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1、基础化学基础化学基础化学基础化学 第第第第2 2版版版版第十三章第十三章 气相色谱法气相色谱法第十三章第十三章 气相色谱法气相色谱法第一节第一节 概述概述 第二节第二节 基本理论基本理论 第三节第三节 色谱柱和检测器色谱柱和检测器 第四节第四节 定性与定量分析方法定性与定量分析方法 学习要点学习要点1.1.气相色谱法的分类、气相色谱法的分类、特点特点及及基本理论基本理论。2.2.气相气相色谱仪的基本组色谱仪的基本组成及工作流程。成及工作流程。3.3.气相色谱法气相色谱法的基本概念的基本概念（色谱流出曲色谱流出曲线、保留值、线、保留值、分配系数比、分离度）、色谱分离条件的选择。分配系数比、分离度
2、）、色谱分离条件的选择。4.4.定性和定量分析方法。定性和定量分析方法。学习目的学习目的学习目的学习目的 通过本章学习气相色谱法的基本概念、基本理论，掌握通过本章学习气相色谱法的基本概念、基本理论，掌握通过本章学习气相色谱法的基本概念、基本理论，掌握通过本章学习气相色谱法的基本概念、基本理论，掌握物质分离分析的操作技术，为以后学习药物分析等专业课程物质分离分析的操作技术，为以后学习药物分析等专业课程物质分离分析的操作技术，为以后学习药物分析等专业课程物质分离分析的操作技术，为以后学习药物分析等专业课程奠定基础。奠定基础。奠定基础。奠定基础。知识要求知识要求知识要求知识要求 掌握掌握掌握掌握气相
3、色谱法的基本概念、气相色谱法的基本概念、气相色谱法的基本概念、气相色谱法的基本概念、定量分析方法。定量分析方法。定量分析方法。定量分析方法。熟悉速率理论、塔板理论；熟悉气相色谱仪的主要构造；熟悉速率理论、塔板理论；熟悉气相色谱仪的主要构造；熟悉速率理论、塔板理论；熟悉气相色谱仪的主要构造；熟悉速率理论、塔板理论；熟悉气相色谱仪的主要构造；熟悉定性分析方法。熟悉定性分析方法。熟悉定性分析方法。熟悉定性分析方法。了解固定相和流动相的选择；了解分离条件的选择。了解固定相和流动相的选择；了解分离条件的选择。了解固定相和流动相的选择；了解分离条件的选择。了解固定相和流动相的选择；了解分离条件的选择。能力
4、要求能力要求能力要求能力要求 学会气相色谱法的操作；学会定量分析计算。学会气相色谱法的操作；学会定量分析计算。学会气相色谱法的操作；学会定量分析计算。学会气相色谱法的操作；学会定量分析计算。学习目标学习目标一、气相色谱的分类一、气相色谱的分类 1.按固定相的物态分类按固定相的物态分类 气气-固色谱法、气固色谱法、气-液色谱法液色谱法 2.按色谱柱管径大小、固定相填充方式分类按色谱柱管径大小、固定相填充方式分类 填充柱色谱法、毛细管柱色谱法填充柱色谱法、毛细管柱色谱法 3.按色谱原理分类按色谱原理分类 吸附色谱法、分配色谱法吸附色谱法、分配色谱法 第一节第一节 概述概述二、气相色谱法的特点二、气
5、相色谱法的特点1 1分离效能高分离效能高;2;2分析速度快分析速度快;3 3灵敏度高灵敏度高;4;4样品用量少样品用量少;5 5应用范围广。应用范围广。三、气相色谱仪的基本组成及工作流程三、气相色谱仪的基本组成及工作流程 气相色谱仪示意图气相色谱仪示意图 1.1.载气系统载气系统 2.2.进样系统进样系统 3.3.分离系统分离系统 4.4.检测系统检测系统 5.5.记录系统记录系统 工作流程：工作流程：工作流程：工作流程：载气从高压钢瓶输出后，经减压、稳压、稳流和净化处理，载气从高压钢瓶输出后，经减压、稳压、稳流和净化处理，载气从高压钢瓶输出后，经减压、稳压、稳流和净化处理，载气从高压钢瓶输出
6、后，经减压、稳压、稳流和净化处理，流经气化室，将气态试样带入色谱柱，分离后的组分随载气依次流经气化室，将气态试样带入色谱柱，分离后的组分随载气依次流经气化室，将气态试样带入色谱柱，分离后的组分随载气依次流经气化室，将气态试样带入色谱柱，分离后的组分随载气依次流出色谱柱，进入检测器，检测器将载气中各组分浓度或质量的流出色谱柱，进入检测器，检测器将载气中各组分浓度或质量的流出色谱柱，进入检测器，检测器将载气中各组分浓度或质量的流出色谱柱，进入检测器，检测器将载气中各组分浓度或质量的变化转换为强弱不同的电信号，放大后得到色谱流出曲线，经色变化转换为强弱不同的电信号，放大后得到色谱流出曲线，经色变化转
