第二章：气讲义相色谱法2
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气相色谱讲义
第一节 气相色谱法概述 第二节 气相色谱分析的理论基础 第三节 色谱分离条件的选择 第四节 固定相与选择 第五节 气相色谱检测器 第六节 气相色谱定性方法 第七节 气相色谱定量方法
1．色谱法概述、分类； 2．流出曲线和有关术语 3．色谱法基本理论； 4．分离度； 5．气相色谱仪五个主要部分的作用、原理； 6．操作条件的选择(如载体、固定相、温度等的选择)； 7．定性定量分析方法
第二节 气相色谱理论基础
Fundamental of chromatograph theory
一、气-固和气-液色谱分析 Fundamental principle of GC 二、塔板理论 Plate theory 三、速率理论 Rate theory
一、气－固色谱及气－液色谱的基本原理
多组分试样通过色谱柱分离的流程 色谱柱: 填充柱(内径为2-6毫米,长0.5-10米的U型或者螺旋型金属或玻璃)
从柱头加入，随着流动相不断加入，洗脱作用连续进行，直至A和B组分先后流 出柱子而进入检测器，从而使各组分浓度转变成电信号后在荧光屏上显示出来。
根据峰的位置（出峰时间 t ）——定性 根据峰的面积 A （或峰高h） ——定量
2、色谱法分类
（一）按两相物理状态分:(流动相和固定相的物理状态) （二）按分离原理分 ： （三）按固定相的形式分：
（动画）
图1 典型色谱流出曲线
术语： （1）基线(base line)（2） 保留值(retention valume) （3） 色谱的区域宽度（peak width）
（1）基线（base line）：
操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号- 时 间曲线称为基线（O - O’）（它反映检测系统噪声随时间变化的 情况，稳定的基线应是一条水平)
1．色谱法概述、分类； 2．流出曲线和有关术语 3．色谱法基本理论； 4．分离度； 5．气相色谱仪五个主要部分的作用、原理； 6．操作条件的选择(如载体、固定相、温度等的选择)； 7．定性定量分析方法
第二节 气相色谱理论基础
Fundamental of chromatograph theory
一、气-固和气-液色谱分析 Fundamental principle of GC 二、塔板理论 Plate theory 三、速率理论 Rate theory
一、气－固色谱及气－液色谱的基本原理
多组分试样通过色谱柱分离的流程 色谱柱: 填充柱(内径为2-6毫米,长0.5-10米的U型或者螺旋型金属或玻璃)
从柱头加入，随着流动相不断加入，洗脱作用连续进行，直至A和B组分先后流 出柱子而进入检测器，从而使各组分浓度转变成电信号后在荧光屏上显示出来。
根据峰的位置（出峰时间 t ）——定性 根据峰的面积 A （或峰高h） ——定量
2、色谱法分类
（一）按两相物理状态分:(流动相和固定相的物理状态) （二）按分离原理分 ： （三）按固定相的形式分：
（动画）
图1 典型色谱流出曲线
术语： （1）基线(base line)（2） 保留值(retention valume) （3） 色谱的区域宽度（peak width）
（1）基线（base line）：
操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号- 时 间曲线称为基线（O - O’）（它反映检测系统噪声随时间变化的 情况，稳定的基线应是一条水平)
2第二章气相色谱
2020/6/2
1.基线 （1）噪声
色谱柱后没有成分进入检测器时，检测器检测 到的信号 （2）基线
记录仪记录到的噪声信号随时间变化的曲线 （3）基线噪声
基线随时间的变化而产生的波动（在平衡位 置两侧起伏） （4）基线漂移
基线的平衡位置随时间的变化而产生缓慢变化
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基线
Ⅰ（信号）
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t（时间）
基线噪声
Ⅰ（信号）
2020/6/2
t（时间）
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基线漂移
Ⅰ（信号）
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t（时间）
2.保留值 （1）保留时间 tR
从进样到样品在检测器中出现最大信号时所经 历的时间
（2）保留体积 VR 在保留时间内流动相所流过的体积
（3）死时间tM 不与固定相作用的成分的保留时间（流动相
进样系统包括进样器和气化室两部分。 进样系统的作用是将液体或固体试样，在进 入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转 入到色谱柱中。进样的大小，进样时间的长 短，试样的气化速度等都会影响色谱的分离 效果和分析结果的准确性和重现性。
2020/6/2
3. 分离系统 分离系统由色谱柱组成。 色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。
