律必须遵循,分子间的相互作用力(定向力、色散力、诱导力、氢键力这些分子间作用力的强弱取决于作为分析对象的固定液-溶质体系,大致顺序是氢键≥色散力、偶极间力、诱导力)必须考虑在初步选择固定液之前,对样品的各种性质应尽可能多的了解固定液的选择(1)已知样品固定液的选择A,对于非极性样品,应首先考虑选用非极性固定液在非极性固定液上,不论样品是非极性或极性,保留作用都是色散力造成的无特殊选择性,组分基本按沸点顺序分离如果是烃与非烃混合物,则同沸点的极性物质先流出B,对于中等极性样品,应首先选用中等极性固定液组分与固定液分子间的作用力为色散力和诱导力,基本上按沸点顺序分离,但对沸点相同的极性和非极性组分,则诱导力起主要作用,非极性组分先流出C,对于强极性样品,应选用强极性固定液,组分与固定液分子间的作用力主要为定向力,诱导力和色散力处于次要地位,则样品组分主要按极性顺序分离对于极性和非极性混合物,则非极性组分首先流出,而且固定液极性越强,则非极性组分出峰越快,极性组分保留时间越长D,对于兼有酸性或碱性的极性样品,应选用带有酸性或碱性基团的高分子多孔小球,大致按分子量大小顺序分离还可选用强极性固定液,加入小量酸性或碱性填充剂,以克服载体的拖尾效应E,对于能形成氢键的样品,就选用氢键型固定液,按形成的氢键能力大小顺序分离F,对于含有异构体的样品,主要是芳香性异构体样品,可选用特殊保留作用的有机皂土或液晶做固定液则对位异构体往往出峰较晚(2)未知样品固定液的选择固定液的选择要和定性分离结合起来选择的指标只能由分离峰数目的多少,峰形以及主要(含量多的)组分分离的好坏来评价A,用高效能毛细管柱进行初分离毛细管柱具有很高的分离效能,一般未知样品大都可以分离开B,按指定固定液进行选择12种指定固定液是角鲨烷(SQ)、甲基硅油或甲基硅橡胶(SE-30,OV-101)、苯基(10%)甲基聚硅氧烷(OV-3)、苯基(20%)甲基聚硅氧烷(OV-7)、苯基(50%)甲基聚硅氧烷(OV-17)、苯基(60%)甲基聚硅氧烷(OV-22)、三氟丙基(50%)甲基聚硅氧烷(QF-1,OV-210)、β-氰乙基(25%)甲基聚硅氧烷(XE-60)、聚乙二醇-20000(PEG-20M)、己二酸二乙二醇酯(DEGA)、丁二酸二乙二醇酯(DEGS)、1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷(TCEP)在这些指定固定液中,半数以上为有机硅固定液这是因其极性可由取代基百分数来调节,热稳定性好,使用温度范围宽(-50~350℃)对各种组分皆有良好的分离能力其中有五种称为最常使用固定液:SE-30,OV-17,QF-1,PEG-20M,DEGS,它们的性能稳定,极性间距均匀,应用面广,是一类最佳固定液(3)利用混合固定液可以用混合固定液调节被分离物质的保留值,以达到适宜的选择性对许多常规固定液来说,它们的保留性能具有"线性加和性"固定液配比的选择固定液配比的选择取决于样品的性质(沸点、极性),固定液、载体的性质以及柱温等一系列因素固定液的涂渍量有:10~30%,5~%和<%三种固定液的厚度与载体的表面积有关固定液的涂渍量减少时,保留时间缩短一般而言,即使在低固定液相时色谱柱的理论塔板数也不改变,所以快速分析最好用低固定液相色谱柱一般来说,载体的表面积越大,固定液的含量可以越高反之表面积越小,固定液含量应越低近年来多采用低配比固定液柱,一般在10%以下从速率理论可知,固定液配比主要影响传质项,即分配比和液膜厚度,降低固定液的配比,可以降低液膜厚度,减少液相传质阻力,提高柱效但固定液含量过低,以至敷盖不了载体表面,也会由于载体吸附效应而使柱效降低2,载体的选择载体的选择对色谱柱性能有很大影响即:(1)决定柱效率(理论塔板数N直接与载体的表面积有关,表面积越大N越大);(2)样品吸附在载体上会产生拖尾峰或前延峰如样品和载体之间产生氢键会引起色谱峰拖尾气相色谱法的载体有:硅藻土微粒;对苯二甲酸微粒(185℃);特氟隆树脂微粒(210℃),此外还有硅胶、活性氧化铝等吸附剂理想的载体条件:(1)单位体积的填料要有足够的表面积;(2)表面是惰性的;(3)装柱时载体不破碎;(4)有耐热性载体的选择原则(1)生物类制品、药品等,它们一般属于高沸点、强极性物质,经常采用玻璃微珠担体,也可采用质量好的经酸洗的白色担体(2)高沸点的化工产品,如高碳醇、芳香羧酸酯,固定液涂渍量一般低于5%,经常采用白色担体或灰色担体(3)强腐蚀性物质,如SO2等,可选用特氟隆担体(4)含水有机物的分析,要求测定其中水的含量,可采用经硅烷化处理后的担体或高分子多孔小球(GDX)担体(5)一般常规的非极性或弱极性物质,如烃类、芳烃、卤代烃的分析,经常以采用红色担体为好载体粒度的选择理论塔板高度(H)和载体的粒径(dp)成比例,所以减小dp可以得到尖峰载体颗粒减小,柱效将线性增加但粒度过细会使柱压差过大,使柱子填充不均匀,使柱效和分析速度降低,给操作也带来不便通常填充柱的载体直径约为柱径的1/20~1/25左右,即当柱子较长时用60~80目(125~250微米),较短时用80~100目载体的前处理前处理方法有:酸碱洗涤;硅烷化处理;涂渍极性液相;KOH处理;H3PO4处理等表面处理最重要的方法是酸处理法这种酸处理方法能除去硅藻土表面的铁、镁、钠等金属物质3,色谱柱的选择色谱柱的材质有玻璃、镍、不锈钢和聚四氟乙烯塑料、石英等有极性的样品或不稳定的样品必须用玻璃柱不锈钢柱宜用于比较稳定的样品或需进样量大才能分析的样品一般柱形随仪器而定不容选择,有U形、W形、螺旋形螺旋管的直径应比柱大15~25倍,否则会影响分离色谱柱的内径板高与柱半径平方成正比原因是粗内径的色谱柱在填充固定相时,粗颗粒的固定相易集中于管壁附近,而细颗粒的易集中于管柱中心,致使柱截面上形成粒度梯度,即固定液分布不均匀造成柱效下降而细内径色谱柱易填充均匀,因而柱效高填充柱多用直径2~3mm的色谱柱,而微填充柱则使用内径1mm左右的色谱柱柱长的选择选用多长的色谱柱,主要依据固定液对难分离物质对的选择性一般多用1~3米的填充柱4,载气及其流速的选择载气的选择首先要适应所用检测器的特点,其次要考虑载气对柱效和分析速度的影响在快速色谱分析中,多采用H2、He作载气载气线速的选择对于难分离物质对,一般选用最佳线速,以N2作载气,其最佳线速在7~10厘