气相色谱基础知识

气相色谱基础知识气相色谱基础知识检测器进样器色谱柱GAS气源柱温箱数据处理GC是什么?数据处理器是什么成份和有多少量(样品进样口)通过加热，使每个成份被汽化。载气将样品送入色谱柱色谱柱将样品中不同的成分分离开(检测器)从色谱柱出来了的每个成份的量按比例转化成电信号。目标：混合样品（气体或液体）气体样品液体样品GC在400摄氏度以下的温度可以汽化(变成气体)的化合物在汽化时不会分解的化合物在汽化时可以分解成固定比例碎片的化合物(热裂解GC)即使符合上述的情况还可能有难以分析的化合物分析不可能或很难由GC分析化合物的例子分子量小也不能蒸发的化合物(例如:无机的金属、离子,盐)活性强或极端地不稳定的的化合物(例如:氢氟酸、臭氧,氮氧化物)高吸附性的化合物(当化合物含有羧基、羟基、氨基、硫等等因为吸附和活度比较高,在分析要注意。)难以获得标准样的化合物(得到峰后难以做定性和定量分析)可以在气相色谱分析的化合物流量控制器进样口检测器柱温箱柱气体钢瓶电信号数据处理GC的结构载气（CarrierGas）通常用氦气（He）、氮气（N2）和氩气。(在使用毛细管柱作分析的情况时下，使用氦气作载气是比较理想的)气体的纯度最好高于99.999%检测器用气TCD...NoneedFID...H2,空气ECD...N2(在使用填充柱的情况下，载气当然使用氮气，在使用毛细柱的情况下氮气被用做尾吹气）FTD...H2,AirFPD...H2,AirSID...Air载气和检测器用气气源：标配为氮气用钢瓶，氢气和空气用发生器。目前有氮氢空一体机，FID和TCD可满足要求，ECD达不到要求。当气瓶压力低于当气瓶压力低于2~32~3个个MPaMPa时，请更换气瓶。时，请更换气瓶。气体净化装置：脱氧管、脱水管、脱烃管。载气和检测器用气气体净化装置的更换定期更换气体净化器填料（气源与仪器之间，配ECD检测器最好配置）变色硅胶变红时需要活化，140℃加热2h。分子筛等吸附有机物的净化器就不好用肉眼判断了，须定期更换。空气压缩机有机杂质高一些，最好3个月更换一次，马福炉400~600加热4-6h。载气和检测器用气恒压控制恒流控制压力控制器流量控制器压力保持恒定流量保持恒定用于毛细柱用于填充柱用于宽口径柱直接进样方式无论柱的阻力（象柱子的内径、长度、柱温等）有多少，压力固定不变改变阻力，流量发生变化(阻力增加→流量减小)无论柱的阻力（象柱子的内径、长度、柱温等）有多少，流量固定不变改变阻力，压力发生变化(阻力增加→压力增加)载气控制方式检测器的温度检测器的温度总是比柱的温度高。(通常比柱箱的程序升温的最终温度高20-30℃)进样口的温度进样口被设定在足够一个样品中成份能被汽化的温度。(它不需要特别高的温度)虽然进样口设定的温度通常与检测器相同，但当样品易分解时会设的低一些。进样口和检测器的温度进样口的维护定期更换进样口隔垫、清洗进样口衬管（玻璃毛）、衬管上端的O形硅橡胶密封圈、清洗分流平板。进样口气体的流速和分流比气体的流速单位一般用mL/min表示，一般用皂膜流量计测定。氢气的流速30-40之间，空气的流速一般在300-400之间，载气的流速根据样品和色谱柱的种类决定，测完氢气、空气、尾吹气的流速减掉载气流速。隔膜吹扫（用途）一般是1。尾吹气（用途）是20-30之间。分流出口流量根据需要测定。分流比=（分流出口流量+柱流量）/柱流量。氮气：氢气：空气=1:1:10时，FID灵敏度最高。进样口进样口正确安装石墨垫，确认距离是正确安装石墨垫，确认距离是在４－６在４－６mmmm进样口的维护••隔垫：隔垫：隔垫将样品流路与外部隔开，进样针插入隔垫将样品流路与外部隔开，进样针插入时，能保持系统内压，防止泄漏，避免外部空气时，能保持系统内压，防止泄漏，避免外部空气渗入，污染系统。隔垫一般由耐高温，惰性好，渗入，污染系统。隔垫一般由耐高温，惰性好，气密性好的硅橡胶制成。气密性好的硅橡胶制成。