由于不同的被测成分与流动相、固定相的作用 的能力不同，就会使其向前运动的快慢不同。在运 动距离一定的情况下，不同成分到达终点的时间就 会不同，从而达到分离混合物的效果。
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色谱分离
慢 中等
快
淋洗液
Temporal course
2020/6/2
流动相：
能够与被分析成分混合（或溶解），推动被分析
充满色谱柱内缝隙需要的时间）
色谱讲座课件_气相色谱法PPT_
气相色谱仪的工作过程
气相色谱仪
气路系统 进样系统 分离系统 温控系统 检测和记录系统
Filters/Traps
Air
Hydrogen
Gas Carrier
Column
Data system
Syringe/Sampler
Inlets
Detectors
Regul常用的载气有氢气，氮气，氦气和氩气。 气路结构:主要有两种气路形式 单柱单气路，适用于恒温分析 双柱双气路，适用于程序升温，并能补偿固定液的流失使其基线稳定。 净化器:主要用来提高载气纯度。 稳压恒流装置:稳定载气流速。
100% polydimethyl siloxane (PDMS)
50% PDMS
50% phenyl
Increasing polarity
high polarity polyethylene glycol
100% cyanopropyl siloxane
温控系统
温控系统是用来设定，控制，测量色谱柱炉，气化室，检测室三处的温度。
气化室的温度应使试样瞬时气化而又不分解。在一般情况下，气化室的温度比柱温高10 50C。
热导池检测器 thermal conductivity detector, TCD 氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 电子捕获检测器 electron-capture detector, ECD 热离子化检测器 thermionic detector, TID 火焰光度检测器 flame photometric detector, FPD
Flame Photometric Detector
Selective detection of sulfur- and phosphorus-containing compounds based on chemiluminescence in the H2 – Air flame Thermal excitation in the flame R R + hn S2 S2 + hn (lmax = 394 nm) HPO HPO + hn (lmax = doublet 510-526 nm)
气相色谱仪
气路系统 进样系统 分离系统 温控系统 检测和记录系统
Filters/Traps
Air
Hydrogen
Gas Carrier
Column
Data system
Syringe/Sampler
Inlets
Detectors
Regul常用的载气有氢气，氮气，氦气和氩气。 气路结构:主要有两种气路形式 单柱单气路，适用于恒温分析 双柱双气路，适用于程序升温，并能补偿固定液的流失使其基线稳定。 净化器:主要用来提高载气纯度。 稳压恒流装置:稳定载气流速。
100% polydimethyl siloxane (PDMS)
50% PDMS
50% phenyl
Increasing polarity
high polarity polyethylene glycol
100% cyanopropyl siloxane
温控系统
温控系统是用来设定，控制，测量色谱柱炉，气化室，检测室三处的温度。
气化室的温度应使试样瞬时气化而又不分解。在一般情况下，气化室的温度比柱温高10 50C。
热导池检测器 thermal conductivity detector, TCD 氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 电子捕获检测器 electron-capture detector, ECD 热离子化检测器 thermionic detector, TID 火焰光度检测器 flame photometric detector, FPD
Flame Photometric Detector
Selective detection of sulfur- and phosphorus-containing compounds based on chemiluminescence in the H2 – Air flame Thermal excitation in the flame R R + hn S2 S2 + hn (lmax = 394 nm) HPO HPO + hn (lmax = doublet 510-526 nm)
第2讲色谱分析法
现代仪器分析
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
在色谱法中，将填入玻 璃管或不锈钢管内静止不动 的一相（固体或液体）称为 固定相 ； • 自上而下运动的一相 （一般是气体或液体）称为 流动相 ； • 装有固定相的管子（玻 璃管或不锈钢管）称为色谱 柱 。