米/秒;H2,10~12厘米/秒,此时柱效最高另外,载气线速与保留时间的倒数成直线关系载气流速对检测器响应值的影响对浓度型检测器来说,当进样量一定时,峰高基本上与流速无关,而峰面积与流速成反比;相反,对质量型检测器来说,峰高正比于载气流速,而峰面积与流速无关5,柱温的选择基本原则是在保证组份充分分离前提下,尽量缩短分析时间一般温度降低30℃,保留时间将增加一倍,温度降低分离效果好选择柱温的根据是混合物的沸点范围、固定液的配比和检测器的灵敏度柱温和固定液配比、保留值间的关系当保留值保持不变,则降低固定液含量,就可以降低柱温降低柱温又使色谱柱选择性α增大,而α增大则达到一定分离度所需塔板数降低,从而有利于难分离物质对的分离降低固定液含量可以降低柱温的另一个优点是,对于高沸点试样,可以在较低柱温下分析,这就使可供选用的高温固定液的数目增加了,色谱柱的稳定性也由于柱温的降低而增加但是固定液含量过低,柱温过低,易引起色谱峰的前伸或拖尾柱温和柱效、分析时间的关系提高柱温有利于提高柱效能柱温倒数与保留值的对数成线性关系,因此升高柱温可缩短分析时间柱温和试样沸点间的关系柱温和试样沸点间的关系,主要依据固定液的最低最高温度极限,和色谱仪的温度使用范围可通过固定液含量来调节柱温的高低对于高沸点混合物(沸点300~400℃),可用低固定液含量1~3%的色谱柱,在200~250℃柱温下分析对于沸点不太高的混合物(沸点200~300℃),固定液含量5~10%,在150~200℃柱温下分析对于沸点在100~200℃的混合物,柱温可选在其平均沸点2/3左右,固定液含量10~15%对于气体、气态烃等低沸点混合物,固定液一般在15~25%之间6,气化温度的选择气化温度取决于试样的挥发性、沸点范围、稳定性、进样量等许多因素气化温度一般选在试样的沸点或稍高于其沸点,以保证快速、完全气化检查气化室温度选择的是否恰当的方法是再升高气化温度,如果柱效和峰形有所改进,则温度太低,如果保留时间,峰面积,峰形激烈变化,则温度太高,分解已经出现因色谱是一个无限稀释的体系,极微量试样可以瞬间汽化故对一般分析色谱,气化温度比柱温高10~50℃左右即可第五章毛细管柱的选择1,固定相2,内径3,膜厚4,长度1,固定相(1)相似相溶原理,选用非极性的固定相分析非极性化合物(2)如果化合物可以用不同极性的固定相分析,首选最小极性的固定相(3)非极性的固定相的使用寿命大于极性固定相(4)最通用的固定相是SE-30和SE-54(5)对于偶极或氢键化合物,选用含腈基或聚乙二醇的固定相(6)轻烃或永久气体,选用PLOT柱(7)应用范围最广的五种固定相:SE-30,SE-54,OV-1701,OV-17和PEG-20M,能满足90%以上的分析应用一般的,尽可能避免使用污染特殊检测器的固定相,例如:腈基对于NPD,含氟固定相对于ECD但如果厂商特别说明,比如OV-1701(含腈基)和DM-200(含氟),则可以应用于ECD、NPD、MSD等高灵敏度检测器2,内径目前毛细管柱内径有三种:,,,其目的各不相同分流进样分流/不分流进样替代填充柱GC/MS应用柱上进样可用于标准TCD较高柱效能承受较大体积进样痕量分析内径增大意味着需要更多的固定相,即使膜厚相同,也有较大的样品容量,同时也意味着降低了分离能力且流失较大小口径柱为复杂样品提供了所需的分离,但通常因为柱容量低需要分流进样如果分离度的降低能够接受的话,大口径柱可以避免这一点当样品容量是主要的考虑因素时,如气体、强挥发性样品、吹扫和捕集或顶空进样,大内径柱甚至PLOT柱可能比较合适同时要考虑仪器的限制和要求一个装配了填充柱的进样口可以用大口径毛细管柱内径),但不能用小口内径柱专用于毛细管柱的进样口一般可以用于所有内径范围的毛细管柱直接联用的GC/MS和MSD需要小口径柱,因为真空泵不能处理大口径柱的大流量确实查明你的整个系统看看适合那些柱内径的选择3,膜厚(1)标准膜厚:最广泛的应用(2)薄液膜用于高沸点化合物:石化,甘油三酯,甾体等(3)厚液膜用于挥发性化合物:气体,低沸点溶剂一般说来,薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低,这表明它们适用于高沸点化合物、组分密集化合物或热敏化合物标准膜厚为到μm,对于流出达300℃的大多数样品(包括蜡、甘油三脂、甾族化合物)来说分析很好对于更高的洗脱温度,可以用μm的液膜厚膜对于低沸点化合物有利,对于流出温度在100℃~200℃之间的物质,用μm的液膜效果较好超厚膜(3-5μm)用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质,以增加样品组分与固定相的相互作用另一个选择厚膜的原因,是为了用大口径柱时与小口径柱保持相同分离度和保留时间由于这个原因,大口径柱都只有厚膜厚膜意味着柱里有更多物质,从而流失更多,温度极限必然随膜厚度增加而下降4,长度(1)25~30m:标准柱长,满足绝大多数应用(2)10~15m:通常十个组分以下简单样品的快速分析(3)50m以上:复杂化合物分析一般情况,15m柱用于快速筛选,简单混合物或分子量极高的化合物30m 柱是最普遍的柱长,超长柱(50、60或105m)用于非常复杂的样品柱长度在柱性能上不是一个重要参数例如,加倍柱长,恒温条件下,分析时间则加倍,但峰分辨率仅增大约40%如果分离效果只是比较好,但不是特别好时,有比增加柱长度更好的办法来改进分析结果,考虑更薄的膜,优化载气流量或用程序升温分析强极性的组分时,如果样品与柱材质接触,那么峰会严重拖尾较厚的膜、相对短的柱比较有利,由于较少的柱材和较厚的固定液,掩盖并屏蔽活性表面从而减少相互作用的机会第六章检测器操作条件的选择1,TCD操作条件的选择2,FID操作条件对分离度(R)值的影响1,TCD操作条件的选择(1)桥电流热导池的灵敏度和桥电流的三次方成正比增加桥电流可以迅速提高灵敏度,但电流过高噪音加大,基线不稳,数据精度降低,而且热丝易氧化、烧坏当用He作载气时,热丝的最大桥电流为240mA用N2作载气时,一般控制在120mA以下一般说来电流的上限随池体温度升高而降低(2)载气从提高热导池检测器的灵敏度考虑,应选择热导系数大的气体,如H2和He作载气,就能得到较大的响应而重载气如N2,因热导系数与被测组分相近,其结果使热导检测器灵敏度大幅度下降。

