气相色谱GC分析条件优化
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下图表示了不同分离度时色谱峰分离的程度
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
基本色谱分离方程式
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
影响分离度的因素
分离度与柱效的关系 分离度与选择因子的关系 分离度与容量因子的关系
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
分离度与柱效的关系
由分离方程式看出，对于一定理论板高的柱 子，分离度的平方与柱长成正比，即
GC分析条件的优化
气相色谱GC分析条件优化
色谱基本理论
气相色谱GC分析条件优化
塔板理论 速率理论 分配系数K和分配比k 分离度 基本色谱保留式
气相色谱GC分析条件优化
色谱的热力学理论--塔板理论
理论塔板数N=5.545(tR/WH/2)=L/HETP
开始
H
tR
WH/2
H/2
气相色谱GC分析条件优化
固定液流失
100 °C
300 °C 270 °C
300 °C for 12 min Bleed
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
22 24
气相色谱GC分析条件优化
常用固定相
Phase composition
100% dimethyl polysiloxane 95% dimethyl5% diphenyl polysiloxane
2(tr2 tr1)
1 2(w1 w2)
w1 w2
气相色谱GC分析条件优化
分离度
R值越大，表明相邻两组分分离越好。 当R＜1时，两峰有部分重叠； 当R＝1时，分离程度可达98％； 当R＝1.5时，分离程度可达99.7％。 通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的
标志。
气相色谱GC分析条件优化
分离度
理论塔板数（Ｎ）理论塔板高度 （Ｈ）
理论塔板数N
表示柱效的参数 N越大，柱效越高
理论塔板高度(HETP)
表示柱效的参数（与柱长无关） H越小，柱效越高
气相色谱GC分析条件优化
色谱的动力学理论—速率理论
Ｖａｎ Ｄｅｅｍｔｅｒ方程
H = A+ B/u + Cu
A ： 涡流扩散项（多途径造成） B ： 纵向扩散项 C: 传质阻力项 u： 载气线速度
分配系数K和分配比k
选择因子α 对A、B两组分的选择因子，用下式表示
ttrr((B A))
k(B) k(A)
K(B) K(A)
两组分的K或k值相差越大，则分离得越好。
气相色谱GC分析条件优化
分离度
分离度R又叫分辨率，定义为相邻两组分 色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽 总和之半的比值，即
R tr2 tr1
20M，OV-17等
固定相膜厚：0.2--5μm
气相色谱GC分析条件优化
毛细柱主要类型
Packed Capillary
Porous Layer Open Tubular
多孔层开口柱
Wall Coated Open Tubular
管壁涂渍开口柱Biblioteka Baidu
气相色谱GC分析条件优化
毛细管柱管材
熔融石英 – 合成高纯石英
例如： DB-WAX, DB-FFAP
温度稳定性比聚硅氧烷类差，最高使用温度低于 聚硅氧烷类固定液
气相色谱GC分析条件优化
固定相－“ms” 或低流失柱
苯基基团键合入硅氧烷聚合物主链
RR Si O Si RR
温度稳定性更好
RR Si O Si RR
e.g. DB-5ms Rtx-5ms BPX-5
气相色谱GC分析条件优化
( R1 )2 n1 L1
R2
n2
L2
用较长的柱可以提高分离度，但延长了分 析时间。
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
分离度与选择因子的关系 α大，选择性好。一般通过改变固定相和 流动相的性质和组成或降低柱温，可有 效增大α值。
气相色谱GC分析条件优化
色谱柱的介绍
气相色谱GC分析条件优化
BP-17 Rtx-17
DB-624 DB-Wax
BP-624 Rtx-624 BP-20 Stabilwax
气相色谱GC分析条件优化
色谱柱的选择
固定液极性的选择（按相似相溶原则）
非极性固定液------有按沸点顺序溶出倾向