现代仪器分析
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
现代仪器分析
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
离子交换色谱：利用溶液中不同离子与离子
交换剂间的交换能力的不同而进行分离的方
法。
空间排斥（阻）色谱法：利用多孔性物质对
不同大小的分子的排阻作用进行分离的方法。
现代仪器分析
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
空间排斥（阻）色谱 Size Exclusion Chromatography
2、色谱峰（Peak of Chromatogram） 曲线上突起部分就是色谱峰。
现代仪器分析
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
色谱峰的对称性 • 高斯（Gaussian）曲线 • 不对称因子（asymmetry） • 拖尾峰（tailing peak） • 伸舌峰（leading peak或fronting peak） 高斯曲线： 在理想情况下(进样量很小， 浓度很低，在吸附或分配等温线的线性范围 内)，色谱峰的形状可以近似地用高斯曲线描 述。图中为标准偏差（拐点处的半峰宽）， h为最大峰高，wb为峰宽。
Peak of Chromatogram）
色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重 要参数之一。 用于衡量柱效率及反映色谱操作条件的
动力学因素，其宽度越窄越好 。
表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。
气相色谱法课件
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（1）气固色谱 ①吸附剂 ②化学键合相 ③高分子多孔小球 （2）气液色谱 ①载体（ 也叫担体） ②固定液 A.烃类 B.硅氧烷类 C. 醇类 D. 酯类
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8. 检测器 检测器是将流出色谱柱的载气中被分离 组分的浓度和质量转化为电信号（电压 或电流）变化的装置。 气相色谱仪的检测器有30多种，我们用 到的是热导池检测器（TCD），氢火焰 离子化检测器（FID）。
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三、不分流进样 (一) 载气流路和衬管选择 不分流进样与分流进样采用同一个进样口， 不分流进样是将分流气路的电磁阀关闭[图42(b)]，让样品全部进入色谱柱。这样做的好 处提高分析灵敏度。但是，在实际工作中、 不分流进样的应用远没有分流进样普遍，只 是在分流进样不能满足分析要求时(主要是 灵敏度要求)，才考虑使用不分流进样。
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3、气相色谱法的优点
1、分离效率高：是指它对性质极为相似的组 分有很强的分离能力。 2、灵敏度高：使用高灵敏度的检测器可检测 出痕量组分。 3、分析速度快：相对化学分析而言，完成多 组分分析仅需几分钟至几十分钟。 4、分析需要样品量 很少。
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4. 工作流程 示图
1.载气瓶 2.压力调节器 3.净化器 4.稳压阀 5.柱前压力 表 6.转子流量计 7.进样器 8.色谱柱 9.色谱柱恒温箱 10. 馏分收集口(柱后分离阀) 11.检测器 12.检测器恒温箱 13.记录器 14.尾气出口 返回目录
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(二)样品的适用性 分流进样适合于大部分可挥发样品，包括液体 和气体样品。此外，如果对样品的组成不很清 楚。也应首先采用分流进样口，对于一些相对 “脏”的样品，更应采用分流进样，因为分流 进样时大部分样品被放空，只有一小部分样品 进入色谱柱，这在很大程度上防止了柱污染。 只是在分流进样不能满足分析要求时（灵敏度 太低），才考虑其他进样方式，如不分流进样。 总之，分流进样的适用范围宽，灵活性很大。 分流比可调范围广，故成为毛细管GC的首选进 样方式。
第二章气相色谱法二课件ppt
质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。1
仪器分析-色谱分析法
(4)分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A
、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常 温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO 等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。
