气相色谱基础.

HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation气相色谱基础知识HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation一、色谱起源石油醚碳酸钙颗粒色素玻璃柱HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation二、定义色谱法：利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术移动相：携带样品流过整个系统的流体固定相：静止不动的一相，色谱柱HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation气相色谱流程图载气进样口柱温箱检测器数据处理流量控制器HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation载气载气气体种类：N2：分离度较差使用ECD检测器时必须使用N2作载气H2：分离度好He：使用FTD检测器时最好用He作载气，灵敏度高Ar：较少使用HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation载气载气要求：纯净干燥返回HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation流量控制器（CFC）流量控制器前视图AirH2PMP表：恒压控制，用于毛细柱分析M表：恒流控制用于填充柱分析流量控制器顶视图HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation流量控制器（CFC）流路控制示意图（双CFC控制）INJ1毛细管柱钢瓶P1P2M1M2INJ2填充柱1填充柱26～8kgf/cm2返回HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation进样口填充柱进样口（WBI）全量注入，定量准确度最高毛细管柱进样口（SPL/SPLESS）冷柱头进样口（OCI）只适用于0.53mmID的宽孔径毛细柱程序升温进样口（PTV）可实现高压进样和大体积进样进样口类型HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation进样口WBI，SPL/SPLESS热进样，进样口温度比柱温高30℃左右，存在“溶剂效应”，有助于减小峰展宽OCI，PTV冷进样，有助于克服样品热分解和歧视效应歧视效应：因插针和拔针过程中样品组分蒸发程度不同而导致测得结果中低沸点组分偏高，高沸点组分偏低。进样口比较HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation进样技术的改进溶剂空气样品空气溶剂冲洗法优点：减少热进样时的样品歧视效应HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation进样口分流/不分流进样口示意图载气隔垫吹扫出口分流出口毛细管柱玻璃衬管F2F1分流比：SPL.R＝F2:(F1+F2)衬管体积：约0.5mL隔垫吹扫流量：2～3mL/minHPLCBusinessDeptShimadzuCorporation进样口分流/不分流进样口注意点：1）前提：样品气化后呈完全均匀状，否则因分流误差而影响定量准确度2）不分流进样时，应设定进样时间；进样时关闭分流出口，经进样时间后，电磁阀自动打开，以将衬管外部的样品气体由分流出口排出，避免色谱峰拖尾。返回HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱色谱柱类型填充柱宽孔径毛细管柱细孔径毛细管柱内径（mm）2～40.530.1～0.32柱长（m）0.5～105～1005～100流量（ml/min）10～604～300.3～3.0HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱柱性能指标：柱效、分离度HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱柱效通常以有效理论塔板数（n）或理论塔板高度（H）表示。H=L/nL为柱长n越大或H越小，柱效越高)(54.52/'hRWtnHPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱柱效与载气线速度的关系曲线最低点处的塔板高度称为最小板高Hmin，对应的线速度称为最佳线速uopt，此时，柱效最好。HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱载气种类对柱效的影响HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱使用内径较小的柱减小固定相液膜厚度减小进样量使用更长的色谱柱使用程序升温/升压如何提高柱效HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱线速度：柱长：L＝πdk式中d为柱圈直径；k为柱圈圈数tm为不保留组分的保留时间，可采用低碳烃如甲烷的保留时间。柱流量：F＝πr2μ*60式中r为柱内半径，cm；m为载气线速度，cm/s载气线速度和流量测定mtLuHPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱最佳流量通常情况下，可以使用下列推荐值来确定各种不同类型柱的最佳流量。