7、换为强弱不同的电信号，放大后得到色谱流出曲线，经色变化转换为强弱不同的电信号，放大后得到色谱流出曲线，经色谱工作站进行数据处理和分析。谱工作站进行数据处理和分析。谱工作站进行数据处理和分析。谱工作站进行数据处理和分析。基本组成：基本组成：基本组成：基本组成：1 1 1 1载气系统气源、气体净化器、气体流速控制和测量装置。载气系统气源、气体净化器、气体流速控制和测量装置。载气系统气源、气体净化器、气体流速控制和测量装置。载气系统气源、气体净化器、气体流速控制和测量装置。2 2 2 2进样系统进样器、气化室和控温装置。进样系统进样器、气化室和控温装置。进样系统进样器、气化室和控温装置。进样系统进样
8、器、气化室和控温装置。3 3 3 3分离系统色谱柱、柱箱。气相色谱仪的心脏部分。分离系统色谱柱、柱箱。气相色谱仪的心脏部分。分离系统色谱柱、柱箱。气相色谱仪的心脏部分。分离系统色谱柱、柱箱。气相色谱仪的心脏部分。4 4 4 4检测系统检测器、控温装置。检测系统检测器、控温装置。检测系统检测器、控温装置。检测系统检测器、控温装置。5 5 5 5记录系统记录系统记录系统记录系统 放大器、记录仪或数据处理装置。放大器、记录仪或数据处理装置。放大器、记录仪或数据处理装置。放大器、记录仪或数据处理装置。气相色谱仪的基本组成及工作流程气相色谱仪的基本组成及工作流程 第二节第二节 基本原理基本原理一、基本概
9、念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 试样中各组分经色谱柱分离后，随流动相依次流出色试样中各组分经色谱柱分离后，随流动相依次流出色试样中各组分经色谱柱分离后，随流动相依次流出色试样中各组分经色谱柱分离后，随流动相依次流出色谱柱进入检测器，检测器的响应信号谱柱进入检测器，检测器的响应信号谱柱进入检测器，检测器的响应信号谱柱进入检测器，检测器的响应信号时间曲线称为色时间曲线称为色时间曲线称为色时间曲线称为色谱流出曲线，又称谱流出曲线，又称谱流出曲线，又称谱流出曲线，又称色谱图。色谱图。色谱图。色谱图。色谱流出曲线色谱流出曲线色谱流出曲线色谱流出曲线 1 1 1 1基线基线基线基线 在操作条件下，
10、色谱柱后没有组分流出，仅有流动在操作条件下，色谱柱后没有组分流出，仅有流动在操作条件下，色谱柱后没有组分流出，仅有流动在操作条件下，色谱柱后没有组分流出，仅有流动相进入检测器时的流出曲线称为基线，基线的波动程度相进入检测器时的流出曲线称为基线，基线的波动程度相进入检测器时的流出曲线称为基线，基线的波动程度相进入检测器时的流出曲线称为基线，基线的波动程度反映仪器检测系统噪声的大小。反映仪器检测系统噪声的大小。反映仪器检测系统噪声的大小。反映仪器检测系统噪声的大小。2 2 2 2色谱峰色谱峰色谱峰色谱峰 当样品中的组分随流动相进入检测器时，检测器的当样品中的组分随流动相进入检测器时，检测器的当样品
11、中的组分随流动相进入检测器时，检测器的当样品中的组分随流动相进入检测器时，检测器的响应信号大小随时间变化所形成的峰形曲线称为色谱峰。响应信号大小随时间变化所形成的峰形曲线称为色谱峰。响应信号大小随时间变化所形成的峰形曲线称为色谱峰。响应信号大小随时间变化所形成的峰形曲线称为色谱峰。（一）色谱流出曲线（一）色谱流出曲线 3 3峰面积和峰高峰面积和峰高峰面积和峰高峰面积和峰高 （1）峰面积峰面积：是指峰与峰底之间的面积，用：是指峰与峰底之间的面积，用A表示。表示。（2）峰高峰高：是指色谱峰最高点到峰底的垂直距离，用：是指色谱峰最高点到峰底的垂直距离，用h表示表示。4 4区域宽度区域宽度区域宽度区域
12、宽度 用于衡量色谱柱效能，包括峰宽、半峰宽和标准偏差。用于衡量色谱柱效能，包括峰宽、半峰宽和标准偏差。用于衡量色谱柱效能，包括峰宽、半峰宽和标准偏差。用于衡量色谱柱效能，包括峰宽、半峰宽和标准偏差。（1 1）峰宽）峰宽）峰宽）峰宽 是色谱峰两侧拐点处的切线在基线上截取的距离，是色谱峰两侧拐点处的切线在基线上截取的距离，是色谱峰两侧拐点处的切线在基线上截取的距离，是色谱峰两侧拐点处的切线在基线上截取的距离，用用用用WW表示。表示。表示。表示。（2 2）半峰宽）半峰宽）半峰宽）半峰宽 是色谱峰高一半处的峰宽用是色谱峰高一半处的峰宽用是色谱峰高一半处的峰宽用是色谱峰高一半处的峰宽用WW1/21/2表
13、示。表示。表示。表示。（3 3）标准偏差）标准偏差）标准偏差）标准偏差 是是是是0.6070.607倍峰高处峰宽的一半，用倍峰高处峰宽的一半，用倍峰高处峰宽的一半，用倍峰高处峰宽的一半，用 表示。表示。表示。表示。基本概念基本概念基本概念基本概念 WW、WW1/21/2和和和和 表示正态分布色谱峰不同峰高处的区域宽度，表示正态分布色谱峰不同峰高处的区域宽度，表示正态分布色谱峰不同峰高处的区域宽度，表示正态分布色谱峰不同峰高处的区域宽度，是衡量色谱柱效能的三种指标，其中是衡量色谱柱效能的三种指标，其中是衡量色谱柱效能的三种指标，其中是衡量色谱柱效能的三种指标，其中WW1/21/2值最容易测量，常