特点及用途
生产厂家
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物 质 由 201 釉 化而 成 ，性 能 介于 红 色与 白 色 硅藻土担体之间，适用于分析中等极性 物质
上海试剂厂 大连催化剂厂
白色
101 白 色 担 体
适用于涂渍极性固定液分析极性物质
上海试剂厂
硅 藻 土 117
仪器分析-色谱分析法
二、热导检测器（TCD，thermal conductivity detector)
1、结构（浓度型检测器）
池体（一般用不锈钢制成）
热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工 的钨丝制成。 参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。
测量臂：
需要携带被分离 组分的载气流过， 则连接在紧靠近 分离柱出口处。
（2）池体温度：
池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测 器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以 防止试样组分在检测器中冷凝。
（3）载气种类：
21
仪器分析-色谱分析法
载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生 的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系 数大，传热好，通过的桥路电流也加大，则检测灵敏度进一 步提高。
♥分离能形成氢键的组分，选用极性的或氢键型的固定液， 各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后出峰， 不易形成氢键的最先出峰。
仪器分析-色谱分析法
(4)分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A
、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常 温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO 等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。
特点及用途
生产厂家
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物 质 由 201 釉 化而 成 ，性 能 介于 红 色与 白 色 硅藻土担体之间，适用于分析中等极性 物质
上海试剂厂 大连催化剂厂
白色
101 白 色 担 体
适用于涂渍极性固定液分析极性物质
上海试剂厂
硅 藻 土 117
仪器分析-色谱分析法
二、热导检测器（TCD，thermal conductivity detector)
1、结构（浓度型检测器）
池体（一般用不锈钢制成）
热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工 的钨丝制成。 参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。
测量臂：
需要携带被分离 组分的载气流过， 则连接在紧靠近 分离柱出口处。
（2）池体温度：
池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测 器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以 防止试样组分在检测器中冷凝。
（3）载气种类：
21
仪器分析-色谱分析法
载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生 的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系 数大，传热好，通过的桥路电流也加大，则检测灵敏度进一 步提高。
♥分离能形成氢键的组分，选用极性的或氢键型的固定液， 各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后出峰， 不易形成氢键的最先出峰。
气相基础知识PPT课件
• a: 分离度
R = 2（t R 2 - t R 1 ）/ W 1 + W 2
• tR为相邻两峰的保留时间 两峰的峰宽
W为相邻
13
4、气相色谱分离常用的基本公式
• b：理论塔板数
• n = 5.54 ( tR / W h/2 )2
•
•
tR为主峰的保留时间
•
W h/2 为主峰的半高峰宽
14
4、气相色谱分离常用的基本公式
23
第—节 仪器的基本配置
• 3、柱系统 : 包括柱加热箱、色谱柱以 及与进样口和检测器的接头。其中色谱柱 本身的性能是分离成败的关键。
• 4、检测系统: 用各种检测器检测色谱柱 的流出物，如热导检测器(TCD)、火焰离 子化检测器(FID)、氮磷检测器(NPD)、电 子俘获检测器(ECD)等。
• 5、数据处理系统 :即对GC原始数据进 行处理，画出色谱图，并获得相应的定性 定量数据.