••隔垫产生的问题隔垫产生的问题––漏气漏气––分解分解––样品损失样品损失––柱流量、分流流量下降柱流量、分流流量下降––鬼峰鬼峰––柱效下降柱效下降进样口的维护污染的密封垫可污染的密封垫可导致导致••峰形变坏峰形变坏••样品分解或歧视样品分解或歧视••重现性差重现性差••出鬼峰出鬼峰Ｏ形圈Ｏ形圈衬管衬管进样口的维护安捷伦不同种类的隔垫BTO隔垫，耐受温度最高，预老化，长寿命预穿孔，最适合于自动进样器，长寿命寿命最长其他隔垫，350℃下，200次进样。特殊材料，2000次进样，高压3~100Psi,100~300℃进样口的维护••隔垫的注意事项：隔垫的注意事项：••进样口温度不要超过隔垫的最高使用温度进样口温度不要超过隔垫的最高使用温度••定期更换（定期更换（200200次）次）••安装后用安装后用““手紧手紧““••使用针尖锋利的注射器使用针尖锋利的注射器••自动进样器自动进样器进样口的维护••衬管衬管衬管是进样口系统的中心部分，样品将在此汽化变衬管是进样口系统的中心部分，样品将在此汽化变成气相。成气相。如何选择正确的衬管？如何选择正确的衬管？––衬管的容积衬管的容积如果衬管体积太小，则可能会导致反冲或样品损失如果衬管体积太小，则可能会导致反冲或样品损失（由于蒸汽膨胀而进入隔垫吹扫或分流出口管线引（由于蒸汽膨胀而进入隔垫吹扫或分流出口管线引起）。较大体积的衬管起）。较大体积的衬管((如如800800μμll))的特点是内径的特点是内径(ID)(ID)较大，通常用在进样体积等于或大于较大，通常用在进样体积等于或大于11μμLL的情况。小的情况。小体积衬管具有较小的内径，一般用在进样体积较小体积衬管具有较小的内径，一般用在进样体积较小(1(1μμll))、快速分析、快速分析100100μμmm内径色谱柱、气体样品，或使内径色谱柱、气体样品，或使用外部进样装置（如顶空进样器和吹扫捕集进样器）用外部进样装置（如顶空进样器和吹扫捕集进样器）时。时。进样口的维护––衬管的处理和去活问题衬管的处理和去活问题进样口衬管上的活性点可以吸附样品组分并导致出现拖进样口衬管上的活性点可以吸附样品组分并导致出现拖尾峰，并可能损失灵敏度和重现性。尾峰，并可能损失灵敏度和重现性。衬管可以清洗，但选择合适的衬管清洗程序可能较为衬管可以清洗，但选择合适的衬管清洗程序可能较为困难。某些溶剂可能会除去脱活层，并且工具可能会困难。某些溶剂可能会除去脱活层，并且工具可能会划伤衬管的玻璃表面，导致活性吸附点出现。划伤衬管的玻璃表面，导致活性吸附点出现。进样口的维护––填充物填充物许多衬管使用脱活的玻璃毛填充。玻璃毛定位或固定许多衬管使用脱活的玻璃毛填充。玻璃毛定位或固定在衬管的中心附近以在衬管的中心附近以为使热歧视效应降到最低，提供了额外的表面积以使样品完全挥发在非挥发性组分和隔垫颗粒到达色谱柱之前，对其进行捕集擦净注射器针头上的样品，从而提高重现性，并避免样品残余堆积于隔垫进样口的维护––如果玻璃毛定位于衬管底部，其主要目的只是捕如果玻璃毛定位于衬管底部，其主要目的只是捕集非挥发性组分。集非挥发性组分。––通常带玻璃毛的衬管不推荐用于以下分析物：通常带玻璃毛的衬管不推荐用于以下分析物：酚类酚类有机酸类有机酸类农药类农药类胺类胺类反应性极性化合物反应性极性化合物热不稳定化合物热不稳定化合物进样口的维护••石墨垫石墨垫••石墨垫的作用石墨垫的作用色谱柱与色谱系统的连接处靠密封垫密封．理想的密封垫色谱柱与色谱系统的连接处靠密封垫密封．理想的密封垫提供无泄漏的密封效果，适合各种外径的色谱柱，不用过提供无泄漏的密封效果，适合各种外径的色谱柱，不用过分拧紧，与色谱柱或接头不粘连，且耐温度变化。分拧紧，与色谱柱或接头不粘连，且耐温度变化。••为什么要更换石墨垫为什么要更换石墨垫石墨垫损坏会造成：水，空气渗入系统，破坏色谱柱，石墨垫损坏会造成：水，空气渗入系统，破坏色谱柱，样品损失，出鬼峰，污染色谱仪样品损失，出鬼峰，污染色谱仪••如何避免出现问题如何避免出现问题先用手拧紧柱帽，再用扳手拧紧．