填充柱载气最佳流量（mL/min）最佳线速度（cm/s）1/4″50～602.6～3.21/8″20～304.2～6.3HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱最佳流量毛细管柱载气最佳流量（mL/min）最佳线速度（cm/s）0.53mmid3～522～380.32mmid1～320～410.20mmid0.5～121～320.10mmid0.2～0.542～106HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱式中：tR1，tR2分别为两个相邻峰的保留时间W1，W2分别为两个相邻峰的峰宽当R＝1.5时，分离程度可达99.7％，认为两峰完全分离。分离度（R）：柱将两个相邻峰彼此分离的程度。1212)(2WWttRRRHPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱原则：“相似相溶”，即分离极性组分，选择极性柱；分离非极性组分，选择非极性柱。常用固定液的极性顺序：PEG20MOV-17SE-54OV101色谱柱的选择HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation色谱柱各公司常用色谱柱牌号对照表固定液名称ShimadzuJ&WHPSupelcoChrompack100%聚甲基硅氧烷OV-1OV-101CBP1DB1HP1SPB-1CP-Sil5CB95％甲基＋5％苯基SE-54CBP-5DB5HP5SPB-5CP-Sil8CB50％甲基＋50％苯基OV-17CBP-10DB17HP17SPB-35CP-Sil19CB聚乙二醇PEG20MCBP20DBWAXHPWAXSUPELCO-WAXCP-Sil52CB返回HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器广谱检测器：FID、TCD选择性检测器：FTD、FPD、ECD气相色谱常用检测器HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器原理组分在氢火焰中燃烧生成碳正离子，被收集转变成电流，经放大后即为检测器信号。应用范围碳氢化合物对FID无响应的物质O2、N2、H2、CO、CO2、CS2、NH3、H2O、稀有气体、氮的氧化物等FID（氢火焰离子化检测器）HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器FID操作流量设定气体种类流量范围，mL/min推荐流量，mL/min载气（填充柱）30～60载气（毛细管柱）1～5氢气40～6050空气400～600500柱流量＋尾吹气30～6030HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器温度检测器温度至少高于柱温20℃极性（POL）1，2量程（RANGE）0～3，一般设定1或2FID操作参数设定HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器原理当携带了样品的载气流过检测器时，因导热系数的差异使灯丝的温度发生变化，引起电阻值发生变化而产生信号。应用范围有机、无机化合物TCD（热导检测器）HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器流量参比池和样品池流量尽量相同温度检测器温度应高于柱温30～50℃电流（CURR，mA）电流设定应参考仪器所附参照表关机时，电流设为0或一小值（3～5mA）极性（POL）1，2TCD操作参数设定HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器灯丝电流越大，灵敏度越高检测器温度越低，灵敏度越高用氢气或氦气作载气比氮气灵敏度高影响TCD检测灵敏度的因素HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器原理：当电负性大的物质通过检测器时，将会捕获低能热电子，引起池电流的减小，为保持电流恒定所加上的相应脉冲数的变化即为色谱信号。应用范围有机卤代物，含电负性基团（如－C＝O，－NO2）的有机物ECD检测器HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器设定参数1)温度最高温度350℃2)电流（CURR，nA）电流设定越高，灵敏度越高，噪声大，寿命短，一般设定在1nA或1nA以下3)量程（RANGE）0，1ECD检测器HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器原理含硫或含磷化合物在火焰中燃烧发出特征波长的光，经光电倍增管转变为电信号输出。应用范围有机硫、有机磷化合物FPD检测器HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器设定参数1）温度底部、中部、顶部温度控制2）量程（Range）FPD检测器HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器原理含氮或含磷化合物到达富含碱金属盐蒸气的火焰中发生热分解，热分解产物吸收碱金属放出的电子，碱金属阳离子被收集极收集，作为信号电流被检测。应用范围有机氮、有机磷化合物FTD检测器（氮磷检测器）HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation检测器设定参数1）温度2）量程（Range）3）背景电流（CURR，nA）FTD检测器返回HPLCBusinessDeptShimadzuCorporation数据处理岛津气相色谱数据处理单元：CLASS－GC10色谱工作站C－R6A色谱数据处理机C－R7A色谱数据处理机C－R8A色谱数据处理机返回