14、用值最容易测量，常用值最容易测量，常用值最容易测量，常用WW1/21/2评价柱效。评价柱效。评价柱效。评价柱效。WW、WW1/21/2和和和和 之间存在以下数学关系：之间存在以下数学关系：之间存在以下数学关系：之间存在以下数学关系：（二）保留值（二）保留值1 1保留时间保留时间 是组分从进样到出现信号最大值时的时间，用是组分从进样到出现信号最大值时的时间，用 tR表示。表示。2 2保留体积保留体积 是组分从进样到出现信号最大值所需要流过流是组分从进样到出现信号最大值所需要流过流动相的体积，用动相的体积，用VR表示。表示。式中，式中，Fc是流动相的体积流速是流动相的体积流速(ml/min)。3
15、3死时间死时间 是不被固定相滞留组分的保留时间，用是不被固定相滞留组分的保留时间，用t tM M或或t t0 0表表示，示，t tM M反映流动相通过色谱柱所需要的时间。反映流动相通过色谱柱所需要的时间。基本概念基本概念基本概念基本概念4 4死体积死体积 是不被固定相滞留组分的保留体积，用是不被固定相滞留组分的保留体积，用VM或或V0表示。表示。5 5调整保留时间调整保留时间 是指组分的保留时间与死时间之差用是指组分的保留时间与死时间之差用 表示。表示。是固定相滞留组分的时间。是固定相滞留组分的时间。基本概念基本概念基本概念基本概念6 6调整保留体积调整保留体积 组分的保留体积与死体积之差，用
16、组分的保留体积与死体积之差，用 表示。表示。（三）分配系数和分配比（三）分配系数和分配比1 1 1 1分配系数分配系数分配系数分配系数 色谱过程中，处于动态平衡时组分在固色谱过程中，处于动态平衡时组分在固色谱过程中，处于动态平衡时组分在固色谱过程中，处于动态平衡时组分在固 定相与流动相中的浓度之比为分配系数。定相与流动相中的浓度之比为分配系数。定相与流动相中的浓度之比为分配系数。定相与流动相中的浓度之比为分配系数。K K随温度变化而变化，与固定相、流动相的体积无随温度变化而变化，与固定相、流动相的体积无随温度变化而变化，与固定相、流动相的体积无随温度变化而变化，与固定相、流动相的体积无关。关。
17、关。关。基本概念基本概念基本概念基本概念2 2分配系数比分配系数比 是指混合物中相邻两组分的分配系是指混合物中相邻两组分的分配系数或容量因子或调整保留值之比。数或容量因子或调整保留值之比。分配系数比与柱效参数及定性参数密切相关分配系数比与柱效参数及定性参数密切相关,容量因容量因子或分配系数不等是混合试样分离的前提条件。子或分配系数不等是混合试样分离的前提条件。塔板理论的假设：塔板理论的假设：塔板理论的假设：塔板理论的假设：(1)(1)(1)(1)在在在在每每每每一一一一个个个个平平平平衡衡衡衡过过过过程程程程间间间间隔隔隔隔内内内内，平平平平衡衡衡衡可可可可以以以以迅迅迅迅速速速速达到；达到；
18、达到；达到；(2)(2)(2)(2)将载气看作成脉动（间歇）过程；将载气看作成脉动（间歇）过程；将载气看作成脉动（间歇）过程；将载气看作成脉动（间歇）过程；(3)(3)(3)(3)试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4)(4)(4)(4)每次分配的分配系数相同。每次分配的分配系数相同。每次分配的分配系数相同。每次分配的分配系数相同。（一）塔板理论（一）塔板理论 半半经经验验理理论论：将将色色谱谱分分离离过过程程比比作作蒸蒸馏馏过过程程，将将连连续续的的色色谱谱分分离离过过程程分分割割成成多多次次的的平平衡衡过
19、过程程的的重重复（类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）。复（类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）。二、基本理论二、基本理论 色谱柱长：色谱柱长：色谱柱长：色谱柱长：L L;虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：H;H;色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：n;n;则三者的关系为：则三者的关系为：则三者的关系为：则三者的关系为：n n=L L/HH理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配。保留时间包