• 4．按进样方式分：按进样方式分可分为常 规色谱、顶空色谱和裂解色谱等。
21
第二章 气相色谱仪器 及操作
22
第—节器所用 气体的气源(氮气、氢气、压缩空气或 气体发生器，气流管线)以及气流控制 装置(压力表、针型阀、电子流量计)
• 2、进样系统 其作用是有效地将样品 导入色谱柱进行分离，如手动进样， 自动进样器，顶空进样器。
• 市售隔垫一般有三种类型，普通型(可 耐温200℃)、优质型(可耐温300℃)和 高温型(可耐温400℃)。耐高温或抗老 化性能越好、寿命越长，价格就越高。 常规分析实验室(汽化温度不超过 300℃)选择优质型隔垫就可以了，做 高温GC分析时最好用高温型隔垫。
28
第三节 进样系统 （衬管）
气相色谱讲义
目前已有几十种检测器，其中最常用的是热导池检测器、电子捕获检测器（浓度型）；火焰离子化检测器、火焰光度检测器（质量型）和氮磷检测器等。
一．检测器的性能指标——灵敏度（高）、稳定性（好）、响应（快）、线性范围（宽）（一）灵敏度——应答值单位物质量通过检测器时产生的信号大小称为检测器对该物质的灵敏度。
响应信号(R)—进样量(Q)作图，可得到通过原点的直线，该直线的斜率就是检测器的灵敏度，以S表示：(3) 由此可知：灵敏度是响应信号对进入检测器的被测物质质量的变化率。
气相色谱检测器的灵敏度的单位，随检测器的类型和试样的状态不同而异：对于浓度型检测器：当试样为液体时，S 的单位为 mV·ml/mg，即1mL 载气中携带1 mg 的某组分通过检测器时产生的m V 数；当试样为气体时，S 的单位为m V·m l／ml，即1ml 载气中携带1 ml 的某组分通过检测器时产生的m V 数；对于质量型检测器：当试样为液体和气体时，S 的单位均为：mV·s／g，即每秒钟有1g 的组分被载气携带通过检测器所产生的m V 数。
灵敏度不能全面地表明一个检测器的优劣，因为它没有反映检测器的噪音水平。
由于信号可以被放大器任意放大，S 增大的同时噪声也相应增大，因此，仅用S不能正确评价检测器的性能。
（二）检测限（敏感度）噪声——当只有载气通过检测器时，记录仪上的基线波动称为噪声，以R N 表示。
噪声大，表明检测器的稳定性差。
检测限——是指检测器产生的信号恰是噪声的二倍（2R N）时，单位体积或单位时间内进入检测器的组分质量，以D 表示。
灵敏度、噪声、检测限三者之间的关系为：(4)检测限的单位：对于浓度型检测器为m g／ml 或 ml／ml；对质量型检测器为：g/s。
检测限是检测器的重要性能指标，它表示检测器所能检出的最小组分量，主要受灵敏度和噪声影响。
D 越小，表明检测器越敏感，用于痕量分析的性能越好。
气相色谱分析讲义
取样工具：目前常用的是金属镀膜取气袋、大注射器 或专用取气钢瓶。除非要求极低，目前已很少采用球 胆、塑料袋取气等；
定量管内样品的气压：由于气体的含量和气压直接有 关，为保证每次进样的重复性，取样后要使定量管的 压力与大气压平衡，依据经验一般在取样后平衡20－ 30秒即可。
液体进样器
由液体进样针（自动进样器）、汽化室、加热系统组成 分为：填充柱进样口和毛细管柱进样口 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。
浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与浓度成正比。 如TCD、ECD。
质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响应值与单位时间 进入检测器的质量成正比。如FID、FPD。
根据应用范围，分为通用型检测器和选择型检测器
通用型：对所有物质有响应，如TCD、FID。 选择型：对特定物质有高灵敏响应，如ECD、FPD、NPD。
仍在广泛应用。
原理：由于不同气态物质所具有的热传导系数不同，当它们
到达处于恒温下的热敏元件（如Pt, Au, W, 半导体）时，
其电阻将发生变化，将引起的电阻变化通过某种方式转化为 可以记录的电压信号，从而实现其检测功能。
构成：由池体和热敏元件构成。通常将参比臂和样品臂
组成惠斯通电桥。
池体：一般用不锈钢制成
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； 常用的检测器：热导检测器(TCD)、氢火焰离子化检测 器(FID)、电子捕获检测器(ECD)、火焰光度检测器 (FPD)、氮磷检测器(NPD)。