先用手拧紧柱帽，再用扳手拧紧．保持清洁，避免手印，油的污染．保持清洁，避免手印，油的污染．检查是否有破损，裂纹．检查是否有破损，裂纹．样品上方取样进样法（顶空分析）顶空的概念样品顶空恒温箱气密型进样器1.样品放置在一个恒温箱中（或炉中），从而可以达温度平衡。2.利用一个气密型的进样器或其它合适的手段取出样品上方的相同的顶空气体。3.再使用一般的GC仪器来分析样品的顶空气体。GCTECH5-21AnalyticalTrainingCenter顶空进样过程示意图顶空相关问题适于分析这样的挥发物：-不纯样品。-固体样品。-含有某些不做分析的高沸点组分样品。-含水量较高的样品。GCTECH5-22AnalyticalTrainingCenter顶空进样器•顶空进样器顶空进样法•顶空进样法为顶空装置与气相色谱仪联用的仪器。它利用被测样品（气-液和气-固）加热平衡后，取其挥发气体部分进入气相色谱仪。它专用于分析易挥发的微量成分，如对甲醇、乙醇等易挥发的残留溶剂类，带有易挥发成分的中草药类等均可用它进行定量分析。•顶空进样分为溶液顶空和固体顶空。•静态顶空、动态顶空。顶空注意事项•平行样应该放两个顶空瓶中，分别进样。一个顶空瓶只允许进样一次。•用标准溶液加入法操作时候，对照品加入到供试品前需要把供试品拿跟加入对照品溶液体积相同的溶剂稀释一下。否则会改变相比。计算的时候注意稀释倍数的转换。•参数主要包括GC参数和顶空参数（平衡温度、平衡时间、管线温度）。管线温度一般稍高于平衡温度，防止在管线中冷凝。顶空进样器••灵敏度低或没有峰灵敏度低或没有峰––瓶盖是否压紧瓶盖是否压紧––瓶子是否使用正确瓶子是否使用正确10ml10ml和和20ml20ml瓶瓶––系统泄漏系统泄漏––加压管路的针堵塞加压管路的针堵塞––管路堵塞管路堵塞––进样时间设置进样时间设置顶空进样器••峰形不好峰形不好––GCGC参数设置参数设置––样品未平衡好样品未平衡好––样品过载样品过载––顶空流速太低顶空流速太低––样品样品––系统漏气系统漏气––样品污染或发生变化样品污染或发生变化––系统污染系统污染气相色谱柱1、非极性色谱柱，HP-1,DB-12、极性色谱柱，HP20M,HP-FFAP,DB-WAX3、中极性色谱柱，DB-624,HP-17014、弱极性色谱柱，HP-5,DB-5气相色谱柱气相色谱柱色谱柱••色谱柱的选择色谱柱的选择––固定相的选择：如果不确定要使用的哪种固定相，固定相的选择：如果不确定要使用的哪种固定相，可从可从DBDB--11或或DBDB--55开始。开始。––内径：高柱效的色谱柱，请使用内径：高柱效的色谱柱，请使用0.180.18--0.25mm0.25mm内径内径的色谱柱；果需要较大的样品容量，请使用的色谱柱；果需要较大的样品容量，请使用0.32mm0.32mm内径的色谱柱；大口径直接进样器时，才使用内径的色谱柱；大口径直接进样器时，才使用0.530.53mmmm内径的色谱柱。特别适用于高载气流速的情况，内径的色谱柱。特别适用于高载气流速的情况，例如吹扫捕集、顶空进样器例如吹扫捕集、顶空进样器0.53mm0.53mm内径色谱柱在恒内径色谱柱在恒定的液膜情况下具有最高的样品容量。定的液膜情况下具有最高的样品容量。––柱长的选择：如果不知道最佳长度，请使用柱长的选择：如果不知道最佳长度，请使用2525--3030米米长的色谱柱。主要看分离度。长的色谱柱。主要看分离度。––膜厚的选择：厚液膜色谱柱用于保留和分离挥发性膜厚的选择：厚液膜色谱柱用于保留和分离挥发性溶质。厚液膜色谱柱惰性更强，容量更大。厚液膜溶质。厚液膜色谱柱惰性更强，容量更大。厚液膜色谱柱具有较高柱流失性，使用温度上限也有所降色谱柱具有较高柱流失性，使用温度上限也有所降低。薄液膜色谱柱用于将高沸点高分子量溶质薄液低。薄液膜色谱柱用于将高沸点高分子量溶质薄液膜色谱柱惰性较弱，容量较小。