20、含死时间，在死时间内不参与分配。保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配。保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配。基本原理基本原理基本原理基本原理练习练习练习练习：某组分通过某组分通过某组分通过某组分通过3m3m长的色谱柱时，保留时间为长的色谱柱时，保留时间为长的色谱柱时，保留时间为长的色谱柱时，保留时间为6min6min，峰底，峰底，峰底，峰底峰宽为峰宽为峰宽为峰宽为30s30s，已知死时间为，已知死时间为，已知死时间为，已知死时间为1min1min，试计算组分在色谱柱上的理论，试计算组分在色谱柱上的理论，试计算组分在色谱柱上的理论，试计算组分在色谱柱上的理论塔板数、有效塔板数、理论塔板高
21、度和有效塔板高度塔板数、有效塔板数、理论塔板高度和有效塔板高度塔板数、有效塔板数、理论塔板高度和有效塔板高度塔板数、有效塔板数、理论塔板高度和有效塔板高度。解：组分在该色谱柱上的理论塔板数为解：组分在该色谱柱上的理论塔板数为 有效塔板数：有效塔板数：理论塔板高度：理论塔板高度：有效塔板高度：有效塔板高度：基本原理基本原理基本原理基本原理 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用
22、不同物质计算可得到不同的理论塔板数。组组组组分分分分在在在在t t t tM M M M时时时时间间间间内内内内不不不不参参参参与与与与柱柱柱柱内内内内分分分分配配配配。需需需需引引引引入入入入有有有有效效效效塔塔塔塔板数和有效塔板高度：板数和有效塔板高度：板数和有效塔板高度：板数和有效塔板高度：基本原理基本原理基本原理基本原理1.1.速率方程（范速率方程（范.弟姆特方程式）弟姆特方程式）H=A+B/u+Cu H：理论塔板高度理论塔板高度 u：载气的线速度载气的线速度(cm/s)注：注：减小减小A、B、C三项可提高柱效；三项可提高柱效；存在着最佳流速；存在着最佳流速；A、B、C三项各与哪些因素
23、有关？三项各与哪些因素有关？(二二)速率理论速率理论 基本原理基本原理基本原理基本原理A-涡流扩散项涡流扩散项 固固定定相相颗颗粒粒越越小小，填填充充的的越越均均匀匀，A，H，柱柱效效n。表表现现在在涡涡流流扩扩散散所所引引起起的的色色谱谱峰峰变变宽宽现现象象减减轻轻，色色谱谱峰峰较较窄窄。对于空心毛细管柱，涡流扩散项为零。对于空心毛细管柱，涡流扩散项为零。基本原理基本原理基本原理基本原理B/u-分子扩散项分子扩散项(1)(1)存在着浓度差，产生纵向扩散存在着浓度差，产生纵向扩散存在着浓度差，产生纵向扩散存在着浓度差，产生纵向扩散(2)(2)扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱
24、峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，HH(n n)，分离变差，分离变差，分离变差，分离变差 (3)(3)分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速，滞留时间，滞留时间，滞留时间，滞留时间，扩散，扩散，扩散，扩散(4)(4)选择分子量大的载气选择分子量大的载气选择分子量大的载气选择分子量大的载气(如如如如N N2 2)，以减小纵向扩散，增加柱效，以减小纵向扩散，增加柱效，以减小纵向扩散，增加柱效，以减小纵向扩散，增加柱效 基本原理基本原理基本原理基本原理 降低固定相液膜厚度，并增加组分在固定相中的扩散系数，降低固定相液膜厚度，并增加组分在固定
25、相中的扩散系数，降低固定相液膜厚度，并增加组分在固定相中的扩散系数，降低固定相液膜厚度，并增加组分在固定相中的扩散系数，可以减少传质阻力，提高柱效。可以减少传质阻力，提高柱效。可以减少传质阻力，提高柱效。可以减少传质阻力，提高柱效。C u-传质阻力项传质阻力项 基本原理基本原理基本原理基本原理 综合考虑的峰间距离综合考虑的峰间距离综合考虑的峰间距离综合考虑的峰间距离和峰宽两方面的因素，常和峰宽两方面的因素，常和峰宽两方面的因素，常和峰宽两方面的因素，常用分离度作为色谱柱的总用分离度作为色谱柱的总用分离度作为色谱柱的总用分离度作为色谱柱的总分离效能指标。分离效能指标。分离效能指标。分离效能指标。