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气-固色谱法 气相色谱法
气-液色谱法
液相色谱法
液-固色谱法 液-液色谱法
按分离机制: 吸附色谱（吸附剂对不同组分吸附性能的异）、 分配色谱（不同组分分配系数的差异）、 离子交换色谱（离子交换原理）、 排阻色谱（与分子尺寸大小有关）等。
色谱洗脱原理图
三、气相色谱分析
气相色谱法是利用气体作为流动相的一种色谱 法。在此法中，载气 ( 是不与被测物作用，用来载 送试样的惰性气体，如氢、氮等 ) 载着欲分离的试 样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分分离， 然后分别检测。其简单流程如图 2-1 所示。
柱材质:不锈钢管或 玻璃，内径3-6毫 米。长度可根据需 要确定。
填充柱（2-6mm直径，1-6m长） 毛细管柱（0.1-0.5mm直径, 几十米长）
色谱柱包括填充柱和开管柱(或称毛细管柱)。 填充柱：多为U形或螺旋形，内填60-80目的固定相； 开管柱：分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。通常弯成直径 10~30cm的螺旋状。过去是填充柱占主要，但现在，这种情 况正在迅速发生变化，填充柱将会被更高效、更快速的开管 柱所取代！
Ⅰ气路系统:
要求具有 ：气密性 载气流速的稳定性 流量测量的准确性
常用载气：化学惰性，不与有关物质反应N2 H2 Ar He。
气路系统 ： 单柱气路---恒温分析 双柱气路---程序升温分析
净化器：活性炭、硅胶和分子筛、作用是吸潮、除氧、 脱烃。
载气流速控制：压力表(两级)、流量计、针形稳压阀， 稳流阀控制载气流速恒定。
担体
固定液
4.检测系统
这个系统是指样品经色谱柱分离后，各成分按保留时 间不同，顺序地随载气进人检测器，检测器把进入的组分 按时间及其浓度或质量的变化，转化成易于测量的电信号 ，经过必要的放大传递给记录仪或计算机，最后得到该混 合样品的色谱流出曲线及定性和定量信息。
1944年,Martin等发展了纸色谱.
1952年,Martin和James发展了气-液分配色谱.
1956年,荷兰学者 Van Deemter等发表了关于色谱效率的速 率理论,并应用到气相色谱.
1958年,Golay提出了毛细管柱气相色谱. 1962年,Klesper等人提出了超临界流体色谱. 1963年,Giddings的理论工作为现代液相色谱奠定了理论基
色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 固定相：（stationary phase） 管内保持固定、起分离 作用的
填充物。 流动相：（mobile phase）流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。
二、色谱法分类： 按固定相的几何形式分类：
1.柱色谱法， 2.纸色谱法， 3.薄层色谱法 。 按流动相所处的状态分类：
础. 1966年,Ito等提出了逆流色谱. 20世纪60年代中期,凝胶渗透色谱出现. 20世界60年代后期,亲和色谱出现. 20世纪80年代,高效逆流色谱出现. 20世纪80年代以后,毛细管柱应用于超临界流体色谱技术中. 20世纪80年代末,毛细管电泳得到发展.
Developing of Chromatographic Technique 1948, 8 days separation for 16 amino acids
气相色谱仪流程图
气相色谱仪
gas chromatographic instruments
GC-102气相色谱仪
色谱工作站
GC-102气相色谱仪
外观
内部结构
GC- 6890 气相色谱仪
毛细管柱色谱
（美国安捷伦科技公司 Agilent)
四、气相色谱仪组成 Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、录仪、色谱工作站。
结果：植物叶子的几种色素便在玻璃柱上展开：留在最上 面的是叶绿素；绿色层下接着是两三种黄色的叶绿素；随 着溶剂跑到吸附层最下层的是黄色的胡萝卜素。各种色素
就得以分离。吸附柱成为一个显现着彩色环带的柱。
类胡萝卜素 和维生素
1931年, 德国Kuhn和Lederer使用色谱法证实了蛋黄内的叶 绿素系植物叶黄素与玉米黄质的混合物,使人们认识到色 谱技术在分离科学中的重要性.色谱法从此兴起.