50% dimethyl50% diphenyl polysiloxane 6% cyanopropylphenyl94% dimethyl polysiloxane
Polyethylene glycol (PEG)
J&W
DB-1 DB-5
SGE
BP-1 BP-5
Restek
Rtx-1 Rtx-5
DB-17
分配系数K和分配比k
分配比又称容量因子，它是指在一定温度 和压力下，组分在两相间分配达平衡时， 分配在固定相和流动相中的质量比。即
组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中物 物量 量质 质的 的 nnms
k值不仅随柱温、柱压变化而变化，而且还 与流动相及固定相的体积有关。
气相色谱GC分析条件优化
外表面涂覆聚酰亚胺 内表面经化学处理
不锈钢
用于高温分析 最不易断裂 内表面经特殊处理
气相色谱GC分析条件优化
固定相
大多数固定相为聚合物
聚甲基硅氧烷（Polysiloxanes, silicones） 聚乙二醇（Polyethylene glycols, PEG）
气相色谱GC分析条件优化
固定相－聚甲基硅氧烷
色谱柱的类型
填充柱
柱材：不锈钢，玻璃 内径：2.6--3mm 长度：0.5--6m 填料：担体和固定液的种类
固定液的浓度 1-30% 担体有硅藻土、玻璃、 石英、塑料担体（TPA） 等。气相色谱GC分析条件优化
色谱柱的类型
•毛细柱
柱材：熔融石英、铝 内径：0.2mm--0.53mm 长度：10--100m 固定相种类：OV-1，PEG-
R=
RR O Si O Si O
R
CH3
CH2CH2CH2CN
R
methyl
cyanopropyl
CH2CH2CF3
trifluoropropyl
phenyl
气相色谱GC分析条件优化
siloxane backbone
固定相－聚乙二醇
HO CH2 CH2 O H
n
“WAX” or “FFAP” 类固定液
气相色谱GC分析条件优化
Van Deemter方程式
填充柱
毛细柱
气相色谱GC分析条件优化
分配系数K和分配比k
分配系数K和分配比k 分配系数是指在一定温度和压力下，组分在
固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度 之比值，即
K 溶 溶质 质在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 C度 度 Cms
气相色谱GC分析条件优化
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
基本色谱分离方程式
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
影响分离度的因素
分离度与柱效的关系 分离度与选择因子的关系 分离度与容量因子的关系
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
分离度与柱效的关系
由分离方程式看出，对于一定理论板高的柱 子，分离度的平方与柱长成正比，即
GC分析条件的优化
气相色谱GC分析条件优化
色谱基本理论
气相色谱GC分析条件优化
塔板理论 速率理论 分配系数K和分配比k 分离度 基本色谱保留式
气相色谱GC分析条件优化
色谱的热力学理论--塔板理论
理论塔板数N=5.545(tR/WH/2)=L/HETP
开始
H
tR
WH/2
H/2
气相色谱GC分析条件优化
固定液流失
100 °C
300 °C 270 °C
300 °C for 12 min Bleed
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
22 24
气相色谱GC分析条件优化
常用固定相
Phase composition
100% dimethyl polysiloxane 95% dimethyl5% diphenyl polysiloxane
2(tr2 tr1)
1 2(w1 w2)
w1 w2
气相色谱GC分析条件优化
分离度
R值越大，表明相邻两组分分离越好。 当R＜1时，两峰有部分重叠； 当R＝1时，分离程度可达98％； 当R＝1.5时，分离程度可达99.7％。 通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的
标志。
气相色谱GC分析条件优化
分离度
理论塔板数（Ｎ）理论塔板高度 （Ｈ）
理论塔板数N
表示柱效的参数 N越大，柱效越高
理论塔板高度(HETP)
表示柱效的参数（与柱长无关） H越小，柱效越高
气相色谱GC分析条件优化
色谱的动力学理论—速率理论