26、（三）分离度（三）分离度当当当当R R=1.5=1.5时，两峰完全时，两峰完全时，两峰完全时，两峰完全分开，分离程度达到分开，分离程度达到分开，分离程度达到分开，分离程度达到99.799.7。定量分析常以定量分析常以定量分析常以定量分析常以R R=1.5=1.5作为相作为相作为相作为相邻两组分色谱峰完全分离的邻两组分色谱峰完全分离的邻两组分色谱峰完全分离的邻两组分色谱峰完全分离的标志。标志。标志。标志。基本原理基本原理基本原理基本原理第三节第三节 色谱柱和检测器色谱柱和检测器一、色谱柱一、色谱柱 按柱的直径分为两类：按柱的直径分为两类：按柱的直径分为两类：按柱的直径分为两类：一类是填充柱一类是
27、填充柱一类是填充柱一类是填充柱，多数是内径，多数是内径，多数是内径，多数是内径4 46mm6mm的不锈钢管柱，的不锈钢管柱，的不锈钢管柱，的不锈钢管柱，填充吸附剂（气填充吸附剂（气填充吸附剂（气填充吸附剂（气-固色谱）或液态固定相（气固色谱）或液态固定相（气固色谱）或液态固定相（气固色谱）或液态固定相（气-液色液色液色液色谱），常用柱长为谱），常用柱长为谱），常用柱长为谱），常用柱长为2 24m4m；另一类是毛细管色谱柱另一类是毛细管色谱柱另一类是毛细管色谱柱另一类是毛细管色谱柱，常用的是内径为，常用的是内径为，常用的是内径为，常用的是内径为0.10.1 0.5mm0.5mm的玻璃或石英毛细管
28、，柱长几十米至百米的玻璃或石英毛细管，柱长几十米至百米的玻璃或石英毛细管，柱长几十米至百米的玻璃或石英毛细管，柱长几十米至百米。（一）气（一）气（一）气（一）气-液色谱填充柱液色谱填充柱液色谱填充柱液色谱填充柱 1.1.对固定液的要求对固定液的要求对固定液的要求对固定液的要求 2.2.固定液的选择固定液的选择固定液的选择固定液的选择 遵循遵循遵循遵循“相似相溶相似相溶相似相溶相似相溶”原则原则原则原则 3.3.载体载体载体载体 载体分为硅藻土型和非硅藻土型载体分为硅藻土型和非硅藻土型载体分为硅藻土型和非硅藻土型载体分为硅藻土型和非硅藻土型 （二）气（二）气（二）气（二）气-固色谱填充柱固色谱填
29、充柱固色谱填充柱固色谱填充柱 硅胶、氧化铝、石墨化碳黑、分子筛、高分子多孔微硅胶、氧化铝、石墨化碳黑、分子筛、高分子多孔微硅胶、氧化铝、石墨化碳黑、分子筛、高分子多孔微硅胶、氧化铝、石墨化碳黑、分子筛、高分子多孔微球及化学键合相等都可作为气球及化学键合相等都可作为气球及化学键合相等都可作为气球及化学键合相等都可作为气-固色谱填充柱的固定相。固色谱填充柱的固定相。固色谱填充柱的固定相。固色谱填充柱的固定相。它们的共同特点是具有一定的吸附活性。它们的共同特点是具有一定的吸附活性。它们的共同特点是具有一定的吸附活性。它们的共同特点是具有一定的吸附活性。（三）毛细管色谱柱（三）毛细管色谱柱（三）毛细管
30、色谱柱（三）毛细管色谱柱 毛细管柱分为开管型和填充型，开管型毛细管柱主毛细管柱分为开管型和填充型，开管型毛细管柱主毛细管柱分为开管型和填充型，开管型毛细管柱主毛细管柱分为开管型和填充型，开管型毛细管柱主要有两种：一种是涂壁毛细管柱（要有两种：一种是涂壁毛细管柱（要有两种：一种是涂壁毛细管柱（要有两种：一种是涂壁毛细管柱（WCOTWCOT），是将固定），是将固定），是将固定），是将固定液直接涂在毛细管内壁制成；另一种是载体涂层毛细管液直接涂在毛细管内壁制成；另一种是载体涂层毛细管液直接涂在毛细管内壁制成；另一种是载体涂层毛细管液直接涂在毛细管内壁制成；另一种是载体涂层毛细管柱（柱（柱（柱（SCO
31、TSCOT）。）。）。）。（一）检测器类型（一）检测器类型（一）检测器类型（一）检测器类型 浓度型检测器：浓度型检测器：浓度型检测器：浓度型检测器：测测测测量量量量的的的的是是是是载载载载气气气气中中中中通通通通过过过过检检检检测测测测器器器器组组组组分分分分浓浓浓浓度度度度瞬瞬瞬瞬间间间间的的的的变变变变化化化化，检检检检测测测测 信信信信号号号号值值值值与与与与组组组组分分分分的的的的浓浓浓浓度度度度成成成成正正正正比比比比。如如如如热热热热导导导导检测器。检测器。检测器。检测器。质量型检测器：质量型检测器：质量型检测器：质量型检测器：测测测测量量量量的的的的是是是是载载载载气气气气中中中
32、中某某某某组组组组分分分分进进进进入入入入检检检检测测测测器器器器的的的的速速速速度度度度变变变变化化化化，即即即即检检检检测测测测信信信信号号号号值值值值与与与与单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内进进进进入入入入检检检检测测测测器器器器组组组组分分分分的质量成正比。的质量成正比。的质量成正比。的质量成正比。二、检测器二、检测器（二）检测器的性能指标（二）检测器的性能指标 1 1 1 1噪声和漂移噪声和漂移噪声和漂移噪声和漂移 噪噪噪噪声声声声：无无无无样样样样品品品品通通通通过过过过时时时时，仪仪仪仪器器器器本本本本身身身身和和和和工工工工作作作作条条条条件件件件等等等等偶偶偶偶然然然
