分流比
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分流比S.R.
排气口流量 + 色谱柱流量
=
色谱柱流量
分流比的设定根据样品的浓度和复杂程度来决定。总流量一定要大于
20ml/min
隔垫吹扫： 用途：赶走残留样品和溶剂。
• 2-5 mL/min的载气直径吹扫隔垫底部。
• 可用烧结的限制器和针型阀来控制。 • 在特有的毛细管柱进样口上使用。
• N2, 变化最大, 可得到最低的HETP.
• H2 和 He 曲线较平坦，即使较高的 流速下也能得到较低的HETP
所以即使在较高的分析速度时，也可 以得到较好的分离度.
常用毛细管柱的最佳载气流量
载气 250 ml/min cm/sec 1.3 45 1.6 55 0.4 14 毛细管内径（微米） 320 ml/min 1.7 2.1 0.5 cm/sec 35 43 11 530 ml/min cm/sec 2.8 21 3.4 26 0.9 7
分
流
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均匀气化的样品通过分流点(柱尖端Colomn tip). 样品在玻璃衬管气化 要求： • 将样品中具有代表性的样品注入到色谱柱中。
• 可重现的分流比
缺点 • 可能会有进样歧视现象。对宽沸程的样品易产生非线性分流，使 样品失真 • 不适于高纯度物质和痕量组分(<50ppm)的分析
如果程序升温，柱温箱的温度应该高于溶剂的沸点，进样后应快速
升温。 以确保隔垫吹扫打开，设定为2-5 mL/min.
不分流进样的规则
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将软件置于不分流模式（splitless）。所有进样口的流量应经过色 谱柱和隔垫吹扫.将进样口温度设置为沸点最高物质的沸点上。 用“三明治”技术慢慢进样。在进样口预热针头0.05 min. 以 1.0µL/sec
Model 1041
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标准工具包里带两个 柱螺母，一个闷头 可用于填充柱和0.53毛细管柱 标准配制如右图，用于0.53mm 的毛细管柱 如用于填充柱，则将右图中的 “530 micron insert”拆下 ，将填充柱装到顶 1041的进样垫为 10.5mm，与1079 （11.4mm）、1177 (9mm) 不一样。
毛细管柱进样口
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要求不同的硬件和技术。 • 直接进样. • 分流/不分流进样. • 柱上进样 直接进样 ----(柱上进样或快速气化) 只用于大口径 ( 0.53 mm 内径). 将注射器中的样品全部送入到色谱柱.
允许缓慢注入较大体积的稀释样品 ( 2 µL)。
相对低的进样口温度。
样品组分分离示意图
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洗脱时
分离时
进样时
2. 气相色谱系统
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压力控制 控制面板
检测器 进样口 色谱工作站
气体钢瓶
气路控制
柱箱
计算机
3. 气相色谱基本理论
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色谱图
检测信号和时间的关系图 不同的色谱峰对应相应的组分
可以得到相应组分的保留时间和峰面积信息。
快速气化（Flash-vaporization）
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对于浓度较高或较脏的样品。
色谱柱连接在进样口底部。 色谱柱完全填充。 样品在玻璃内衬中气化 进样口至少高于柱温箱50C。 能够用于大口径的毛细管。
毛细管进样
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只需要少的进样量 • 需要特别的进样技术－分流/不分流/柱上进样 载气流量小 • 但检测器需要尾吹 需要特别的硬件 • 隔垫吹扫 • 分流装置 • 压力、流量调节
He H2 N2
气 体
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作用：
• 1）载气：作为色谱的流动相
• 2）检测器的工作气体。 载气：
惰性：He, Ar, N2, H2.
根据检测器, 价格及方便程度来决定 采用压力调节器以获得恒定的仪器输 入压力 控制流量来得到恒定的流速
气体的供应和控制
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•气体的类型由检测器决定. Detector TCD ECD
H2 Air
3) 注意安全问题
• 过滤系统:
• 除氧. • 活性炭除碳氢化合物。
• 分子筛除水
气体进口及连接
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• 两级的气体压力调节器.
• 低压端可从0到100 psig.