1938年,Taylor和Uray用离子交换分离锂和钾的同位素广 泛地用于无色物质的分离，20世纪40年代后,合成离子交 换树脂商品出现后,离子交换色谱得到广泛应用.
1941年, 英国Martin和Synge创立了分配色谱.他们采用水饱 和的硅胶为固定相,以含有乙醇的氯仿为流动相分离已酰 基氨基酸.
Ⅱ进样系统(Sample injection system)
常以微量注射器(穿过隔膜
垫)或六通阀将液体样品注入
气化室(汽化室温度比样品中
最易蒸的物质的沸点高约
mL-1
50oC)，。
进样要求：进样量或体积适宜；
“塞子”式进样。一般柱分离
进样快速，过慢，将导致分离
变差(拖尾)。
Ⅲ色谱柱(分离柱)
色谱柱:色谱仪的核 心部件。
第二章：气相色谱法2
精品jin
1906年，俄国植物学家茨维特(M·S·Tswett)在研究植 物色素的过程中，做了一个经典的实验。 实验是这样的…… a. 在一根玻璃管的狭小一端塞上小团棉花。 b. 在管中填充沉淀碳酸钙，这就形成了一个吸附柱。 c. 把绿色植物叶子的石油醚抽取液注入柱中。
d. 用纯溶剂淋洗。
Developing of Chromatographic Technique 1958, 22 hours separation for 19 of amino acids
Developing of Chromatographic Technique 1958, 22 hours separation for 19 of amino acids
1982, less than 30 minutes separation for 18 of amino acids
目前，色谱分析广泛应用在食品学科，石油化工、医 药、生化、环境科学等各个领域它通过对不同的物质分析、 分离。
一 、色谱法(chromatography)：以试样组分和固定相
间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为 依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱法。
气-液色谱法
液相色谱法
液-固色谱法 液-液色谱法
按分离机制: 吸附色谱（吸附剂对不同组分吸附性能的异）、 分配色谱（不同组分分配系数的差异）、 离子交换色谱（离子交换原理）、 排阻色谱（与分子尺寸大小有关）等。
色谱洗脱原理图
三、气相色谱分析
气相色谱法是利用气体作为流动相的一种色谱 法。在此法中，载气 ( 是不与被测物作用，用来载 送试样的惰性气体，如氢、氮等 ) 载着欲分离的试 样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分分离， 然后分别检测。其简单流程如图 2-1 所示。
柱材质:不锈钢管或 玻璃，内径3-6毫 米。长度可根据需 要确定。
填充柱（2-6mm直径，1-6m长） 毛细管柱（0.1-0.5mm直径, 几十米长）
色谱柱包括填充柱和开管柱(或称毛细管柱)。 填充柱：多为U形或螺旋形，内填60-80目的固定相； 开管柱：分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。通常弯成直径 10~30cm的螺旋状。过去是填充柱占主要，但现在，这种情 况正在迅速发生变化，填充柱将会被更高效、更快速的开管 柱所取代！
Ⅰ气路系统:
要求具有 ：气密性 载气流速的稳定性 流量测量的准确性
常用载气：化学惰性，不与有关物质反应N2 H2 Ar He。
气路系统 ： 单柱气路---恒温分析 双柱气路---程序升温分析
净化器：活性炭、硅胶和分子筛、作用是吸潮、除氧、 脱烃。
载气流速控制：压力表(两级)、流量计、针形稳压阀， 稳流阀控制载气流速恒定。
担体
固定液
4.检测系统
这个系统是指样品经色谱柱分离后，各成分按保留时 间不同，顺序地随载气进人检测器，检测器把进入的组分 按时间及其浓度或质量的变化，转化成易于测量的电信号 ，经过必要的放大传递给记录仪或计算机，最后得到该混 合样品的色谱流出曲线及定性和定量信息。
1944年,Martin等发展了纸色谱.
