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1、气相色谱仪（气相色谱仪（GCGC）1AgilgentAgilgent7890B7890B气相色谱仪气相色谱仪气相色谱仪的有关应用气相色谱仪的有关应用目目录录气相色谱仪的简介气相色谱仪的简介一：二：三：2色谱最初是由俄国植物学家茨威特首先提出并命名的1906年茨威特用右图所示的实验装1958年出现了第一台商品化的GC1952年马丁和辛格创立了气液色谱法并由此获得了1952年的诺贝尔奖学金朗格于1980年关于色谱分离中的报告是最原始的色谱法论文集发展史发展史3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。基本原理基本原理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。4气相色
2、谱法做样流程简介样品制备进样柱分离检测数据分析step4step1step3step2step55GASGAS332211112233数据处理数据处理55数据分析数据分析44检测检测检测器检测器色谱柱色谱柱柱箱柱箱33柱分离柱分离进样口进样口11样品制备样品制备22进样进样载气流载气流气源气源6气相色谱法做样流程简介11.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。111高效能22高选择性33高灵敏度44分析速度快55应用广泛22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。33高灵敏度：可以检测到ppm级甚至ppb级的杂质含量，适合于痕量
3、分析。44分析速度快：一个试样的分析可在几分钟到几十分钟内完成。55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或固体。气相色谱法的特点不足之处：对被分析组分的定性能力较差7二、Agilengt7890B气相色谱仪简介GC7890B前视图闪蒸器进样口电源开关柱箱检测器操作键盘显示屏状态栏8二、Agilengt7890B气相色谱仪简介GC7890B检测器、操作面板放大图后检测器（FID)前检测器（FID)显示屏状态栏操作键盘阀9二、Agilengt7890B气相色谱仪简介GC7890B后视图柱箱排气口柱箱冷却进气口电源连接捕集肼电子电缆连接载气供给连接10二、Agilen
4、gt7890B气相色谱仪简介1、仪器结构仪器组成(1)气路系统(2)进样系统(3)色谱柱系统(4)检测器系统(5)温控系统(6)数据处理系统11二、Agilengt7890B气相色谱仪简介(1)气路系统气路系统包括载气和检测器所用的气源以及气路控制装置。作用是提供稳定而可调节的气体流以保证气相色谱仪的正常运转。12v使用气体作用：1）载气：作为色谱的流动相2）检测器的工作气体。载气：惰性：HeArN2H2.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13气体的类型由检测器决定.气体要求色谱级的高纯气体，99.999%气体的供应和控制载气推荐采用H
5、2、He:1)分离度好2)对TCD灵敏度最高，而且可保护W丝3)注意安全问题14两级的气体压力调节器.低压端可从0到100psig.注意：不要用不干净的管路进口及连接如果管线太长，应适当增加输出压力15二、Agilengt7890B气相色谱仪简介载气气路16二、Agilengt7890B气相色谱仪简介(2)进样系统进样就是把气体、液体或经过转化的固体样品快速而定量地加到色谱柱上端，以便进行色谱分离。包括气化室和进样阀。气化室可以保证液体试样瞬间气化。进样方式气样袋进样钢瓶进样手动注射器进样自动进样器进样顶空进样17二、Agilengt7890B气相色谱仪简介气袋进样：平压进样（无气泡，按Sta
