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1、气相色谱法你现在浏览的是第一页，共34页要点要点色谱原理色谱原理色谱术语色谱术语气相色谱分离柱和检测器的气相色谱分离柱和检测器的选择选择你现在浏览的是第二页，共34页历史v1906，俄国植物学家 Tswett 将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，加入石油醚使其自由流下，色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。vTswett 把这种色带叫做：Chromatographyv在这一方法中把玻璃管叫作“色谱柱”，碳酸钙叫作“固定相”，纯净的石油醚叫作“流动相”。你现在浏览的是第三页，共34页10.1色谱法（气相、液相）简介色谱法（气相、液相）简介10.1.1原理（以分配色谱为例）原理（
2、以分配色谱为例）不同的物质在由两相不同的物质在由两相固定相和流动相构成的体系固定相和流动相构成的体系中，具有不同的分配系数。中，具有不同的分配系数。当两相做相对运动时，这些物质也随流动相一起运动，当两相做相对运动时，这些物质也随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配。并在两相间进行反复多次的分配。分配系数上有微小差别的物质在移动速度上产生差别，分配系数上有微小差别的物质在移动速度上产生差别，从而使各组份达到分离。从而使各组份达到分离。你现在浏览的是第四页，共34页你现在浏览的是第五页，共34页流动相方向流动相方向达到暂时达到暂时平衡平衡达到新的暂达到新的暂时平衡时平衡你现在浏览的是第六页
3、，共34页10.1.2分类分类 按流动相物态分：按流动相物态分：气相色谱、液相色谱气相色谱、液相色谱 按系统特征分：按系统特征分：柱色谱、薄层色谱、纸色谱柱色谱、薄层色谱、纸色谱 按分离原理分：按分离原理分：吸附色谱、分配色谱、吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱离子交换色谱、凝胶色谱 你现在浏览的是第七页，共34页10.1.3术语术语t0：死时间：死时间溶剂或载气通过相颗粒间所剩留的空间、管路空溶剂或载气通过相颗粒间所剩留的空间、管路空间的总和的时间间的总和的时间tR：保留时间：保留时间进样到出峰极大点所需时间进样到出峰极大点所需时间tR：调整保留时间：调整保留时间组份在固定相中停留的
4、总时间组份在固定相中停留的总时间tRtR-t0你现在浏览的是第八页，共34页k：容量因子：容量因子（平衡时）固定相中的量（平衡时）固定相中的量/流动相中的量流动相中的量 ktR/t0W1/2：半峰宽，：半峰宽，峰高值的峰高值的1/21/2处所对应的峰宽处所对应的峰宽N：理论塔板数：理论塔板数N N为为分分离离效效率率的的指指标标。将将色色谱谱柱柱视视为为一一个个精精馏馏塔塔，假假设设在在每每一一块块塔塔板板上上，溶溶质质在在两两相相中中很很快快达达到到平平衡衡，然然后随流动相从一个塔板向另一个塔板转移。后随流动相从一个塔板向另一个塔板转移。N N有效有效=5.54(t=5.54(tR R/w/
5、w1/21/2)2 2（块（块/柱）柱）你现在浏览的是第九页，共34页色谱柱与蒸馏塔具有相同的分离功能，将色谱柱比拟成蒸馏塔，色谱柱长相当于塔高之和。你现在浏览的是第十页，共34页：分离因子：分离因子 k2/k1 须大于须大于1 1才有分离才有分离Rs：分离度：分离度 Rs Rs 1.51.5基本分离基本分离总总的的来来说说，N N表表现现为为峰峰形形，表表现现为为两两峰峰距距离离，k k表表现现为出峰快慢。为出峰快慢。你现在浏览的是第十一页，共34页选择性差，柱效高选择性差，柱效高选择性好，柱效低选择性好，柱效低选择性和柱效均好选择性和柱效均好你现在浏览的是第十二页，共34页10.2气相色谱
