气相色谱基本原理剖析

气相色谱浙江福立分析仪器有限公司二、色谱分离基本原理一、色谱理论发展简况四、实例应用：气相色谱法测定药品中环氧乙烷分析目录三、气相色谱仪介绍五、气相色谱发展趋势分析仪器关乎人类生活的质量与安全食品危机！瘦肉精事件茶叶农残事件苏丹红事件三聚氰胺事件地沟油事件毒豇豆事件分析仪器民生经济色谱起源石油醚碳酸钙颗粒色素色谱组分一.色谱法的基本原理•溶于流动相中的各组分经过固定相时，由于与固定相发生作用（吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和）的大小、强弱不同，在固定相中滞留时间不同，从而先后从固定相中流出。色谱分类按流动相形态分为：气相色谱液相色谱气固色谱气液色谱超临界流体色谱特点三高一快一广色谱分析的目的化学分析的目的：1.要确定被分析物是什么性质，即给物质定性。2.要确定被分析物中每个组份的含量的大小，即给物质定量。定性分析定量分析定性定量分析•定性分析•常用的方法：•1）已知对照物定性2）相对保留值定性•定量分析•常用的方法：以峰高或峰面积定量•定量方法•1.归一化法2.外标法3.内标法4.内标对比法色谱分离的三个要素气相色谱1.色谱柱2.温度3.气体的流量液相色谱1.色谱柱2.液体的组成3.液体的流量气相色谱仪介绍气相色谱流程填充气路inputAIRH2inputN2inputINJFIDNeedleValveNeedleValve稳流阀压力表压力表稳压阀稳压阀稳压阀气源色谱柱检测器信号处理计算装置毛细气路inputAIRH2Ninput2input分流放空清扫放空二位三通阀背压阀进样器FID毛细管色谱柱气源气源可分为：钢瓶气和气体发生器一般要求钢瓶气为4个9，对于特殊检测器要求达到5个9以上。对于助燃气大部分为发生器。气体净化器填料失效现象硅胶再生进样系统进样方式：注射器、阀、自动进样器进样系统：填充进样和毛细进样填充柱进样口载气入口（接稳流阀出口）硅橡胶垫进样口导向件填充色谱柱色谱柱的两种接法1.柱上进样接法2.普通接法毛细进样口载气输入隔垫清扫输出0.5-5ml/分钟分流输出根据分流比调节针形阀背压阀三通管毛细管色谱柱二位三通电磁阀由主机微机板控制稳流阀不分流状态载气输入隔垫清扫输出0.5-5ml/分钟分流输出根据分流比调节针形阀背压阀三通管毛细管色谱柱二位三通电磁阀由主机微机板控制经稳压后载气入口稳流阀分流状态毛细进样系统分流？尾吹？清洗？分离系统按柱粗细一般可分为填充柱与毛细柱填充柱：多用内径3mm的不锈钢管制成螺旋形管柱，柱长一般为2-6m毛细柱：多用石英毛细管制成，柱长最常用的为30m30m*0.32mm*0.25µm分离系统按填料可分为：气固色谱，气液色谱气液色谱：固定相在使用操作温度下时是液态，在室温为固态或液态。固定液的要求•（1）操作柱温下固定液呈液态（易于形成均匀液膜）•（2）操作条件下固定液热稳定性和化学稳定性好•（3）固定液的蒸气压要低（柱寿命长，检测本底低）•（4）固定液对样品应有较好的溶解度及选择性常用色谱柱•KB-1PC-1•100%二甲基聚硅氧烷柱非极性•KB-5PC-5•5%苯基二甲基聚硅氧烷柱弱极性•KB-624PC-624•6%氰丙基二甲基硅氧烷柱中极性•KB-1701PC-1701•14%氰丙基二甲基硅氧烷柱中极性•KB-50PC-50•50%苯基二甲基硅氧烷柱中极性•KB-WaxPC-WAX•聚乙二醇柱强极性PLOT柱KB–PLOTAL2O3/SNa2SO4去活氧化铝弱极性KB–PLOTAL2O3/LKCL去活氧化铝中极性KB-PLOTQ二乙烯基苯聚合物非极性色谱柱的选择•原则：相似相溶•为了利用“相似相溶”原则选择固定液，必须了解样品种各组分按极性分类的情况。