气相色谱标准曲线的建立

气相色谱标准曲线的建立

气相色谱标准曲线的建立
气相色谱是一种常用的分析技术,它可以对复杂混合物进行分离和定量分析。

在气相色谱分析中,标准曲线的建立是非常重要的,它可以用来确定分析物的浓度。

下面介绍气相色谱标准曲线的建立方法。

首先,准备一系列不同浓度的标准溶液,其中每个标准溶液的浓度都应该已知。

然后,将这些标准溶液分别注入气相色谱仪进行分析。

分析的结果应该是峰面积和浓度的关系,可以用Excel等软件绘制出峰面积和浓度的标准曲线。

建立好标准曲线后,将待测样品注入气相色谱仪进行分析,然后根据标准曲线可以计算出其浓度。

需要注意的是,建立标准曲线时要确保浓度范围广泛,且每个标准溶液的浓度应该足够接近,这样可以更准确地预测待测样品的浓度。

总之,建立气相色谱标准曲线是气相色谱分析中非常重要的一步。

通过准确建立标准曲线,可以有效地进行定量分析。

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气相色谱方法建立步骤

气相色谱方法建立步骤

气相色谱方法建立步骤
建立气相色谱方法的步骤如下:
1. 目标分析物的选择:确定需要分析的目标化合物,考虑其物理化学性质和分析要求。

2. 样品的制备:根据分析目标的性质和组成,选择合适的样品制备方法,并将样品制备成适合气相色谱分析的状态。

3. 柱填充剂的选择:根据分析目标的性质选择合适的柱填充剂。

常见的填充剂有聚硅氧烷、聚酯、聚醚等。

4. 色谱柱的选择:根据分析目标的特点和分离要求,选择合适的色谱柱。

常见的色谱柱有毛细管柱、填充柱等。

5. 优化分析条件:选择合适的进样方式、气相载气和流速、柱温等分析条件,并进行优化。

6. 建立定量方法:通过分析标准物质,确定分析目标物质的响应和浓度之间的线性关系,建立定量分析的方法。

7. 方法验证:进行方法验证实验,包括精密度、准确度、重复性等指标。

8. 方法应用:将该方法应用于实际样品的分析,获取准确可靠的分析结果。

9. 方法维护:定期对分析条件和仪器进行维护和校准,确保方法的可靠性和稳定性。

10. 结果解释和报告:对分析结果进行解释和统计,并编写实验报告。

气相色谱原理和分析方法图解

气相色谱原理和分析方法图解

19-1 气相色谱仪
一.GC工作过程
二.气路系统
三.进样系统
四.分离系统
分离系统由色谱柱组成,它是色谱仪的核心部件,其作用 是分离样品。色谱柱主要有两类:填充柱和毛细管柱。 1)填充柱 填充柱由不锈钢或玻璃材料制成,内装固定相, 一般内径为2~4 mm,长1~3m。填充柱的形状有U型和螺旋型 二种。
一.
(2).液体固定相
气液色谱固定相
载体(担体)和固定液组成气液色谱固定相 1. 载体(担体)
(l)对载体的要求 具有足够大的表面积和良好的孔穴结 构,使固定液与试样的接触面较大,能均匀地分布成一薄 膜,但载体表面积不宜太大,否则犹如吸附剂,易造成峰 拖尾;表面呈化学惰性,没有吸附性或吸附性很弱,更不 能与被测物起反应;热稳定性好;形状规则,粒度均匀, 具有一定机械强度。
-.热导检测器 (TCD) 热导检测器 是根据不同的物 质具有不同的热 导系数原理制成 的。热导检测器 由于结构简单, 性能稳定,几乎 对所有物质都有 响应,通用性好, 而且线性范围宽, 价格便宜,因此 是应用最广,最 成熟的一种检测 器。其主要缺点 是灵敏度较低。
2)毛细管柱 毛细管柱又叫空心柱,分为涂壁,多孔层和 涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径0.l~ 0.5mm的毛细管内壁而成,毛细管材料可以是不锈钢,玻璃或 石英。毛细管色谱柱渗透性好,传质阻力小,而柱子可以做到 长几十米。与填充往相比,其分离效率高(理论塔板数可达 106)、分析速度块、样品用量小,但柱容量低、要求检测器的 灵敏度高,并且制备较难。
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