Ｖａｎ Ｄｅｅｍｔｅｒ方程
H = A+ B/u + Cu
A ： 涡流扩散项（多途径造成） B ： 纵向扩散项 C: 传质阻力项 u： 载气线速度
分配系数K和分配比k
选择因子α 对A、B两组分的选择因子，用下式表示
ttrr((B A))
k(B) k(A)
K(B) K(A)
两组分的K或k值相差越大，则分离得越好。
气相色谱GC分析条件优化
分离度
分离度R又叫分辨率，定义为相邻两组分 色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽 总和之半的比值，即
R tr2 tr1
20M，OV-17等
固定相膜厚：0.2--5μm
气相色谱GC分析条件优化
毛细柱主要类型
Packed Capillary
Porous Layer Open Tubular
多孔层开口柱
Wall Coated Open Tubular
管壁涂渍开口柱Biblioteka Baidu
气相色谱GC分析条件优化
毛细管柱管材
熔融石英 – 合成高纯石英
例如： DB-WAX, DB-FFAP
温度稳定性比聚硅氧烷类差，最高使用温度低于 聚硅氧烷类固定液
气相色谱GC分析条件优化
固定相－“ms” 或低流失柱
苯基基团键合入硅氧烷聚合物主链
RR Si O Si RR
温度稳定性更好
RR Si O Si RR
e.g. DB-5ms Rtx-5ms BPX-5
气相色谱GC分析条件优化
( R1 )2 n1 L1
R2
n2
L2
用较长的柱可以提高分离度，但延长了分 析时间。
气相色谱GC分析条件优化
基本色谱分离方程式
分离度与选择因子的关系 α大，选择性好。一般通过改变固定相和 流动相的性质和组成或降低柱温，可有 效增大α值。
气相色谱GC分析条件优化
色谱柱的介绍
气相色谱GC分析条件优化
BP-17 Rtx-17
DB-624 DB-Wax
BP-624 Rtx-624 BP-20 Stabilwax
气相色谱GC分析条件优化
色谱柱的选择
固定液极性的选择（按相似相溶原则）
非极性固定液------有按沸点顺序溶出倾向
50% dimethyl50% diphenyl polysiloxane 6% cyanopropylphenyl94% dimethyl polysiloxane
Polyethylene glycol (PEG)
J&W
DB-1 DB-5
SGE
BP-1 BP-5
Restek
Rtx-1 Rtx-5
DB-17
分配系数K和分配比k
分配比又称容量因子，它是指在一定温度 和压力下，组分在两相间分配达平衡时， 分配在固定相和流动相中的质量比。即
组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中物 物量 量质 质的 的 nnms
k值不仅随柱温、柱压变化而变化，而且还 与流动相及固定相的体积有关。
气相色谱GC分析条件优化
外表面涂覆聚酰亚胺 内表面经化学处理
不锈钢
用于高温分析 最不易断裂 内表面经特殊处理
气相色谱GC分析条件优化
固定相
大多数固定相为聚合物
聚甲基硅氧烷（Polysiloxanes, silicones） 聚乙二醇（Polyethylene glycols, PEG）
气相色谱GC分析条件优化
固定相－聚甲基硅氧烷
色谱柱的类型
填充柱
柱材：不锈钢，玻璃 内径：2.6--3mm 长度：0.5--6m 填料：担体和固定液的种类
固定液的浓度 1-30% 担体有硅藻土、玻璃、 石英、塑料担体（TPA） 等。气相色谱GC分析条件优化
色谱柱的类型
•毛细柱
柱材：熔融石英、铝 内径：0.2mm--0.53mm 长度：10--100m 固定相种类：OV-1，PEG-
R=
RR O Si O Si O
R
CH3
CH2CH2CH2CN
R
methyl
cyanopropyl
CH2CH2CF3
trifluoropropyl
phenyl
气相色谱GC分析条件优化
siloxane backbone
固定相－聚乙二醇
HO CH2 CH2 O H
n
“WAX” or “FFAP” 类固定液
气相色谱GC分析条件优化
Van Deemter方程式
填充柱
毛细柱
气相色谱GC分析条件优化
分配系数K和分配比k
分配系数K和分配比k 分配系数是指在一定温度和压力下，组分在
固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度 之比值，即
K 溶 溶质 质在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 C度 度 Cms
气相色谱GC分析条件优化