2019年8月6日星期二
• 理解色谱法(Gas Chromatography ) • 主要有2点：一是要 有两相，二是要有差异
。 • 两相：固定相和流动相 • 具体到气相色谱： • 固定相就是色谱柱(column)，流动相就是气
体或者称为载气(carrier gas )。 • 差异就是指分配系数的差异。
30 m x 0.53 mm x 2.65
(HP Part No. 19095Z-123) 载气：Helium, 5.2 psi 炉温：40 C 进样口：1cc, 不分流 检测器：FID
水中芳烃 顶空分析
1
1. 苯
2
2. 甲苯
10 min
柱：HP-1 (Cross-Linked Methyl Silicone) 30 m x 0.53 mm x 2.65
它的平直与否可反应出实
验条件的稳定情况。
• 2）峰高（h）和峰面积 ： 色谱峰顶点与基线的距离
叫峰高。色谱峰与峰底基
线所围成区域的面积叫峰 面积。
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3）保留值 a. 死时间(tM) ：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的
时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用， 因此，其流速与流动相的流速相近。据 tM可求出流动相平均流速
氏常数用X'，Y'，Z'，U'，S'表示。
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许多色谱手册都列有这两种常数，但罗氏常数现在人们已经 不太常用，使用比较广泛的是麦氏常数。
固定相的评价是一个比较复杂的问题。不论是罗氏常数还是 麦氏常数，许多人认为都还有不少缺点。为了寻求比较完美 的表征方法，近年来Abraham等人提出了一种“溶剂化参数 模型”（solvation parameter model）。这一模型将溶质分 子从气相溶解到固定相的过程分为三个阶段：(1)在固定相 中形成一定大小的空穴。这一过程要打破溶剂-溶剂分子间 的“键”，是一个吸收能量的过程。溶质分子越大，需要打 破的溶剂-溶剂分子间的“键”越多，吸收的能量也越多。 如果仅考虑这一阶段，溶质分子越大，其保留值越小；(2) 孔穴周围的溶剂分子重新排列。这一过程虽然与熵及焓有关， 但对Gibbs自由能的贡献不大；(3)溶质进入孔穴。这一过程 产生溶质和溶剂之间的各种作用力。所有作用力都会导致释 放能量，有利于溶质的溶解。
3 4 三氯乙烯 (25 ppm)
5 二噁环 (25 ppm)
2
6
8
4
5
10
填充柱进样口示意图
衬管 玻璃填充物 载气
柱
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进样垫固定螺母 进样垫
石墨垫 齿形螺母
毛细管柱进样口
分流方式用于 脉冲分流
不分流方式用于 脉冲不分流
含量较高组分分析 允许更大进样量
痕量组分分析 允许更大进样量
安捷伦气相色谱基础培训
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第一部分 GC基础知识
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1.1 概 述
色谱法是一种分离方法，它利用物质在两相 中分配系数的微小差异进行分离。当两相做 相对移动时，使被测物质在两相之间进行多 次分配，这样原来的微小差异产生了很大的 效果，使各组分分离，以达到分离分析及测 定一些物理化学常数的目的。
(HP Part No. 19095Z-123) 载气： Helium, 5.2 psi 炉温： 60 C 进样口： 1 cc, 分流比 5:1 检测器： FID
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药品中溶剂残留: USP 467
1
2
4
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1 二氯甲烷(25 ppm) 2 氯仿(12 ppm) 3 苯(25 ppm)
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1.3 气相色谱法的特点
• “三高” “一快” “一广” 1.高效能：一般填充柱的理论塔板数可达数千，毛细管柱可
达一百多万。 2.高选择性：可以使一些分配系数很接近的以及极为复杂、
难以分离的物质，获得满意的分离。 3.高灵敏度：可以检测1011～1013g物质，适合于痕量分析。 4.分析速度快：一个试样的分析可在几分钟到几十分钟内完
分流方式是特为毛细管柱GC设计的样品引入方式 可与熔融石英，玻璃，金属柱相接
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分流/不分流流路系统
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不分流流路示意图
进样过程中分 流放空阀关闭 （没有分流出 口流量）
在进样后的某 指定时间，分 流阀打开，将 剩下的蒸汽清 除出进样口。
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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。
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应用
水中氯化烃 顶空分析
2
3
1
1. 氯代甲烷 2. 二氯甲烷 3. 三氯甲烷 4. 四氯化碳 4