33、然因因因因素素素素引起基线的起伏（以噪声带衡量）。引起基线的起伏（以噪声带衡量）。引起基线的起伏（以噪声带衡量）。引起基线的起伏（以噪声带衡量）。漂漂漂漂移移移移：基基基基线线线线随随随随时时时时间间间间向向向向一一一一个个个个方方方方向向向向的的的的缓缓缓缓慢慢慢慢变变变变化化化化（以以以以一一一一小小小小时时时时内内内内的基线水平变化来表示）。的基线水平变化来表示）。的基线水平变化来表示）。的基线水平变化来表示）。又称响应值或应答值。指单位物质的含量（质量或浓度）又称响应值或应答值。指单位物质的含量（质量或浓度）又称响应值或应答值。指单位物质的含量（质量或浓度）又称响应值或应答值。指单位物
34、质的含量（质量或浓度）通过检测器时产生的信号变化率。浓度型检测器用通过检测器时产生的信号变化率。浓度型检测器用通过检测器时产生的信号变化率。浓度型检测器用通过检测器时产生的信号变化率。浓度型检测器用S Sc c表示，表示，表示，表示，质量型检测器用质量型检测器用质量型检测器用质量型检测器用S Smm表示。表示。表示。表示。E=Sm E=Sm S=E/m S=E/m 单位：单位：单位：单位：mV/mV/（mg/cmmg/cm3 3）（浓度型检测器）（浓度型检测器）（浓度型检测器）（浓度型检测器）mV/mV/（mg/smg/s）（质量型检测器）（质量型检测器）（质量型检测器）（质量型检测器）2 2
35、 2 2灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度 检测器检测器检测器检测器3 3检测限检测限检测限检测限 噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。如果要把噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。如果要把噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。如果要把噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。如果要把信号从本底噪声中识别出来，则组分的响应值就一定要高于信号从本底噪声中识别出来，则组分的响应值就一定要高于信号从本底噪声中识别出来，则组分的响应值就一定要高于信号从本底噪声中识别出来，则组分的响应值就一定要高于N N。检测器响应值为检测器响应值为检测器响应值为检测器响应值为2 2倍噪声水平时的试样浓度（或质量）
36、，倍噪声水平时的试样浓度（或质量），倍噪声水平时的试样浓度（或质量），倍噪声水平时的试样浓度（或质量），被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。检测器检测器检测器检测器（三）常用的检测器（三）常用的检测器 1 1 1 1热导检测器热导检测器热导检测器热导检测器(TCD)(TCD)(TCD)(TCD)利用被测组分与载气的热导率不同，检测组利用被测组分与载气的热导率不同，检测组利用被测组分与载气的热导率不同，检测组利用被测组分与载气的热导率不同，检测组 分的浓度变
37、化。分的浓度变化。分的浓度变化。分的浓度变化。特点：特点：特点：特点：结构简单、稳定性好、线性范围宽、测定范围广，且结构简单、稳定性好、线性范围宽、测定范围广，且结构简单、稳定性好、线性范围宽、测定范围广，且结构简单、稳定性好、线性范围宽、测定范围广，且样品不被破坏，易与其他仪器联用；但灵敏度较低，噪音较样品不被破坏，易与其他仪器联用；但灵敏度较低，噪音较样品不被破坏，易与其他仪器联用；但灵敏度较低，噪音较样品不被破坏，易与其他仪器联用；但灵敏度较低，噪音较大。大。大。大。检测器检测器检测器检测器 2.2.2.2.电子捕获检测器（电子捕获检测器（电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECDECDEC
38、DECD）利用电负性物质捕获电子的能利用电负性物质捕获电子的能利用电负性物质捕获电子的能利用电负性物质捕获电子的能 力，通过测定电子流进行检测的浓度型检测器。力，通过测定电子流进行检测的浓度型检测器。力，通过测定电子流进行检测的浓度型检测器。力，通过测定电子流进行检测的浓度型检测器。其特点：其特点：其特点：其特点：具有选择性高、灵敏度高的特点。具有选择性高、灵敏度高的特点。具有选择性高、灵敏度高的特点。具有选择性高、灵敏度高的特点。检测器检测器检测器检测器3.3.3.3.氢焰离子化检测氢焰离子化检测氢焰离子化检测氢焰离子化检测(FIDFID)利用样品组分在氢焰的作利用样品组分在氢焰的作利用样品