6、rt）钢瓶闪蒸进样：带压进样（先按闪蒸器“进样”，无气泡，按Start）18二、Agilengt7890B气相色谱仪简介手动注射器进样：进样时，把注射器用样品多润洗几次，吸取样品时注意不要有气泡，吸取完样品要尽快将其注入进样口，并按“Start”键，否则轻组分易挥发，造成结果不准确。19二、Agilengt7890B气相色谱仪简介自动进样器进样20二、Agilengt7890B气相色谱仪简介顶空进样21进样口作用：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口22二、Agilengt7890B气相色谱仪简介进样口分流不分流（脉冲分流不分流）进样口挥发物表面进样口隔垫吹扫填充进样口冷
7、柱头进样口程序升温进样口分流不分流（脉冲分流不分流）进样口分流方式用于-含量较高组分分析脉冲分流-允许更大的进样量不分流方式用于-痕量组分分析脉冲不分流-允许更大的进样量分流比=（分流总流量+隔垫吹扫气)柱流量23二、Agilengt7890B气相色谱仪简介分流方式气路：在分流进样期间，样品导入热的进样口并迅速汽化，少量蒸汽进入色谱柱，大部分从分流吹扫出口排出。分流进样主要用于高浓度样品分析，它也用于不能稀释的样品。不分流方式气路：在进样和样品于衬管汽化以及进入柱期间，吹扫阀关闭。在进样后指定时间，吹扫阀打开，从分流出口吹出衬管中剩余的蒸汽。这可避免由于进样体积大和柱流量小引起的溶剂拖尾。如果
8、使用载气节省，那么载气节省时间应在吹扫时间之后。注意:(1)进样口温度过低，将导致高分子量化合物气化不完全，并不能有效转移到色谱柱内。(2)进样口温度过高，导致热稳定性差的化合物分解。(3)用注射器进样时，进样速度要快，一般在1s以内。24二、Agilengt7890B气相色谱仪简介GC7890B进样口放大图后进样口前进样口前进样口镍转化炉25二、Agilengt7890B气相色谱仪简介（3）色谱柱系统色谱柱是气相色谱仪中分离的心脏，其作用是让样品在色谱柱运行得到所需要的分离。分离原理：色谱是一种分离方法，物质在流动相和固定相之间进行分配，由于各种物质在固定相中的保留能力不同而形成不同的流出时
9、间以达到分离。色谱柱按照内径的大小和长度分为填充柱和毛细管柱（开管柱）。两者比较如下表：参数内径mm常用长度m每米塔板数n柱材料柱容量程序升温应用固定相填充柱250.5101000玻璃、不锈钢mg级基线漂移载体+固定液毛细管柱0.10.53121504000熔融石英100mg基线稳定固定液26填充柱玻璃、特氟珑及不锈钢材质(惰性).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）.填充柱尺寸27固态载体是液态固定相附着的载体增加与样品接触的表面积。细小、均匀、多孔。大部分采用硅土.标准大小颗粒.直径大小与目号的关系例如:80100目表明
10、所有的颗粒将通过80目筛但不通过100目筛.80目筛是指筛网每英寸有80根标准直径的网线。28毛细管柱不锈钢玻璃熔融硅.柔韧性及机械强度均较好惰性内径：0.05-0.80mm.长度：可大于100m普通一般为30m。外层为聚酰亚胺，可修补柱子缺陷并且增加强度。柱子内表面进行硅烷化处理。内壁涂有固定相.29毛细管柱截面图毛细管柱WCOT-内表面涂有很薄的固定相.PLOT内表面涂有多孔的固体层或吸附剂SCOT内表面先涂固态载体，然后再涂上固定相。30二、Agilengt7890B气相色谱仪简介填充柱和毛细管柱截面图填充柱毛细管柱31。毛细管柱优点：（1）分离效率高，比填充柱高10100倍。（2）分析
11、速度快，比填充柱快。（3）色谱峰窄，峰形对称。较多采用程序升温方式。（4）灵敏度高，常用氢火焰离子化检测器（FID）。（5）涡流扩散为零。毛细管柱选择原则：（1）相似相溶原理：非极性组分非极性柱（如固定相是100%二甲基聚硅氧烷的色谱柱）；极性组分、混合组分极性柱（如固定相是聚乙二醇的色谱柱）。（2）液膜厚度（0.250.5m）：薄膜高沸点；厚膜低沸点、气体（增加组分与固定相的相互作用）。（3）柱长：短柱（515m）10个组分以下简单32二、Agilengt7890B气相色谱仪简介样品的快速分析；长柱（50m以上）复杂样品分析。（4）内径（0.1、0.25、0.32、0.53mm）：0.1mm