1952年,Martin和James发展了气-液分配色谱.
1956年,荷兰学者 Van Deemter等发表了关于色谱效率的速 率理论,并应用到气相色谱.
1958年,Golay提出了毛细管柱气相色谱. 1962年,Klesper等人提出了超临界流体色谱. 1963年,Giddings的理论工作为现代液相色谱奠定了理论基
色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 固定相：（stationary phase） 管内保持固定、起分离 作用的
填充物。 流动相：（mobile phase）流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。
二、色谱法分类： 按固定相的几何形式分类：
1.柱色谱法， 2.纸色谱法， 3.薄层色谱法 。 按流动相所处的状态分类：
础. 1966年,Ito等提出了逆流色谱. 20世纪60年代中期,凝胶渗透色谱出现. 20世界60年代后期,亲和色谱出现. 20世纪80年代,高效逆流色谱出现. 20世纪80年代以后,毛细管柱应用于超临界流体色谱技术中. 20世纪80年代末,毛细管电泳得到发展.
Developing of Chromatographic Technique 1948, 8 days separation for 16 amino acids
气相色谱仪流程图
气相色谱仪
gas chromatographic instruments
GC-102气相色谱仪
色谱工作站
GC-102气相色谱仪
外观
内部结构
GC- 6890 气相色谱仪
毛细管柱色谱
（美国安捷伦科技公司 Agilent)
四、气相色谱仪组成 Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、录仪、色谱工作站。
结果：植物叶子的几种色素便在玻璃柱上展开：留在最上 面的是叶绿素；绿色层下接着是两三种黄色的叶绿素；随 着溶剂跑到吸附层最下层的是黄色的胡萝卜素。各种色素
就得以分离。吸附柱成为一个显现着彩色环带的柱。
类胡萝卜素 和维生素
1931年, 德国Kuhn和Lederer使用色谱法证实了蛋黄内的叶 绿素系植物叶黄素与玉米黄质的混合物,使人们认识到色 谱技术在分离科学中的重要性.色谱法从此兴起.
1938年,Taylor和Uray用离子交换分离锂和钾的同位素广 泛地用于无色物质的分离，20世纪40年代后,合成离子交 换树脂商品出现后,离子交换色谱得到广泛应用.
1941年, 英国Martin和Synge创立了分配色谱.他们采用水饱 和的硅胶为固定相,以含有乙醇的氯仿为流动相分离已酰 基氨基酸.
Ⅱ进样系统(Sample injection system)
常以微量注射器(穿过隔膜
垫)或六通阀将液体样品注入
气化室(汽化室温度比样品中
最易蒸的物质的沸点高约
mL-1
50oC)，。
进样要求：进样量或体积适宜；
“塞子”式进样。一般柱分离
进样快速，过慢，将导致分离
变差(拖尾)。
Ⅲ色谱柱(分离柱)
色谱柱:色谱仪的核 心部件。
第二章：气相色谱法2
精品jin
1906年，俄国植物学家茨维特(M·S·Tswett)在研究植 物色素的过程中，做了一个经典的实验。 实验是这样的…… a. 在一根玻璃管的狭小一端塞上小团棉花。 b. 在管中填充沉淀碳酸钙，这就形成了一个吸附柱。 c. 把绿色植物叶子的石油醚抽取液注入柱中。
d. 用纯溶剂淋洗。
Developing of Chromatographic Technique 1958, 22 hours separation for 19 of amino acids
Developing of Chromatographic Technique 1958, 22 hours separation for 19 of amino acids
1982, less than 30 minutes separation for 18 of amino acids
目前，色谱分析广泛应用在食品学科，石油化工、医 药、生化、环境科学等各个领域它通过对不同的物质分析、 分离。
一 、色谱法(chromatography)：以试样组分和固定相
间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为 依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱法。