15 min 柱：HP-1 (Cross-Linked Methyl Silicone)
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气流调节阀
• 通常在减压阀输出气体的管线中还要串联稳 压阀，用以稳定载气（或燃气）的压力
•
当用程序升温进行色谱分析时，由于色谱柱
柱温不断升高引起色谱柱阻力不断增加，也会使
载气流量发生变化。为了在气体阻力发生变化时
，也能维持载气流速的稳定，需要使用稳流阀来
自动控制载气的稳定流速。
进样口操作
1、 进样口常见问题
堵塞 温度不正确 污染 泄漏
2、 操作条件的选择
1) 汽化室温度的选择 2) 进样垫的材料与处理 3) 进样量
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注意事项
★进样口温度过低，将导致高分子量化合物气化不完全 ，并且不能有效转移到色谱柱中。(样品气化不完全 )
★进样口温度过高，导致热稳定性差的化合物分 解。 (样品分解) ★样品从进样针注入时，不同组分的气化程度不 同，高沸点组分残留量比例高。
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“极性”一词常用来描述或评价固定液的性质。气相色谱中 的所谓极性，是指含有不同功能团的固定液与分析物质的功 能团和亚甲基之间相互作用的程度。如果一种固定液保留某 种化合物的能力大于另一类，则认为这种固定液对于前一类 化合物有较高的选择性。人们最初用来描述和区别固定液分 离特性的方法是罗胥耐德(Rohrschneider)于1959年提出的相 对极性方法。他首先规定固定液β,β-氧二丙腈的相对极性为 100，角鲨烷为零， 选用正丁烯与正丁烷或环已烷与苯作为 物质对，然后分别测定物质对在氧二丙腈、角鲨烷以及被测 固定液柱上的相对调整保留值并取对数。 对于罗氏所建议的方法，有些人仍认为不够完善。1970年麦 克雷诺(McReynolds)对这一方法提出改进方案。他采用丁醇、 2-戊酮和硝基丙烷分别取代罗氏所用的乙醇、甲乙酮和硝基甲 烷，实验温度改为120℃。为了与罗氏常数相区别，相应的麦
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根据固定液的化学性能，色谱柱可分为非极性、极性与手性 色谱分离柱等。固定液的种类繁多，极性各不相同。色谱柱 对混合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。常用的 固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈 醚类等。新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液，主要 有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环 糊精衍生物等。其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手 性色谱柱，用于分离各种对映体十分有效，是近年来发展极 为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。 在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。不仅 要考虑被测组分的性质，实验条件例如柱温、柱压的高低， 还应注意和检测器的性能相匹配。有关内容我们将在以后章 节中加以详细讨论。
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第三部分 进样系统及技术
2019年8月6日Байду номын сангаас期二
阀进样
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气体进样
液体进样阀
样品入口
载气
排出口
限流器
S W
P C
色谱柱
取样状态
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载气
色谱柱
S W
P C
进样状态
样品上方取样进样法（顶空分析）
顶空的概念
气密型进样器
顶空 样品 恒温箱 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。
• 色谱图:试样中各组分经色谱柱分离后,在柱 的末端收集各组分,经检测器转换为电信号, 用纪录仪将各组分浓度记录下来,得到色谱 图。
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• 如图所示为一色谱流出曲线
：
• 1）基线：在实验条件下，
色谱柱后仅有纯流动相进
入检测器时的流出曲线称
为基线。基线在稳定的条
件下应是一条水平的直线。
成。 5.应用广泛：可以分析气体试样，也可分析易挥发或可衍生
转化为易挥发的液体和固体。 分析的有机物，约占全部有机物(约300万种)的20%。 6.不足之处：对被分离组分的定性能力较差。
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1.4 色谱图及有关术语
• 从载气带着组分进入色谱柱起就用检测器 检测流出柱后的气体，并用记录器记录信 号随时间变化的曲线，此曲线就叫色谱流 出曲线，当待测组分流出色谱柱时，检测 器就可检测到其组分的浓度，在流出曲线 上表现为峰状，叫色谱峰。
一般情况下进样速度必须很快，因为当进样时 间太长时，试样原始宽度将变大，色谱峰半峰宽 随之变宽，有时甚至使峰变形。一般地，进样时 间应在1s以内。
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