12、口径柱适用于快速气相色谱分析；0.25mm口径柱具有较高的柱效，用于标准的GCMS应用和分流不分流分析；0.32mm口径柱中等柱效，多用于不分流进样；0.53mm口径柱可替代填充柱，用于痕量分析。DB-1:非极性键合固定相，固定相是100%二甲基聚硅氧烷，具有性能高、应用范围广、流失低、温度上限高、可用溶剂冲洗等特点。相似类型柱有：HP-1，PONA等CP-Al2O3KCL：是一种氧化铝基PLOT柱，用于分析活烃类，尤其是对丙炔和丙二烯有较好的响应。200内色谱柱稳定，可分析到C10的烃类，对极性烃的吸附和不稳定响应有改善。对乙炔、丙炔和丙二烯可达两倍高的响应，在杂质分析中尤其重要，检测限提高
13、两倍，分析时间短。33二、Agilengt7890B气相色谱仪简介DB-1CP-Al2O3KCL34A.涡流扩散(不同路径的影响).取决于色谱柱大小、形状和填充的好坏毛细管柱可忽略该项影响色谱柱效率的因素35B.纵向扩散.气相中分子的扩散主要决定于气体流速36C.传质阻力.样品组分从气相到液相容易.主要取决于气体的流速和固定相量的多少。37综合上述三个峰展宽的因数HEPT:理论塔板高度(HeightEquivalenttoaTheoreticalPlate)：HETP=A+B+CA=涡流扩散B=纵向扩散C=传质阻力=载气的线流量低的HETP=高的色谱柱效率如果已知有效塔板数，则可计算：Neff
14、=LcolHETP著名的范德母特（VanDeemter）方程38由该图可以得到最佳的线速度对于毛细管柱可忽略A项（涡流扩散），一般对于毛细管线速度为30-60cmsec。VanDeemter图39N2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.载气对VanDeemter图的影响常用毛细管柱的最佳载气流量40涂膜厚度固定相的总量影响保留时间和容量。较厚的涂层会延长保留时间和增加柱容量。薄的涂层用于高沸点的分析物。标准的毛细管柱一般为0.25m.0.53mm内径的毛细管柱一般为1.0-1.5m.填充柱
15、一般10m.41柱容量柱容量是指色谱峰没有明显变形，样品能够进入到色谱柱中的最大允许量。以下因素可增加柱容量:膜厚(df).温度.内径(ID).固定相的选择性.如果过载，可导致:峰变宽.不对称.拖尾或前伸峰.42色谱柱中固定相流失柱流失可以从检测器的背景信号中观察到：柱流失是由于固定相遭到破坏而导致的。柱流失随着膜厚、柱内径、长度和温度的增加而增加。极性柱有较高的柱流失。柱子损坏或退化，柱流失可能会增加。避免使用强酸或强碱按照制造商推荐的温度限制使用43确保载气流过毛细管柱15-30分钟.缓慢程序升温(5min)到老化温度。最初老化温度4hours.如果柱子受到污染可在推荐的最高色谱柱温度低2
16、0C的条件下，老化柱子。一般推荐的老化温度为：Tcond=Tmax2-Tapp2+Tapp这里:Tcond=老化温度Tmax=色谱柱推荐采用的最高温度Tapp=应用中使用的最高温度在老化柱子时，一定不要将毛细管接在检测器上。应将那一端放空，同时将检测器用闷头堵上。如果是FID容许接在上面，但应该将检测器温度升上去。色谱柱老化44温度限制恒温最高允许温度:恒温操作的最高允许温度程序升温最高允许温度：短期允许的最高温度，一般比恒温允许的最高温度高20C。当柱子遭受热破坏，可以看到严重的峰拖尾和柱流失。45二、Agilengt7890B气相色谱仪简介(4)检测器系统检测器由检测元件、微电流放大器和记录器三部分组成。其作用是将色谱柱流出的组分，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应的电信号，经放大后记录和显示，绘出色谱图，从而进行定性和定量分析。被称为色谱仪的“眼睛”。根据其响应原理，可分为浓度型和质量型检测器。浓度型检测器的响应取决于载气
