Agilent气相色谱基础

气相色谱基础GCTECH2-01AnalyticalTrainingCenter（气相）色谱基本概念1、色谱2、固定相3、流动相4、进样口5、色谱柱6、检测器GCTECH2-02AnalyticalTrainingCenter色谱过程示意图待分离组分，和载气ABCDGCTECH2-03AnalyticalTrainingCenter分离的过程示意图样品流动相固定相GCTECH2-04AnalyticalTrainingCenter气相色谱各功能块载气色谱柱检测器记录仪样品GCTECH2-05AnalyticalTrainingCenter色谱柱类型柱长（米）内径（毫米）.5-102-45-100.5305-100.1-.25填充柱530系列柱细孔径柱填充柱开管柱（毛细管柱）壁涂开管柱GCTECH2-05AnalyticalTrainingCenter色谱法气相色谱（GC）液相色谱（LC）气固色谱（GSC）气液色谱（GLC）液液色谱（LLC）液固色谱（LSC）色谱法分类１、按两相所处的状态分类超临界流体色谱（SFC）毛细管电泳GCTECH2-09AnalyticalTrainingCenter检测器响应值时间ABWWAB进样t0R(A)ttR(B)t=不保留组分的保留时间W=峰宽t=保留时间R02、色谱峰GCTECH2-14AnalyticalTrainingCenter基线：峰高（h）：峰宽（Ｗ）：半峰宽（W1/2）：峰面积（A）：GCTECH2-15AnalyticalTrainingCenter色谱峰参数1、保留时间tR：2、保留体积VR=FCxtR：3、死时间t0：4、死体积V0=FCxt0：5、调整保留时间tR’=tR-t0：6、调整保留体积VR’=VR-V0=FC(tR-t0)：7、相对保留值：常用的保留参数GCTECH2-16AnalyticalTrainingCenterVR'(i)VR'(s)=Vg(i)Vg(s)=α=tR'(i)tR'(s)1、分配系数K：2、分配比k：又称容量因子3、相比：4、分配等温线：分配平衡中的基本概念K=CsCmK=βkβ=Vm=KkVsGCTECH2-18AnalyticalTrainingCenterk=固定相中溶质的重量百分数载气中溶质的重量百分数=KVsVm=tR't0=t-tORtOktOtR2tR1GCTECH2-19AnalyticalTrainingCenter1、高效能2、高选择性3、高灵敏度4、分析速度快5、样品用量少6、定性重复性好，定量精度高7、简单性8、应用范围广气相色谱法优点GCTECH2-20AnalyticalTrainingCenter气相色谱基本理论GCTECH3-01AnalyticalTrainingCenter1.塔板理论2.速率理论塔板理论假想模型1)流动相按前进方向脉冲式的通过柱子，其最小单位为一个塔板体积。2)分配系数是恒定的，与组分在塔板中的浓度无关。3)样品组分在两相间的平衡能瞬时建立。4)所有组分开始时全部进入零号塔板中。5)塔板与塔板之间没有纵向扩散。25个25个25个25个气相固定相塔板01塔板12.512.512.50212.525251GCTECH3-03AnalyticalTrainingCenter塔板号载气的塔板体积数(N)离开柱子的微克分子数(x)012340100000001505000002255025000312.537.537.512.50046.32537.5256.3053.215.731.531.315.73.261.69.523.531.323.57.970.85.616.527.427.411.880.43.211.122.227.413.790.21.87.216.624.713.7100.11.04.511.920.412.41100.62.88.217.310.41200.31.75.512.88.71300.21.03.69.26.41400.10.62.36.44.615000.31.54.43.216000.21.03.02.217000.10.62.01.5180000.41.31.0GCTECH3-04AnalyticalTrainingCenterxN051015以上表中离开柱子物质组分的微克分子数从纵坐标，进柱子的载气塔板体积数为横坐标作图：GCTECH3-05AnalyticalTrainingCenter塔板理论方程式理论塔板数(n)的计算n=5.54tRW21()2GCTECH3-07AnalyticalTrainingCenter速率理论－范氏方程式：HETPBuALinearVelocityA=EddyDiffusion(Multi-PathEffect)B=RandomMolecularDiffusionC=MassTransferBetweenPhasesTheVanDeemterEquation=H82Πk2(1+k)d2fDLμ2λdp+2νDg/μ+GCTECH3-15AnalyticalTrainingCenter气路系统GCTECH4-01AnalyticalTrainingCenter典型的气相色谱GCTECH4-03AnalyticalTrainingCenter色谱柱流量控制器稳压器空气氢气载气分子筛脱水管固定进样口检测器电子部件PC限流器气源气源与载气种类对载气的要求如下：1、惰性（不与样品或固定相反应）2、气体扩散小，以提高柱效率3、容易得到并易纯化4、价格便宜5、满足检测器要求常用载气：N2H2HeAr辅助气：氧气或空气GCTECH4-04AnalyticalTrainingCenter1、气体不纯的不良影响2、气体的净化方法3、常用的净化物质的使用与老化1)样品失真或消失2)柱失效3)对固定液保留特性的影响4)对检测器的影响GCTECH4-07AnalyticalTrainingCenter气体的净化氧气捕集器微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。