39、组分在氢焰的作利用样品组分在氢焰的作用下，燃烧变成离子，在电场用下，燃烧变成离子，在电场用下，燃烧变成离子，在电场用下，燃烧变成离子，在电场作用下形成离子流（电流），作用下形成离子流（电流），作用下形成离子流（电流），作用下形成离子流（电流），通过测定离子流强度进行检测通过测定离子流强度进行检测通过测定离子流强度进行检测通过测定离子流强度进行检测的检测器。的检测器。的检测器。的检测器。其特点：其特点：其特点：其特点：灵敏度高，噪音小，灵敏度高，噪音小，灵敏度高，噪音小，灵敏度高，噪音小，死体积小，线性范围宽，但一死体积小，线性范围宽，但一死体积小，线性范围宽，但一死体积小，线性范围宽，但一般只
40、能测定有机物，检测时样般只能测定有机物，检测时样般只能测定有机物，检测时样般只能测定有机物，检测时样品遭到破坏。品遭到破坏。品遭到破坏。品遭到破坏。检测器检测器检测器检测器4.4.火焰光度检测器（火焰光度检测器（火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPDFPD）是对含硫、含磷化合物具有高选择是对含硫、含磷化合物具有高选择是对含硫、含磷化合物具有高选择是对含硫、含磷化合物具有高选择性和高灵敏度的检测器，又称硫磷检测器。火焰光度检测器性和高灵敏度的检测器，又称硫磷检测器。火焰光度检测器性和高灵敏度的检测器，又称硫磷检测器。火焰光度检测器性和高灵敏度的检测器，又称硫磷检测器。火焰光度检测器与氢焰检测器联
41、用，可以同时测定硫、磷和含碳有机物。与氢焰检测器联用，可以同时测定硫、磷和含碳有机物。与氢焰检测器联用，可以同时测定硫、磷和含碳有机物。与氢焰检测器联用，可以同时测定硫、磷和含碳有机物。检测器检测器检测器检测器三、分离条件的选择三、分离条件的选择（一）色谱柱的选择（一）色谱柱的选择（一）色谱柱的选择（一）色谱柱的选择 根据不同的分析试样和分析要求可选择填充柱和毛细管柱。根据不同的分析试样和分析要求可选择填充柱和毛细管柱。根据不同的分析试样和分析要求可选择填充柱和毛细管柱。根据不同的分析试样和分析要求可选择填充柱和毛细管柱。在保证分离的条件下，应采用尽可能短的色谱柱。在保证分离的条件下，应采用尽
42、可能短的色谱柱。在保证分离的条件下，应采用尽可能短的色谱柱。在保证分离的条件下，应采用尽可能短的色谱柱。（二）载气种类和流速的选择（二）载气种类和流速的选择1.1.1.1.载气种类的选择载气种类的选择载气种类的选择载气种类的选择 载气种类的选择应考虑三个方面：载气种类的选择应考虑三个方面：载气种类的选择应考虑三个方面：载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气载气对柱效的影响、检测器要求及载气载气对柱效的影响、检测器要求及载气载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。性质。性质。性质。2.2.2.2.载气流速的选择载气流速的选择载气流速的选择载气流速的选择 由由由由图图图图
43、可可可可见见见见存存存存在在在在最最最最佳佳佳佳流流流流速速速速（u uoptopt）。实实实实际际际际流流流流速速速速通通通通常常常常稍稍稍稍大大大大于于于于最最最最佳佳佳佳流流流流速速速速，以以以以缩缩缩缩短分析时间。短分析时间。短分析时间。短分析时间。（三）柱温的选择（三）柱温的选择（三）柱温的选择（三）柱温的选择 选择柱温的基本原则选择柱温的基本原则选择柱温的基本原则选择柱温的基本原则：在使最难分离的组分有较好分离度的：在使最难分离的组分有较好分离度的：在使最难分离的组分有较好分离度的：在使最难分离的组分有较好分离度的前提下，尽量采取低柱温，并应以保留时间适宜且色谱峰不前提下，尽量采取
44、低柱温，并应以保留时间适宜且色谱峰不前提下，尽量采取低柱温，并应以保留时间适宜且色谱峰不前提下，尽量采取低柱温，并应以保留时间适宜且色谱峰不拖尾为度。拖尾为度。拖尾为度。拖尾为度。（四）进样条件的选择（四）进样条件的选择（四）进样条件的选择（四）进样条件的选择 1.1.进样速度进样速度进样速度进样速度 进样速度要快，一般在很短时间（进样速度要快，一般在很短时间（进样速度要快，一般在很短时间（进样速度要快，一般在很短时间（1 1秒）内完成秒）内完成秒）内完成秒）内完成进样，否则，样品原始宽度增大，使色谱峰扩张甚至变形。进样，否则，样品原始宽度增大，使色谱峰扩张甚至变形。进样，否则，样品原始宽度增