气相色谱分析方法的建立步骤

气相色谱分析方法的建立步骤

如何建立气相色谱分析方法气相色谱分析方法的建立步骤在实际工作中,当我们拿到一个样品,我们该怎样定性和定量,建立一套完整的分析方法是关键,下面介绍一些常规的步骤:1、样品的来源和预处理方法GC能直接分析的样品通常是气体或液体,固体样品在分析前应当溶解在适当的溶剂中,而且还要保证样品中不含GC不能分析的组分(如无机盐),可能会损坏色谱柱的组分。

这样,我们在接到一个未知样品时,就必须了解的来源,从而估计样品可能含有的组分,以及样品的沸点范围。

如果样品体系简单,试样组分可汽化则可直接分析。

如果样品中有不能用GC直接分析的组分,或样品浓度太低,就必须进行必要的预处理,如采用吸附、解析、萃取、浓缩、稀释、提纯、衍生化等方法处理样品。

2、确定仪器配置所谓仪器配置就是用于分析样品的方法采用什么进样装置、什么载气、什么色谱柱以及什么检测器。

一般应首先确定检测器类型。

碳氢化合物常选择FID检测器,含电负性基团(F、Cl等)较多且碳氢含量较少的物质易选择ECD检测器;对检测灵敏度要求不高,或含有非碳氢化合物组分时,可选择TCD 检测器;对于含硫、磷的样品可选择FPD检测器。

对于液体样品可选择隔膜垫进样方式,气体样品可采用六通阀或吸附热解析进样方法,一般色谱仅配置隔膜垫进样方式,所以气体样品可采用吸附-溶剂解析-隔膜垫进样的方式进行分析。

根据待测组分性质选择适合的色谱柱,一般遵循相似相容规律。

分离非极性物质时选择非极性色谱柱,分离极性物质时选择极性色谱柱。

色谱柱确定后,根据样本中待测组分的分配系数的差值情况,确定色谱柱工作温度,简单体系采用等温方式,分配系数相差较大的复杂体系采用程序升温方式进行分析。

常用的载气有氢气、氮气、氦气等。

氢气、氦气的分子量较小常作为填充柱色谱的载气;氮气的分子量较大,常作为毛细管气相色谱的载气;气相色谱质谱用氦气作为载气。

3、确定初始操作条件当样品准备好,且仪器配置确定之后,就可开始进行尝试性分离。

气相色谱分析的常规步骤

气相色谱分析的常规步骤

气相色谱分析的常规步骤气相色谱(Gas Chromatography,GC)是一种分离和定性分析挥发性有机物的常用技术。

下面是气相色谱分析的常规步骤:1.样品的准备:首先,需要选择适宜的样品进行分析。

样品可以是固体、液体或气体。

必要时,需要进行样品前处理,如样品的溶解、提取、浓缩等步骤。

2.样品的注入:将样品注入气相色谱仪中。

常用的样品注入方式包括进样器注射、固相微萃取等。

在进样器注射过程中,要保证样品量准确、进样均匀。

3.柱的选择:根据需要分离的物质性质选择合适的色谱柱。

气相色谱常用的柱材有硅胶、聚酯、聚醚、聚酰胺等。

柱的内径和长度也需要根据实验要求选择。

4.柱的条件设置:设置适宜的柱温、载气流速和柱头压力等条件。

柱温主要影响样品的分离效果和分析时间,载气流速和柱头压力则会影响分离效果和峰形。

5.柱温程序:通过设置温度程序来控制样品在柱中的保留时间。

常见的温度程序包括等温、线性升温、程序升温等。

6.检测器的选择与设置:根据分析要求选择适宜的检测器。

常见的气相色谱检测器有火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD)、质谱检测器(MS)等。

根据检测器的不同,需要进行相应的参数设置。

7. 数据采集和处理:通过连接计算机或数据采集仪器,记录样品的峰面积或峰高等数据。

常见的数据处理软件有Chromeleon、ChemStation 等,可以进行峰面积计算、色谱图解析、峰识别和峰定性等操作。

8.结果的分析和报告:根据实验目的,对分析结果进行解释和分析。

可以使用标准品比对或质谱库查询来进行物质的鉴定。

根据需要,可以撰写实验报告或生成分析结果的报告。

9.仪器的维护与清洁:使用完毕后,及时清洁色谱柱和进样器,保持仪器的干净和良好的性能。

同时,定期进行仪器的校验和维护,确保仪器的准确性和精度。

总结:气相色谱分析常规步骤包括样品准备、样品注入、柱的选择和条件设置、柱温程序设置、检测器选择与设置、数据采集和处理、结果分析和报告、仪器维护与清洁等方面。

气相色谱使用指南(方法如何建立)

气相色谱使用指南(方法如何建立)
乙醇 氯仿
相对 极性
0 — 1 1 2 2 2 2 2
3
氢键 氢键
4
麦氏 常数 总和
0 143 229 423 592 827 1075
1500
1813
2308 3430
分析对象 (参考) 烃类及非极性化合物 非极性和弱极性各类高沸点 有机化合物 各类高沸点弱极性有机化合 物,如芳烃
醇、醛酮、脂肪酸、酯等极 性化合物
8
• 由图可见存在最佳流速(uopt)。 实际流速通常稍大于最佳流速, 以缩短分析时间。
H = A+ B +C⋅u u
dH du
=

B u2
+C
=0
uopt =
B C
9
• 当u较小时,分子扩散项(B项)占主导地位,此时会引起峰扩张,采用 N2、Ar做载气,可减小峰扩散;
• 当u较大时,传质阻力项(C项)占主导地位,此时也会引起峰扩张,采 用H2、He做载气,可减小峰扩散.
11、聚乙二醇
12、 丁二酸二乙 二醇聚酯
OV-101 OV-3 OV-7 OV-17 OV-22 DNP
OV-210
OV-225
PEG20M DEGS
使用温度 (最高)
℃ 150 300 350 350 350 300 350 130 250
250
250 225
溶剂 乙醚
苯 丙酮 甲苯 甲苯 甲苯 甲苯 乙醚 氯仿
• 根据经验数据:填充柱载气流速一般为30ml/min左右;