6、的分类及特点气相色谱的分类及特点以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱以柱的形式分类：以柱的形式分类：填充柱色谱填充柱色谱 开管柱色谱（毛细管色谱）开管柱色谱（毛细管色谱）填充毛细管色谱填充毛细管色谱以分离机制分类：以分离机制分类：气液色谱（液体涂于担体表面）气液色谱（液体涂于担体表面）气固色谱（固体吸附剂、分子筛等）气固色谱（固体吸附剂、分子筛等）你现在浏览的是第十三页，共34页特点：特点：高分离效能，几十万理论塔板数高分离效能，几十万理论塔板数高选择性，可分离异构体，同位素高选择性，可分离异构体，同位素高灵敏度，高灵敏度，1010-12-12-10-10-
7、14-14g g可检出可检出 分析速度快，几分钟至几十分钟分析速度快，几分钟至几十分钟应用范围广：气体、易挥发的液体和固体应用范围广：气体、易挥发的液体和固体你现在浏览的是第十四页，共34页10.3气相色谱仪气相色谱仪气相色谱仪结构图气相色谱仪结构图载气源载气源减压减压净化净化进样进样色谱柱色谱柱检测器检测器你现在浏览的是第十五页，共34页你现在浏览的是第十六页，共34页你现在浏览的是第十七页，共34页10.3.1载气源：载气源：N2、H2、He、Ar10.3.2减压阀、净化剂减压阀、净化剂10.3.3进样系统：六通阀、气化室进样系统：六通阀、气化室10.3.4分离柱分离柱A柱材料：金属或玻璃
8、管，毛细管柱材料：金属或玻璃管，毛细管你现在浏览的是第十八页，共34页B固定相固定相担体：硅藻土、玻璃球、氟塑料担体：硅藻土、玻璃球、氟塑料担担体体应应具具备备的的特特点点：多多孔孔、比比表表面面积积大大、化化学学惰惰性性、热稳定性、有一定的机械强度热稳定性、有一定的机械强度固定液：有机化合物固定液：有机化合物你现在浏览的是第十九页，共34页B固定相固定相固定液：有机化合物固定液：有机化合物固固定定液液应应具具备备的的特特点点：高高沸沸点点、热热稳稳定定性性、化化学学稳稳定定、低低凝凝固固点点和和粘粘度度，对对分分离离组组份份有有一一定定的的溶溶解能力解能力固固定定液液的的种种类类：常常用用：
9、苯苯基基甲甲基基聚聚硅硅氧氧烷烷、聚聚乙乙二二醇醇20002000等等你现在浏览的是第二十页，共34页毛细管气相色谱柱用的固定液毛细管气相色谱柱用的固定液n 固定液的特点固定液的特点常用的固定液常用的固定液你现在浏览的是第二十一页，共34页按极性分类固定液常用相对极性分类：常用相对极性分类：n规定强极性的规定强极性的,-氧二丙腈的相对极性氧二丙腈的相对极性 P=100；n规定非极性的角鲨烷（异三十烷）的相对极性规定非极性的角鲨烷（异三十烷）的相对极性 P=0；n其他固定液与它们比较，测相对极性。其他固定液与它们比较，测相对极性。你现在浏览的是第二十二页，共34页固定液的选择：相似相溶，固定液的
10、选择：相似相溶，考虑极性、酸碱性、氢键作用考虑极性、酸碱性、氢键作用你现在浏览的是第二十三页，共34页吸附剂：吸附剂：活性炭和分子筛，氧化铝、硅胶、等活性炭和分子筛，氧化铝、硅胶、等合成固定相：合成固定相：高分子多孔微球、既是担体又起固高分子多孔微球、既是担体又起固定液作用定液作用你现在浏览的是第二十四页，共34页填充柱和毛细管柱分离硝基苯效果比较你现在浏览的是第二十五页，共34页10.3.5检测器检测器a.热导检测器（热导检测器（TCD）：惠斯顿电桥测电导值变化惠斯顿电桥测电导值变化b.氢氢火火焰焰检检测测器器（FID）：色色谱谱柱柱流流出出物物在在氢氢焰焰中中燃燃烧烧形形成离子，电场作用下
11、离子流动，检测离子流。成离子，电场作用下离子流动，检测离子流。c.电电子子俘俘获获检检测测器器（ECD）：X X、O O、S S、P P等等电电负负性性的的物质捕获载气被电离后形成的离子。物质捕获载气被电离后形成的离子。d.火火焰焰光光度度（FPD）或或称称硫硫磷磷检检测测器器：S S、P P的的有有机机物物燃燃烧烧发出特征光波发出特征光波 S S：394nm394nm，P P：526nm 526nm 你现在浏览的是第二十六页，共34页电源电源参比参比R1试样试样R2TCD检测你现在浏览的是第二十七页，共34页待测组分在氢火焰待测组分在氢火焰(2100)(2100)中离子化，两电极之间出现一中
12、离子化，两电极之间出现一定量的正负离子。在电场的作用下，正负离子各被相应定量的正负离子。在电场的作用下，正负离子各被相应电极所收集。一定范围内电离的离子与单位时间内进入电极所收集。一定范围内电离的离子与单位时间内进入检测器的待测组分的质量成正比。检测器的待测组分的质量成正比。FID FID 只能分析有机物只能分析有机物(含碳化合物含碳化合物)，不适于分析惰性气，不适于分析惰性气体、空气、水、体、空气、水、COCO、COCO2 2、CSCS2 2、NONO、SOSO2 2及及H H2 2S S等。等。FID你现在浏览的是第二十八页，共34页载气在检测室放射源的作用下，电离产生正离子载气在检测室放