• 注意：不要用不干净的管路
载气的进口压力 燃烧气的进口压力
H2, He, N2, Ar 2 一般 80 psi(5.5kg/cm ) H2 一般 40 psi(2.8kg/cm2) Air 一般 60 psi(4kg/cm2)
60 / 80 80 / 100 100 / 120 120 / 140 177 149 125 105 to to to to 260 177 149 125 m m m m
• 填充柱中填有固态载体，上面涂有液态固定相，用于气液色谱 （GLC）或直接填充多孔固体，用于气固色谱（GSC）.
固态载体
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是液态固定相附着的载体 增加与样品接触的表面积。 直径大小与目数的关系 细小、均匀、多孔。 大部分采用硅土. 颗粒大小（目） 平均的直径范围 标准大小颗粒.
保留时间– 定性分析 峰面积 – 定量分析
CH4
基本术语
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保留时间（Retention time)：
组份从进样到出现最大值所需要的时间，tR
死时间(dead time): 不被固定相滞留的组份，从进样到出峰最大值所需要的时间，t0 峰高（Peak Heigh) 从峰最大值到峰底的距离 峰面积（Peak Area) 峰与峰底之间的面积
如果管线太长，应适当增加输出压力
气体进口及连接 （续）
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仪器上所有的气体都使用 1/8” Swagelok® 的接头连接
5 . 进样口
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作用：样品进样和汽化. 要求：精度和重现性 根据样品的性质选择进样技术
进样口
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填充柱进样口 • 柱上进样(On Column) • 快速气化（Flash-vaporization） 毛细管柱进样口 • 分流/不分流进样 • 分流 • 分流进样规则 • 不分流进样的规则
FID He N2 H2 H2 Air
PFPD N2 He H2 H2 Air
TSD He N2
•气体要求色谱级的高纯气 体99.999 % 载气推荐采用H2、He:
1) 分离度好 2) 对TCD灵敏度最高，而且 可保护W丝
Carrier Gases
He N2 H2 Ar
N2
CH4+Ar r
Fuel Gases
- 在一定温度下，色谱柱材质不受分析物的影响 注意：用色谱级、干净的材料。
填充柱
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玻璃、特氟珑及不锈钢材质 (惰性).
填充柱尺寸
材质 不锈钢 玻璃 特氟珑
Pac k
内径 2 mm 2 mm 2 mm
外经 1/8 inch 1/4 inch 1/8 inch
长度 2-3 meters 2 meters <10 meters
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• 综合上述三个峰展宽的因数
• HEPT : 理论塔板高度 (Height equicalent to a theoretical Plate)： HETP = A + B / + C 这里： A = 涡流扩散 B = 纵向扩散 = 载气的线流量 低的 HETP= 高的色谱柱效率 C = 传质阻力
Model 1079
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1079 进样口气路图
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(a) 分流 (b) 不分流
1079 进样口
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Septum nut Septum support Sealing ferrule Septum purge
Carrier gas in Split out
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气相色谱仪基础
美国瓦里安技术中国有限公司
内容提要
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１.色谱原理 ２.气相色谱系统 ３.气相色谱基本理论 ４.载气 ５.进样口 ６.色谱柱 ７.检测器 ８.定量分析
１.色 谱 原 理
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根据样品各组分在流动相和固定相中的分配情况不同来 进行分离。 一些组分与固定相作用较强，故较慢流出色谱柱，从而 得以分离。
分流/不分流进样
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用于毛细管柱0.1 mm to 0.53 mm ID. 可选用分流/不分流进样 (split/splitless.) 分流(split) 允许样品中的代表部分进入到色谱柱中。 当被测物浓度较高时。 不分流(splitless) 类似于直接进样. 样品中绝大部分进入到色谱柱中。
分离度（Resolution)
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两个相邻峰的分离程度。以两个 组份保留值之差与其平均半峰宽 值的比来表示：
R
2 ( t R 2 t R 1 ) W2 W1
•当R=1 时，有5％的重叠；
•当R=1.5时，分离程度为99.7%，可视为基线分离 • 毛细管色谱柱比填充柱有更高的分辨率.
mL/min.
6. 色谱柱
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填充柱
• 长：2 - 3 m • 内径：2 - 4 mm • 玻璃和金属材质
毛细管柱
• 长：10 - 100 m • 内径：0.1 - 0.8 mm • 熔融氧化硅或不锈钢，聚酰亚胺涂层