毛细管柱载气流速一般为5 ml/min左右,同时配合

柱后尾吹装置,尾吹气流量在25 ml/min左右。
10
1.进样方式和进样量的选择 • 液体试样采用色谱微量进样器进样,规格有

气相色谱流程图及一般分析步骤

气相色谱流程图及一般分析步骤

气相色谱流程图及一般分析步骤
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气相色谱
流程图:
气相色谱分析典型步骤:
1.不是经常使用的仪器使用前检查,柱子是否合适,安装?进样隔膜是否老化?载气?恒温箱性能?合适检测器?
2.开始通气,调整。

高压气瓶开(减压阀)→~15psi(流速:填充柱2-5mL/min,毛细管柱0.5mL/min现在一般仪器可自行控制),检漏;
3.柱温设定,初始温度恒温;
4.注射器及检测器温度设定,一般比柱温高10~25℃, 100℃以下使用时注意水分;
5.增加通过柱的载气流量,3mm i.d.填充柱25~30 mL/min,检测器之出口处用皂膜流量计测流速;
6. 打开检测器,调整相关参数
TCD 电流100~200mA,稳定后开记录仪
FID 注意H2,空气量10倍H2 ,点火,稳定;
7. 进样分析,注意进样量,挥发性溶剂使用
TCO 10μ L
FID 1~5μ L
毛细管GC加分流器<1μ L
8. 峰记录与处理,微机化后自动获得积分面积、高、保留时间等数据。

气相色谱法的操作步骤和分离原理

气相色谱法的操作步骤和分离原理

气相色谱法的操作步骤和分离原理气相色谱法(Gas Chromatography, GC)是一种重要的分析技术,广泛应用于化学、医学、环保等领域。

它通过样品在气体载气流动下的分离,利用化学物质在固定相上吸附的不同特性,实现对混合物中各组分的定性和定量分析。

下面将介绍气相色谱法的操作步骤和分离原理。

一、气相色谱法的操作步骤气相色谱法的基本操作步骤包括样品制备、进样、分离、检测和数据处理等几个环节。

1. 样品制备首先,需要将待分析的样品制备成可气化的状态。

对于固体或液体样品,常用的制备方法包括溶解、萃取和衍生化。

将样品溶解于适宜的溶剂中,或者利用萃取剂将目标化合物从复杂基质中提取出来。

对于一些高沸点、不易挥发的化合物,可以通过衍生化反应,将其转化为易于挥发的衍生物。

2. 进样样品制备完成后,需要将样品进样到气相色谱仪中进行分析。

气相色谱仪通常采用自动进样装置,将样品定量地引入分析系统。

常用的进样方式包括气态进样、液态进样和固态进样。

3. 分离分离是气相色谱法的核心步骤。

分离是基于样品中各组分在固定相上吸附的不同特性进行的。

气相色谱仪中的色谱柱是关键设备,其中填充有固定相材料。

当样品进入色谱柱后,不同组分在固定相上的吸附程度不同,由此实现了分离。

4. 检测气相色谱法的检测方式多样,常见的检测器包括火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD)、质谱检测器(MS)等。

这些检测器通过检测色谱柱出口的化合物,给出样品中各组分的信号,从而实现定性和定量分析。

5. 数据处理最后,根据检测器给出的信号,进行数据处理。

常用的数据处理方法包括峰面积计算、质谱图解析等。

通过与标准品比对,可以得到样品中目标化合物的相对含量。

二、气相色谱法的分离原理气相色谱法的分离原理基于固定相和移动相之间的相互作用。

色谱柱中的固定相通常是高表面活性的吸附剂,如硅胶、活性炭等。

移动相是气体载气,常用的有氦气、氮气等。

在样品进入色谱柱后,各组分与固定相发生相互作用。

气相色谱仪分析方法的建立步骤

气相色谱仪分析方法的建立步骤

气相色谱仪分析方法的建立步骤在实际工作中,当我们拿到一个样品,我们该怎样如何定性和定量,建立一套完整的分析方法是关键,下面介绍一些常规的步骤:1、样品的来源和预处理方法GC能直接分析的样品必须是气体或液体,固体样品在分析前应当溶解在适当的溶剂中,而且还要保证样品中不含GC不能分析的组分(如无机盐),可能会损坏色谱柱的组分。

这样,我们在接到一个未知样品时,就必须了解的来源,从而估计样品可能含有的组分,以及样品的沸点范围。

如能确认样品可直接分析。

如果样品中有不能用GC直接分析的组分,或样品浓度太低,就必须进行必要的预处理,包括采用一些预分离手段,如各种萃取技术、浓缩和稀释方法、提纯方法等。

2、确定仪器配置所谓仪器配置就是用于分析样品的方法采用什么进样装置、什么载气、什么色谱柱以及什么检测器。

3、确定初始操作条件当样品准备好,且仪器配置确定之后,就可开始进行尝试性分离。

这时要确定初始分离条件,主要包括进样量、进样口温度、检测器温度、色谱柱温度和载气流速。

进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。

样品浓度不超过mg/mL时填充柱的进样量通常为1-5uL,而对于毛细管柱,若分流比为50:1时,进样量一般不超过2uL。

进样口温度主要由样品的沸点范围决定,还要考虑色谱柱的使用温度。

原则上讲,进样口温度高一些有利,一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点,但要低于易分解温度。

4、分离条件优化分离条件优化目的就是要在最短的分析时间内达到符合要求的分离结果。

在改变柱温和载气流速也达不到基线分离的目的时,就应更换更长的色谱柱,甚至更换不同固定相的色谱柱,因为在GC中,色谱柱是分离成败的关键。

5、定性鉴定所谓定性鉴定就是确定色谱峰的归属。

对于简单的样品,可通过标准物质对照来定性。

就是在相同的色谱条件下,分别注射标准样品和实际样品,根据保留值即可确定色谱图上哪个峰是要分析的组分。

定性时必须注意,在同一色谱柱上,不同化合物可能有相同的保留值,所以,对未知样品的定性仅仅用一个保留数据是不够的,双柱或多柱保留指数定性是GC中较为可靠的方法,因为不同的化合物在不同的色谱柱上具有相同保留值的几率要小得多。

