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1、1,气相色谱法测定柑橘果肉糖酸含量,2010.11.14农大 参考制作,学习目标及报告内容：,理解气相色谱原理、熟悉仪器系统和构造 了解气相色谱仪器的操作 通过气相色谱法对样品组分进行定性和定量分析，检测柑橘果实的糖酸含量。,为什么用气相色谱 (chromatography) ？,If you can do it by GC,You should do it by GC.-H.M.McNair如果你能用气相色谱完成，你就应该用气相色谱完成。,主要内容,气相色谱的优点 气相色谱流程及系统 气相色谱原理及理论 进样口 色谱柱 检测器 定性和定量 故障及问题,一、气相色谱的优点,高灵敏度（可测高纯、
2、高分子物质） 高效能（速度快、准确度高） 所需样品量少（气体毫升、液体微升） 应用范围广（可分析的有机物占目前发现总有机物的1520；挥发温度500；热稳定性好；相对分子量 400 ）,应用领域,基础化学 塑胶 农药 杀虫剂 添加剂,石化工业 原油分析 模拟蒸馏 油品分析 天然气分析,环境检测 空气污染 水污染 固体废弃物 土壤分析,食品分析 食物 饮料 香精香料 农残,制药、刑侦 新药开发 品质管制 有机溶剂残留 药物滥用,二、气相色谱流程及系统,样 品,进样汽化,色谱柱分离,载 气,检测器,信号记录及分析,气相色谱系统,2. 气相色谱系统,进样口,柱箱,色谱工作站,检测器,气路控制,气体钢
3、瓶,投产应用,气相色谱仪,由五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、温控系统、检测记录系统。 组分能否分开，关键在于色谱柱；分离后组分能否鉴定出来则在于检测器，所以分离系统和检测系统是仪器的核心。,三、气 相 色 谱 原 理,气相色谱是一种气体分离技术，它以惰性气体（即载气，一般是N2、 He等）的流动相，以表面积大且具有一定活性的吸附剂为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力强的组分不容易被解吸下来，因此后离开色谱柱。如此，各组分得以在色
4、谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。,样品组分分离示意图,进样时,分离时,洗脱时,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。 保留时间 定性分析 峰面积 定量分析,CH4,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,基本术语,四、 进样口,作用：样品进样和汽化. 要求：精度和重现性。汽化温度
5、比柱温高30-70度。,所需器材：,样品 进样针 进样瓶,1177分流/无分流毛细柱进样口,进样垫,O型密封环,分流出口,进样衬管,载气进口,隔垫吹扫,分流点,怎样进样？,五、色谱柱,填充柱长：23米内径：24mm玻璃和金属材质,毛细血管柱长：10100m内径：0.10.8mm熔融氧化硅或不锈钢、聚酰亚胺涂层,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。 polyamideplimaid聚酰胺纤维 capillarykpleri:毛细血管,六、 检测器,通用型检测器（ Universal
6、 Detector) 热导检测器（TCD） 氢火焰检测器（FID） 选择性检测器 电子捕获（ECD） 脉冲火焰光度检测器 （PFPD） 氮磷检测器（TSD),FID工作原理,在火焰头和收集极（电极）上加一电压。 在电极之间产生离子化介质和电子。 带电粒子被收集极吸引和捕获。 离子流被放大和记录。,响应,离子数目正比于碳原子数目(C-H键). 一些官能团如羰基(CO=)、羟基(OH）、卤素（X）、胺（NH4+）则很少或根本不会离子化。 对无机气体如H2O, CO2, SO2, 和Nox不灵敏。 火焰 以氢气和空气作为燃气。 在控制的流速下进行电子点火。 火焰无色除非受到污染。,七、定性和定量分析
7、,（一）定性分析方法用保留值定性，即保留时间Tr、保留体积Vr。在操作条件严格不变的条件下，任意物质都有保留值，在相同条件下对比已知物质和未知物质保留值，就可对某组分定性。（可靠，但不是100%的可靠！因为可能有重合峰出现。）,色谱相当重要的应用 决定组分质量、浓度或物质在样品中占的百分比 平均或标准偏差用來作分析精密度的表示 定量结果的数种计算方式 出峰高度分析 (peak high) 出峰面积分析 (peak area) 內标法 (internal standard) 外标法 (external standard) 百分归一法 (normalized percent),（二）定量分析方法,
8、出峰面积分析,范例,內标法 最可信的定量方法 将內标加入校正标准品和未知的样品中 固定內标所加入的量 出峰面积测量所产生的误差将被消除,什么是内标物？,指将一个已知质量、样品中不含有杂质的纯物质，加入到待测样品中，以此纯物质的量为标准，对比测定待测组分的含量，该物质即内标物。,內标添加 在样品前处理时加入内标 补偿样品在前处理时的损失 内标物的要求和特性 内标必须与其它色谱峰完全分离 理化性质应接近被测物、类似物、同系物或异构体 样品中不可含内标物潜在降解物 內标物纯度要高 在测量周期内稳定,校正因子 校正因子是定量计算公式中的比例常数，其物理意义是单位面积所代表的被测组分的量。 可用下式表示
9、：Mi I组分的量；fi I组分的校正因子；AiI组分的峰面积定量分析的依据是被测组分的量与响应信号成正比，但相同含量的物质由于物理、化学性质的差别，即使在同一检测器上产生的信号也不同，直接用响应信号定量，必然导致较大误差。故引入校正因子。,样品中加入内标物，利用被测物与内标物校正因子的比值不变来进行定量的。 首先用被测物标准品和内标物配制标准溶液，求得校正因子比值：然后，再由它和样品的峰面积来计算：fisfi/fs 内标物与被测组份校正因子的比值； mi被测组份i的含量；ms加入内标物的量 As内标物的峰面积； Ai组份I的峰面积；,内标法(Internal Standard),内标物的要求
10、：不能与样品或固定相反应；能与样品完全互溶；与被测组份很好分离，又比较接近；加入内标的量要接近被测组份。内标法可以补偿色谱条件和样品组成或平衡温度的细小变化而带来的影响，定量较准确。缺点：每次需要准确称量内标物和样品。也可采用内标校正曲线法。公式可改为：,每6-12个月或当指示型捕集阱颜色改变时 更换时间取决于捕集阱的容量与气体纯度,每1-2年校准一次,样品瓶及隔垫应当一次性使用 重复使用通常导致定量误差较大, 活性待测组份易被吸附, 导致峰形拖尾或峰高变小,每3个月 当发现注射器中有明显的清洗不掉的污染物, 或推杆难以抽动, 或当推杆粘连时, 或进样口隔垫穿刺出现异常, 或当针头被堵塞时,每60针样品 裂口, 进样口衬管内有碎屑, 保留时间偏移, 柱压降低等等,每月 与衬管一起更换, 或视磨损情况更换,每周 经常检查, 当衬管内有可见的污染物或色谱性能下降时更换,每次更换色谱柱, 进样口/检测器部件时更换,GC消耗品更换时间表,差错实例,基线不佳,基线大幅度改善,样品峰,色谱柱故障排除与维护-基线不稳或紊乱,38,仪器的价值,在于应用！,Thank you!,And questions?,
