气相色谱法及其应用

a
24
1 . 热导池检测器 (TCD)
A R1 R2 B 参比 测量
工作原理：纯载气是一条 直线，当有有试样气通过 时，由于导热系数与载气 不同，测量池中热敏电阻 上的温度发生变化，其阻 值随之改变，电桥平衡遭 破坏，AB两点间的电位 不再相等，记录仪上即出 现峰电位。待测组分的导 热系数越大，测量池中热 敏电阻上的温度变化越大， 其电阻值也越大。
1、适用对象
适用对象
气体、易挥发的物质及可转化为易挥 发化合物的液体或固体物质
a
11
2、应用领域
1）石油化工分析 原油分析，炼厂气分析，油品分析，油品添加剂分析
等． 2）环境分析
大气污染分析，饮用水分析，水资源分析，土壤分析 等． 3）食品分析
农药残留分析，香精香料分析，食品添加剂分析等 4）药物和临床分析
a
8
三、气相色谱分离原理
当载气携带样品进入色谱柱时，基于不同组分在两 相间的溶解或吸附能力不同（分配系数不同），当两相 作相对运动时，试样中各组分就在两相中进行反复多次 的分配，使得原来分配系数只有微小差异的各组分产生 很大的分离效果，从而各组分彼此得以分离开来．
a
9
a
10
四、分离分析中的应用
血液中乙醇，麻醉剂及氨基酸的分析；某些挥发性药 品的分析
a
12
第二部分 气相色谱仪系统及功能
GC工作过程示意图
a
13
载气系统
分离系统
检测和 记录系统
进样系统
温控系统
a
14
一、载气系统
{ 气源
载气系统 净化干燥管
载气流速控制装置
常用载气：氮气、氦气、氢气及氩气
{ 载气选择依据 检测器 柱效
a
15
a
4
色谱法的分类
气相色谱(GC)
{ 根据流动相的 液相色谱(LC)
物态可分为
超临界流体色谱 (SFC)
a
5
吸附色谱
根据分离机理 分配色谱
可分为
离子交换色谱
排阻色谱
a
6
第一部分：气相色谱基本理论
一、简介:
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。
a
18
2.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1～10 mm，长0.5～10m。填充柱的形 状有U型和螺旋型二种。
色谱柱
填充柱
毛细管柱
柱内径 柱长度 总塔板数 样品容量
1-10 mm 0.5-10 m ~103 10-1000 g
0.05-0.5 mm 10-150 m ~ 106 0.1-50 g
e. 复杂难分离样品—多种固定液混合
a
20
常用毛细管色谱柱固定液
固定液
极性
适用范围
100％二甲基聚硅氧 非极性 烷
(50％三氟丙基)甲基 中等极性 聚硅氧烷
聚乙二醇
中强极性
脂肪烃化合物，石 化产品
极性化合物，如高 级脂肪酸
极性化合物，如醇、 羧酸酯等
a
21
四、控温系统
在气相色谱测定中，温度是重要的指标，它 直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏 度和稳定性。控制温度主要指对色谱柱、气 化室、检测器三处的温度控制。
气相色谱法及其应用
指导教师：赵建军
a
1
主要内容
气相色谱法的基本理论 气相色谱仪的构造及各部分功能 气相色谱分析方法及其应用
a
2
色谱法引论
“色谱法”
石油醚(流动相)
名称的由来
色
碳酸钙
}谱
(固定相)
带
a
3
色谱法
是利用混合物不同组分在固定相和流 动相中分配系数(或吸附系数、渗透 性等)的差异，使不同组分在作相对 运动的两相中进行反复分配，实现分 离的分析方法。
程序升温不仅可以改善分离，而且可 以缩短分析时间。
a
23
五、检测系统
气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度 或质量转换成电信号的装置。目前检测器的种类多达 数十种。根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检 测器和质量型检测器两种： （l）浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬 间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。 如热导检测器和电子捕获检测器。 （2）质量型检测器 测量的是载气中某组分进入 检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内 进入检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器 和火焰光度检测器等。
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。
a
7
二、分类
气相色谱法可分为气固色谱（GSC）和气液色谱 （GLC） GSC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； GLC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。
{
二、进样系统
进样系统
器进室气 样化
温度比柱温高 出10～50℃
a
注射器 气化室
16
取样位置
试样导入色谱柱
六通阀进样器
a
17
三Leabharlann Baidu分离系统(色谱柱)
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.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0.05～0.5mm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。
a
19
固定液的选择原则－“相似相溶”
a. 非极性物质—非极性固定液。 沸点越低的组分越早出峰。
b. 极性物质—极性固定液。 极性越小的组分出越早出峰。
c. 极性与非极性混合物—极性固定液。 极性越小的组分出越早出峰。
d. 易形成氢键物质—极性或氢键型固定液。
不易形成氢键的组分先出峰，易形成氢键 的组分后出峰。
色谱柱的温度控制方式有： 恒温和程序升温
程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由 低温向高温作线性或非线性变化，以达到用 最短时间获得最佳分离的目的。
对于沸点范围很宽的混合物，往往采用程序 升温法进行分析。
a
22
恒温150 ℃
程序升温50~250℃， 8℃/min
正构烷烃恒温和程序升温色谱图比较