45、大，使色谱峰扩张甚至变形。进样，否则，样品原始宽度增大，使色谱峰扩张甚至变形。2.2.进样量进样量进样量进样量 进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系 的范围内。对于填充柱，液体进样量一般小于的范围内。对于填充柱，液体进样量一般小于的范围内。对于填充柱，液体进样量一般小于的范围内。对于填充柱，液体进样量一般小于5 5 L L，气体进，气体进，气体进，气体进样量为样量为样量为样量为0.10.11mL1mL。3.3.气化温度气化温度气化温度气化温度 气化温度取决
46、于样品的挥发性、稳定性、沸点及气化温度取决于样品的挥发性、稳定性、沸点及气化温度取决于样品的挥发性、稳定性、沸点及气化温度取决于样品的挥发性、稳定性、沸点及进样量。适当提高气化温度对样品的分离及定量有利。一进样量。适当提高气化温度对样品的分离及定量有利。一进样量。适当提高气化温度对样品的分离及定量有利。一进样量。适当提高气化温度对样品的分离及定量有利。一般可高于柱温般可高于柱温般可高于柱温般可高于柱温30305050。第四节第四节 定性与定量分析方法定性与定量分析方法一、定性分析方法一、定性分析方法 （一）根据色谱保留值进行定性分析（一）根据色谱保留值进行定性分析 1.1.利用保留时间定性利用
47、保留时间定性 在相同的色谱条件下，将标准品与在相同的色谱条件下，将标准品与样品分别进样，两者保留时间相同，可能为同一物质。样品分别进样，两者保留时间相同，可能为同一物质。2.2.2.2.利用相对保留值定性利用相对保留值定性利用相对保留值定性利用相对保留值定性 相对保留值是任一组分（相对保留值是任一组分（相对保留值是任一组分（相对保留值是任一组分（i i i i）与）与）与）与 标准物标准物标准物标准物(s)(s)(s)(s)的调整保留值之比即的调整保留值之比即的调整保留值之比即的调整保留值之比即 与组分性质、柱温和固定相性质有关。将测得的相对保留与组分性质、柱温和固定相性质有关。将测得的相对保
48、留与组分性质、柱温和固定相性质有关。将测得的相对保留与组分性质、柱温和固定相性质有关。将测得的相对保留值与手册或文献报道的相对保留值对比，完成定性判断。值与手册或文献报道的相对保留值对比，完成定性判断。值与手册或文献报道的相对保留值对比，完成定性判断。值与手册或文献报道的相对保留值对比，完成定性判断。3.3.3.3.利用峰高增量利用峰高增量利用峰高增量利用峰高增量 若样品复杂，可将已知物加到样品中，混若样品复杂，可将已知物加到样品中，混若样品复杂，可将已知物加到样品中，混若样品复杂，可将已知物加到样品中，混合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含有该物质。合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含有
49、该物质。合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含有该物质。合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含有该物质。（二）利用联用仪器定性（二）利用联用仪器定性 小型化的台式色质谱联用仪（小型化的台式色质谱联用仪（GC-MS；LC-MS)SampleSample 589058901.0 1.0 DEG/MIDEG/MIN NHEWLETTHEWLETTPACKARDPACKARDHEWLETHEWLETT T PACKARPACKARD D5972A5972AMass Mass SelectivSelective e DetectoDetector rD DC CB BA A A AB BC CD DGa
50、s Chromatograph(GC)Mass Spectrometer(MS)SeparationIdentificationB BA AC CD D色谱色谱-红外光谱仪联用仪：红外光谱仪联用仪：组分的结构鉴定组分的结构鉴定二、定量分析方法二、定量分析方法（一（一）定量校正因子）定量校正因子 在一定的操作条件下，被测组分的质量（在一定的操作条件下，被测组分的质量（在一定的操作条件下，被测组分的质量（在一定的操作条件下，被测组分的质量（m m m mi i i i）与检测）与检测）与检测）与检测器产生的响应信号（器产生的响应信号（器产生的响应信号（器产生的响应信号（A A A Ai i i i