样品组分性质已知时固定液的选择•常用的选择原则•非极性组分——选非极性固定液，按沸点顺序出柱，低沸点的先出柱。•中等极性组分——选中等极性固定液，基本按沸点顺序出柱。•强极性组分——选极性固定液，•按极性顺序出柱，极性强的后出柱。•注：对于中等极性组分，若沸点相同，则按极性顺序出柱，极性较强的后出柱样品组分性质未知时固定液的选择•用毛细管柱进行初分离•尝试法•可先用最常用的3根色谱柱进行测试样品的分离•1.增加柱效是提高分离度的一个直接有效手段•具体的方法是：•a.增加柱长•b.采用粒度较小、均匀填充的固定相•c.分配色谱应控制固定液液膜厚度样品的分离•2.适宜的操作条件：•载气的流速和种类•在低流速时（0～u最佳），选用分子量较大的载气，如N2、Ar，可使组分的扩散系数较小，从而减小分子扩散的影响，提高柱效。•在高流速时，选用分子量较小的气体，如H2、He作载气，可以减小气相传质阻力，提高柱效。•*N2的最佳实用线速度为10cm/s~15cm/s；H2为15cm/s~20cm/s。样品的分离•3.柱温•选择原则是：在使难分离物质对能得到良好的分离，分析时间适宜，并峰形不拖尾的前提下，尽可能采用低柱温。具体柱温按试样沸点不同而选择.•高沸点混合物（300℃~400℃）：柱温可低于沸点100℃~150℃•沸点300℃的混合物:柱温可低于沸点低50℃~60℃程序升温•柱温固定的色谱分析过程，称作恒温色谱(IGC)或定温色谱。使用于沸程差不大的样品。•对宽沸程样品，柱温选在平均沸点左右的折衷办法对大部分组份不合适；•低沸点组份因柱温太高很快流出，色谱峰尖而重叠，紧挤在一起，测量、定量误差很大；•高沸点组份则因柱温太低，流出时间长，且峰宽且矮，有的不能在一次分析中流出，而在随后的分析中作为基线噪音出现，或作为无法说明的“鬼峰”出现，增加了测量、鉴定的困难。样品的分离•4.其它条件的选择•a.气化室温度•一般稍高于沸点，高于柱温30℃～50℃。•b.检测室温度•需高于柱温，至少等于柱温。色谱柱维护寿命老化检测系统•按检测特性分为：质量型和浓度型•按检测的选择性分为：选择型和通用型检测系统•浓度型检测器这类检测器输出信号与进入检测器的载气中组分的浓度有关，峰面积与样品浓度呈正比，而与载气流速成反比。如TCD、ECD检测系统•质量型检测器这类检测器给出的信号与单位时间内进入检测器的组分量有关，峰面积与载气流速无关，如FID、FPD、NPD。火焰离子化检测器（FID）介绍原理特点使用范围应用气相色谱可应用于制药行业、石油化工行业、高等学府、食品行业、生命科学等。应用•常用联用技术GC与顶空GC与热解析GC与自动进样器GC与MS气相色谱与顶空联用顶空分析法是一种间接分析液体、固体中挥发性组分的方法。它利用恒温封闭体系，使样品中挥发性组分在液体样品及其顶上空间的气液平衡，取上部气体进行分析的色谱方法。顶空瓶制药上的应用例如：测定环氧乙烷采用气相色谱与顶空联用，由于环氧乙烷本身性质决定，所以采用称重法来算得环氧乙烷的重量。注意：取样前需将环氧乙烷放在冰箱里冷冻。否则环氧乙烷挥发而吸取不上来。色谱条件：•色谱柱：5％甲基聚硅氧烷或HP-INNOWAX毛细管柱•顶空温度为80℃，平衡时间为15分钟•柱温45℃•采用FID检测器气相色谱发展趋势国外GC-MS安捷伦5975CGC/MS市场份额占69%，而在中国市场已占据70%。特点：定性定量能力极强极性和活性化合物分析灵敏度大大的提高，保证峰型更对称分析结果更重现、稳定；鉴定复杂样品中的未知物复杂的多阀系统沃森公司石化专用仪展望•气相色谱-核磁共振联用展望•气相色谱-红外光谱联用其他气相色谱仪便携式、快速气相色谱气相色谱相信国家的支持民族企业明天会更好谢谢！