氧气也会降低ECD检测器的功能。氧气捕集器(P/N3150-0414)应连接在分子筛干燥器和仪器安装设备的进样口之间。管路:使用GC专用铜管,使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。分子筛干燥器GCTECH4-08AnalyticalTrainingCenter进样系统与进样技术GCTECH5-01AnalyticalTrainingCenter样品引入作用：引导样品以蒸汽状态进入色谱柱。针进样手动进样自动进样阀进样液体进样阀其它进样装置吹扫捕集顶空GCTECH5-03AnalyticalTrainingCenter阀进样气体进样GCTECH5-16AnalyticalTrainingCenter液体进样阀GCTECH5-17AnalyticalTrainingCenterWSPC排出口样品入口限流器载气色谱柱WSPC载气色谱柱取样状态进样状态样品上方取样进样法（顶空分析）顶空的概念样品顶空恒温箱气密型进样器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。GCTECH5-21AnalyticalTrainingCenter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。GCTECH5-22AnalyticalTrainingCenter应用1.氯代甲烷2.二氯甲烷3.三氯甲烷4.四氯化碳123415min柱：HP-1(Cross-LinkedMethylSilicone)30mx0.53mmx2.65(HPPartNo.19095Z-123)载气：Helium,5.2psi炉温：40C进样口：1cc,不分流检测器：FID柱：HP-1(Cross-LinkedMethylSilicone)30mx0.53mmx2.65(HPPartNo.19095Z-123)载气：Helium,5.2psi炉温：60C进样口：1cc,分流比5:1检测器：FID1.苯2.甲苯10min12水中氯化烃顶空分析水中芳烃顶空分析GCTECH5-26AnalyticalTrainingCenter药品中溶剂残留:USP467246810123451二氯甲烷(25ppm)2氯仿(12ppm)3苯(25ppm)4三氯乙烯(25ppm)5二噁环(25ppm)进样垫固定螺母进样垫石墨垫柱载气玻璃填充物齿形螺母衬管填充柱进样口示意图GCTECH5-34AnalyticalTrainingCenter毛细管柱进样口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，金属柱相接脉冲分流允许更大进样量脉冲不分流允许更大进样量分流方式用于含量较高组分分析不分流方式用于痕量组分分析GCTECH5-38AnalyticalTrainingCenter分流/不分流流路系统GCTECH5-39AnalyticalTrainingCenter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。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)进样量进样口操作1、进样口常见问题GCTECH5-66AnalyticalTrainingCenter气相色谱柱GCTECH6-01AnalyticalTrainingCenter基本概念填充柱毛细管柱柱容量柱老化固定相柱填料载体固定液流失GCTECH6-03AnalyticalTrainingCenter色谱柱填充柱毛细管柱普通填充柱微填充柱分析填充柱制备填充柱壁涂毛细管柱(WCOT)多孔层毛细管柱(SCOT或PLOT)填充毛细管柱弹性石英毛细管柱(FSOT)壁处理毛细管柱分配型吸附型分配型吸附型普通弹性石英毛细管柱键合相弹性石英毛细管柱色谱柱分类GCTECH6-05AnalyticalTrainingCenter色谱柱类型填充柱开管柱（毛细管柱）常规型小球填充柱多孔层小常规填充柱及微填充柱多孔层开管柱壁涂开管柱长度(meters)内径(mm)流量(ml/min)压力梯度(psi)样品负荷量.5-102-410-6010-90100ng/峰5-100.5304-301-205-100.3-.751-301-40100ng/峰5-100.1-.250.3-1.05-9050ng/峰PACKEDSERIES530WCOT(wide)WCOT(narrow)GCTECH6-06AnalyticalTrainingCenter气固色谱(GSC)吸附型填充柱吸附填充(GSC)多孔具有大的表面积毛细管柱-PorousLayerOpenTubular(PLOT)载气载气GCTECH6-08AnalyticalTrainingCenter气液色谱(GLC)分配型填充柱毛细管柱WallCoatedOpenTubular(WCOT)液体相固体支撑物非常多的孔具有极大的表面积载气液体相GCTECH6-09AnalyticalTrainingCenter气液色谱(GLC)通过样品在固定相中不同的溶解度来实现分离根据极性的不同分离组分通常情况下“相似相溶或同极性互相作用例如：醇类是极性化合物聚乙二醇(Carbowax)是极性化合物GCTECH6-10AnalyticalTrainingCenter3、分离度R：柱将两个峰彼此分开的能力。1、柱效：柱生成尖锐峰的能力。2、选择性：柱将两个具有相似的化学和/或物理性质的物质进行选择性分离的能力。优差优差分离指标4、柱效，选择因子和分离度之间的关系。r2,1=t'R2t'R1=V'R2V'R1=Vg2Vg1选择因子：分离度分离度柱效柱效GCTECH6-20AnalyticalTrainingCenter毛细管柱色谱法GCTECH6-23AnalyticalTrainingC