气相色谱分析方法的建立步骤

气相色谱分析方法的建立步骤

气相色谱分析方法的建立步骤气相色谱是一种重要的谱学分析方法,它常被用于制药、化工、食品、环境等领域的分析。

在建立气相色谱分析方法的过程中,以下步骤不容忽略:1. 样品准备样品准备是建立气相色谱分析方法的关键步骤。

对于不同的样品,需要采用不同的准备方法。

下面是几种常见的样品准备方法:•溶解:适用于具有良好可溶性的样品,如氨基酸、小分子有机物等。

•萃取:适用于具有较强吸附性和非极性的物质,如挥发性有机物、多环芳香烃等。

•过滤:适用于颗粒和悬浮物较多的样品,如水样、乳制品等。

•浓缩:适用于含量较低的物质,如药物、环境样品等。

2. 色谱柱的选择色谱柱是气相色谱分析的关键部分。

良好选择色谱柱可以显著提高分析精度。

通常需要考虑以下因素:•分离程度:根据物质结构和性质的不同,选择不同的色谱柱,如毛细管柱、填充柱等。

•精度:随着分析物的复杂性和含量不同,需要选择不同精度的色谱柱。

•操作使用:根据分析方法和实验需求,选用不同品牌、规格和类型的色谱柱。

3. 色谱条件的优化色谱条件的优化是建立气相色谱分析方法的重要步骤。

下面是一些常用的优化方法:•温度优化:优化柱温和进样温度,提高柱效。

•载气优化:根据分析物的性质选择合适的载气类型和流速来实现最佳分离程度。

•进样量优化:优化进样量以实现最佳信号强度和分离程度。

•柱长度优化:根据分析物的复杂程度和含量确定柱长和直径。

4. 检测器的选择气相色谱分析需要使用合适的检测器,以实现精确、准确的分析结果。

常见的检测器包括:•火焰光度检测器(FID):适用于易燃性、非极性的化合物,检出限低。

•气体放大器检测器(TCD):适用于未知化合物的分析,检出限高。

•氮磷检测器(NPD):适用于氮、磷、硫、卤素含量较高的化合物,检出限低。

•质谱检测器(MS):适用于高分子化合物、含有同位素化合物的分析,检出限低。

5. 分析条件的确认分析条件的确认是建立气相色谱分析方法的最后一步。

在进行分析之前,需要对样品和仪器进行调整和测试,以确保分析参数能够准确地测试样品。

简单说明气相色谱分析的流程

简单说明气相色谱分析的流程

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1. 制样,将样品进行适当处理,如溶解、萃取或衍生化,以满足气相色谱分析的要求。

气相色谱方法开发

气相色谱方法开发

(六)定量分析
• 理论上浓度型检测器用峰高定量较准确, 质量型检测器用峰面积定量较准确。峰未 完全分离时,峰高定量是合理的选择。
样品及其来源
样品预处理
文献调研
仪器配置
样品溶液
不满意
确定初始条件 样品尝试分离
优化分离
分离结果是否满意 定量方法 方法验证
定性鉴定
线性范围 检测限 回收率 重复性 再现性 准确度
有些工业分析rsd应不大于10样品及其来源文献调研样品预处理仪器配置样品溶液确定初始条件样品尝试分离优化分离定性鉴定分离结果是否满意定量方法方法验证线性范围检测限回收率重复性再现性准确度不满意
方法开发的一般步骤
(一)样品来源及预处理方法
气相色谱直接分析的样品必须是气体或液体,固体必须 溶解到适当的溶剂中,且不能含有GC不能分析的组 分(如无机盐)或可能会损坏色谱柱的组分。
程序升温:色谱柱的初始温度接近于样品中最轻组分的沸点,而最终 温度取决于最重组分的沸点。升温速率根据样品的复杂程度而定。
建议,毛细管柱的尝试温度设置为: OV-1(SE-30)柱:50-2800C,升温速率100C/min OV-17( OV-1701)柱: 60-2600C,升温速率80C/min PEG-20M柱: 60-2000C,升温速率80C/min
二、方法的验证
• 方法验证(validation,又称认证):证明所开发 方法的实用性和可靠性)。
实用性:一般指所用仪器配置是否全部可作为商 品购得;样品处理方法是否简单易操作,分析 时间是否合理,分析成本是否被同行接受等。
可靠性:定量的线性范围、检测限、方法回收率、 重复性、重现性和准确度等。
1.方法的线性范围
(四)分离条件的优化

气相色谱分析方法的建立与应用

气相色谱分析方法的建立与应用

色谱柱
组成
按固定相 不同分为
气固色谱法——依据固定相对各组分吸附能力的不同来分离的 气液色谱法——依据各组分在固定液中溶解度的不同来分离的
10:01:10
二、气相色谱法分类-色谱柱
毛细管柱:现在应用最多的是熔融石英毛细管柱。内径小于1mm,长
度几十米,甚至超过百米。
特点:1、柱渗透性好(载气流动阻力小);2 、柱效高,可使用长 色谱柱子, 可分离复杂物质体系;3、使用温度较高,固定相流失小; 4、柱容量小。
它表示与固定相发生作用的组分比载气在色谱柱中多滞留的时间, 实际上是组分在固定相中所滞留的时间。
★ ★死时间(t0 ):不与固定相作用的组
分(空气)从进样到惰性气体峰出现极大
值所需要的的时间。
10:01:10 12
★相对保留值
表示组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比。
1, 2
t R,2 t R ,1
10:01:10
17
二、气相色谱法分类-固定相选择
(一)气—固色谱固定相
1、吸附剂分类: (1)非极性吸附剂:如活性炭、石墨化炭黑,适用 于低沸点的碳氢化合物的分析。 (2) 极性吸附剂:如氧化铝吸附剂,适用于分析
C1~C4烃类及异构体。
10:01:10
18
二、气相色谱法分类-固定相选择
(3)强极性吸附剂:如分子筛,适于分析N2,O2,CO,H2等气体 和正异构烷烃。它不但具有“吸附机理”同时还具有“过筛机理”,
10:01:10
15
二、气相色谱法分类-色谱柱
填充柱 柱管由不锈钢或硬质玻璃制成。 内径2-6mm,长0.5-6m; 不锈钢柱的特点:1、不破碎;2 、传热性能好;3、柱寿命长 缺点:内壁较为粗糙,有活性,较难清洗干净。