13、射源的作用下，电离产生正离子(N(N2 2+)和和电子电子e e-，在电场作用下分别向两极运动，形成约，在电场作用下分别向两极运动，形成约1010-8-8A A的基的基流。样品中的电负性元素捕获这些低能电子，产生阴离子流。样品中的电负性元素捕获这些低能电子，产生阴离子(电电子捕获子捕获)。这些阴离子和载气电离生成的正离子结合，生成中性化合这些阴离子和载气电离生成的正离子结合，生成中性化合物，从而使基流降低，产生负信号，形成倒峰。倒峰大小与物，从而使基流降低，产生负信号，形成倒峰。倒峰大小与组分浓度呈正比。组分浓度呈正比。ECDECD是高选择性检测器，只对电负性强的元素的物质，如是高选择性检测器
14、，只对电负性强的元素的物质，如含有卤素、含有卤素、S S、P P、N N等的化合物有响应。等的化合物有响应。ECD你现在浏览的是第二十九页，共34页有机含硫化合物在富氢焰中燃烧，首先氧化成SO2，被氢还原成S原子后生成激发态的S2*分子，回到基态时，发射出350430nm的特征分子光谱，最大发射波长394nm。通过滤光片由光电倍增管接收。含磷化合物氧化成磷的氧化物，被富氢焰中的H还原成HPO裂片，此裂片被激发后发射出480600nm的特征分子光谱，最大发射波长为526nm。FPD你现在浏览的是第三十页，共34页10.4定性定量分析定性定量分析10.4.1定性分析定性分析A.A.保留时间的比较，
15、标准加入法保留时间的比较，标准加入法B.B.GCGC与特效检测器联用与特效检测器联用你现在浏览的是第三十一页，共34页10.4.2定量分析定量分析A.A.外标法即工作曲线法，峰高或峰面积对浓度作图外标法即工作曲线法，峰高或峰面积对浓度作图B.B.内内标标法法，通通过过测测量量内内标标物物及及被被测测组组分分的的峰峰面面积积的的相相对值来计算对值来计算C.C.归归一一化化法法，设设试试样样中中各各组组分分总总和和为为100%100%，计计算算各各组分占总和的百分率。前提是所有组分都要出峰组分占总和的百分率。前提是所有组分都要出峰 你现在浏览的是第三十二页，共34页10.5 实验技术实验技术A.气
16、路系统的气密性气路系统的气密性B.载载气气的的净净化化：活活性性炭炭去去除除有有机机烃烃，硅硅胶胶去去除除水水，分分子子筛去除氧筛去除氧C.色谱柱的选择：色谱柱的选择：柱长、内径、载体、固定液柱长、内径、载体、固定液D.载气及其流速的选择载气及其流速的选择E.柱温的选择：柱温的选择：恒温或程序升温恒温或程序升温你现在浏览的是第三十三页，共34页Wearesadtolearnthatoneofthegreatseparationscientistsofourtime,Dr.UweNeue(WatersCorp),diedonDecember3,2010.Throughhispublication
17、sandpresentations,especiallyincolumnchemistry,Uwementoredmanychromatographersandencouragedthemtoperformatahigherlevel.Hiscontributionshave,andwillcontinuetohaveapositiveeffectonthelivesofpeoplethroughtheresearchinthemedicalandscientificworldthatbenefitsfromhiswork.Uweleavesalegacyofknowledgethathasbenefitedthousandsofchromatographersthroughouttheworld.Wecanhonorhismemorybyholdingtohishighstandardsofscientificintegrityandfreelysharingourexpertisewithothers.你现在浏览的是第三十四页，共34页