气相色谱法的建立

气相色谱法的建立

气相色谱法的建立第一章前言1,气相色谱法气相色谱法是根据气-固、气-液、气-液-固之间的相平衡,借溶质分配系数的不同而进行分离的方法。

建立相平衡的“界面”最好是无穷大,气相色谱法能满足在这个极大的表面上瞬间建立相平衡的条件。

由于一般用惰性气体作载气,故可认为溶质和载气分子之间基本上没有相互作用。

为减少色谱柱中的纵向扩散,流动相最好用分子量大的载气。

另外,还存在一个使理论塔板高度(H)最小的最佳线性流速。

但气相色谱法在选择色谱柱时基本上可以忽略这些。

研究固定相液体、载体表面、吸附剂以及溶质在液相中或固体表面上的分子间相互作用,才是选择色谱柱的必要事项。

2,哪些样品可以作为分析对象分析样品的物性(如沸点、官能团、反应性、溶解的溶剂系统等)与选择气相色谱的分离条件密切相关。

保留体积(Vg)与样品沸点(TB)之间的关系:式中:M1—液相的分子量,γ—溶质的活度系数(同系物溶质的γ基本相同,则保留体积的对数与TB成直线关系),T—色谱柱温。

(1)溶质之间沸点相差20℃时:容易用标准色谱柱分离;(2)溶质之间沸点相差10℃时:若选择与溶质有相似极性的固定液,很容易分离;(3)溶质之间沸点相差5℃时:用较长的色谱柱或用结构与溶质很类似的固定液;(4)溶质之间沸点相差0~2℃时:当两者的沸点相近时,若每种溶质的官能团不同,选用与其中一种溶质的极性相近的固定液就容易进行分离。

但对具有相同官能团的同系物要选择可以利用结构差异的固定相(如分离o-,m-,p-位取代苯可用FFAP/Carbopak C等气-液-固体系);(5)溶质沸点在-50℃以下:用强吸附剂作填料,而且柱温要置于低温;(6)溶质沸点在-50~20℃:用吸附剂或以吸附剂为载体,且在担体上涂渍极性固定液的填料;(7)溶质沸点在20~300℃:几乎所有的填料均可使用;(8)溶质沸点在300℃以上:用高沸点固定液或根据情况将样品衍生化后再供分析用,或者用液相色谱法测定。

气相色谱方法开发步

气相色谱方法开发步

气相色谱方法开发步气相色谱(Gas chromatography, GC)是一种常用的分离和分析技术,广泛应用于食品、环境、药物、石油和化学品等领域。

开发一个气相色谱方法需要经历以下几个步骤:1.目标分析物的选择:首先,需要确定待分析的目标物质。

根据分析的目的,确定需要测定的化合物种类。

2.样品的制备:根据样品的性质和分析要求,选择适当的样品制备方法。

包括样品的提取、纯化、浓缩、衍生化等。

3.柱的选择:选择合适的色谱柱是开发GC方法的关键。

根据目标物的性质和分析要求,选择适合的柱材和柱型。

4.条件的选择:根据样品的性质和目标物的属性,选择合适的色谱条件。

包括进样方式、进样量、柱温、载气流速、检测器的选择等。

5.方法的优化:通过调整分析条件,如改变柱温、流速等参数,优化方法,提高分析效果。

6.校准曲线的绘制:根据待测物浓度的不同,选择适当的浓度范围,制备一系列标准溶液,用于绘制校准曲线和计算待测物的浓度。

7.方法的验证:通过各种检验指标,如线性范围、灵敏度、重现性、选择性、稳定性等,验证方法的可行性和可靠性。

8.样品分析和数据处理:使用验证过的方法进行样品分析,并对分析结果进行处理和解释。

可以使用专门的色谱数据处理软件进行峰识别、峰面积计算和质谱解析等。

从以上步骤可以看出,气相色谱方法的开发是一个复杂的过程,需要充分了解待分析物质的性质和分析要求,并结合实际情况灵活选择各种实验条件。

同时,方法的验证也是至关重要的,只有通过验证,才能确定方法的可靠性和适用性。

此外,随着科学技术的不断发展,还逐渐出现了许多气相色谱的改进技术和新方法,如二维气相色谱、准分子激光等离子体检测、高分辨质谱联用等,为分析提供了更加灵敏、准确和高效的手段。

因此,在开发气相色谱方法时,也需要考虑这些新技术和方法的应用,以满足更高水平的科学研究和应用需求。

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气相色谱分析方法的建立步骤
在实际工作中,当我们拿到一个样品,我们该怎样定性和定量,建立一套完整的分析方法是关键,下面介绍一些常规的步骤:
1、样品的来源和预处理方法
GC能直接分析的样品通常是气体或液体,固体样品在分析前应当溶解在适当的溶剂中,而且还要保证样品中不含GC不能分析的组分(如无机盐),可能会损坏色谱柱的组分。

这样,我们在接到一个未知样品时,就必须了解的来源,从而估计样品可能含有的组分,以及样品的沸点范围。

如果样品体系简单,试样组分可汽化则可直接分析。

如果样品中有不能用GC直接分析的组分,或样品浓度太低,就必须进行必要的预处理,如采用吸附、解析、萃取、浓缩、稀释、提纯、衍生化等方法处理样品。

2、确定仪器配置
所谓仪器配置就是用于分析样品的方法采用什么进样装置、什么载气、什么色谱柱以及什么检测器。

一般应首先确定检测器类型。

碳氢化合物常选择FID检测器,含电负性基团(F、Cl等)较多且碳氢含量较少的物质易选择ECD检测器;对检测灵敏度要求不高,或含有非碳氢化合物组分时,可选择TCD检测器;对于含硫、磷的样品可选择FPD检测器。

对于液体样品可选择隔膜垫进样方式,气体样品可采用六通阀或吸附热解析进样方法,一般色谱仅配置隔膜垫进样方式,所以气体样品可采用吸附-溶剂解析-隔膜垫进样的方式进行分析。

根据待测组分性质选择适合的色谱柱,一般遵循相似相容规律。

分离非极性物质时选择非极性色谱柱,分离极性物质时选择极性色谱柱。

色谱柱确定后,根据样本中待测组分的分配系数的差值情况,确定色谱柱工作温度,简单体系采用等温方式,分配系数相差较大的复杂体系采用程序升温方式进行分析。

常用的载气有氢气、氮气、氦气等。

氢气、氦气的分子量较小常作为填充柱色谱的载气;氮气的分子量较大,常作为毛细管气相色谱的载气;气相色谱质谱用氦气作为载气。

3、确定初始操作条件
当样品准备好,且仪器配置确定之后,就可开始进行尝试性分离。

这时要确定初始分离条件,主要包括进样量、进样口温度、检测器温度、色谱柱温度和载气流速。

进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。

样品浓度不超过10mg/mL时填充柱的进样量通常为1-5uL,而对于毛细管柱,若分流比为50:1时,进样量一般不超过2uL。

进样口温度主要由样品的沸点范围决定,还要考虑色谱柱的使用温度。

原则上讲,进样口温度高一些有利,一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点,但要低于易分解温度。

4、分离条件优化
分离条件优化目的就是要在最短的分析时间内达到符合要求的分离结果。

在改变柱温和载气流速也达不到基线分离的目的时,就应更换更长的色谱柱,甚至更换不同固定相的色谱柱,因为在GC中,色谱柱是分离成败的关键。

5、定性鉴定
所谓定性鉴定就是确定色谱峰的归属。

对于简单的样品,可通过标准物质对照来定性。

就是在相同的色谱条件下,分别注射标准样品和实际样品,根据保留值即可确定色谱图上哪个峰是要分析的组分。

定性时必须注意,在同一色谱柱上,不同化合物可能有相同的保留值,所以,对未知样品的定性仅仅用一个保留数据是不够的,双柱或多柱保留指数定性是GC中较为可靠的方法,因为不同的化合物在不同的色谱柱上具有相同保留值的几率要小得多。

条件允许时可采用气相色谱质谱联机定性。

6、定量分析
要确定用什么定量方法来测定待测组分的含量。

常用的色谱定量方法不外乎峰面积(峰高)百分比法、归一化法、内标法、外标法和标准加入法(又叫叠加法)。

峰面积(峰高)百分比法最简单,但最不准确。

只有样品由同系物组成、或者只是为了粗略地定量时该法才是可选择的。

相比而言,内标法的定量精度最高,因为它是用相对于标准物(叫内标物)的响应值来定量的,而内标物要分别加到标准样品和未知样品中,这样就可抵消由于操作条件(包括进样量)的波动带来的误差。

至于标准加入法,是在未知样品中定量加入待测物的标准品,然后根据峰面积(或峰高)的增加量来进行定量计算。

其样品制备过程与内标法类似
但计算原理则完全是来自外标法。

标准加入法定量精度应该介于内标法和外标法之间。

7、方法的验证
所谓的方法验证,就是要证明所开发方法的实用性和可靠性。

实用性一般指所用仪器配置是否全部可作为商品购得,样品处理方法是否简单易操作,分析时间是否合理,分析成本是否可被同行接受等。

可靠性则包括定量的线性范围、检测限、方法回收率、重复性、重现性和准确度等。

四)分流歧视问题
所谓分流歧视是指在一定分流比条件下,不同样品组分的实际分流比是不同的,这就会造成进入色谱柱的样品组成不同于原来的样品组成,从而影响定是分析的准确度。

因此,采用分流进样时必须注意这个问题。

那么,是什么因素造成分流歧视的呢?
不均匀汽化是分流歧视的上要原因之一,即由于样品中各组分的极性不同,沸点各异,因而汽化速度各不相同。

理论上讲,只要汽化温度足够高,就能使样品的全部组分迅速汽化。

只要汽化室内样品处于均相气体状态,分流歧视就是可以忽略的。

然而,实际上样品在汽化室是处于一种运动状态,即必须随载气流动。

从汽化室汽化到进入色谱柱的时间很短(以秒计),沸点不同的组分到达分流点时,汽化状态可能不完全相同。

这样,由于分流流最远大于柱内流量,汽化不太完全的组分就比完全汽化的组分可能多分流掉一些样品。

造成分流歧视的另外一个原因是不同样品组分在载气中的扩散速度不同。

而扩散速度与温度是成正比的。

所以。

尽量使样品快速汽化是消除分流歧视的重要措施,包括采用较高的汽化温度,也包括使用合适的衬管。

分流比的大小也会影响分流歧视口一般地讲,分流比越大,越有可能造成分流歧视口所以,在样品浓度和柱容量允许的条件下,分流比小一些有利。

至于分流比的测定定是很简单的,只要在分流出口用皂膜流量计测定分流流量,再测定柱内流量(因为柱内流量很小,用皂膜流量计测定时误差较大,故常用测定死时间的办法进行流量计算)。

二者之比即为分流比。

严格地讲,两个流量值应校正到相同的温度和压力条件下,才能获得准确的分流比。

实际工作中人们更关心的是分流比的重现性,分流比则常用整数之比表示,故一般不需要很准确地测定。

具体分析中要消除分流歧视,还应注意色谱柱的初始温度尽可能高一些。

这样,汽化温度和柱箱温度之差就会小一些,因而样品在汽化室经历的温度梯度就会小一些,可避免汽化后的样品发生部分冷凝。

最后一个问题是色谱柱的安装,一是要保证柱入口端超过了分流点。

二是保证柱入口端处于汽化室衬管的中央,即汽化室内色谱柱与衬管是同轴的(参看上一章有关色谱柱安装的内容)。

尽管分流进样有歧视间题,但它仍然是毛细管GC中最常用的进样方式。

在实际工作中。

分流歧视是很难完全消除的,但只要操作是重现的,一定程度的歧视是重现的。

就可以通过标准样品的校准来消除歧视效应对定量精度的影响
另一方面。

由于分流进样给检测灵敏度提出了更高的要求,而当样品浓度太低时。

分流进样并不总是合适的选择。

除了进行样品预处理(如浓缩)外。

读者很容易想到不分流进样。

既然
分流进样是因为柱容量小、样品浓度高而不得不采用的方法。

那么低浓度样品采用不分流进样,以提高检测灵敏度就是理所当然的选择了。

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