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1、色色谱谱知知识识第1页，共39页，编辑于2022年，星期二一、色谱起源石油醚碳酸钙颗粒色素玻璃柱第2页，共39页，编辑于2022年，星期二二、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，色谱柱第3页，共39页，编辑于2022年，星期二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第4页，共39页，编辑于2022年，星期二载气载气气体种类：N N2 2：分离度较差分离度较差 使用使用ECDECD检测器时必须使用检测器时必须使用N N2 2作载气作载气 H H2 2：分离度好分离度好 HeHe：使用使用FTDFT
2、D检测器时最好用检测器时最好用HeHe作载气，灵敏度高作载气，灵敏度高 ArAr：较少使用较少使用第5页，共39页，编辑于2022年，星期二载气载气要求：纯净干燥返回第6页，共39页，编辑于2022年，星期二流量控制器（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第7页，共39页，编辑于2022年，星期二流量控制器（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268kgf/cm2返回第8页，共39页，编辑于2022年，星期二进样口填充柱进样口填充柱进样口（WBIWBI）全量
3、注入，定量准确度最高全量注入，定量准确度最高毛细管柱进样口毛细管柱进样口（SPL/SPLESSSPL/SPLESS）冷柱头进样口冷柱头进样口（OCIOCI）只适用于只适用于0.53mm ID0.53mm ID的宽孔径毛细柱的宽孔径毛细柱程序升温进样口程序升温进样口（PTVPTV）可实现高压进样和大体积进样可实现高压进样和大体积进样进样口类型进样口类型第9页，共39页，编辑于2022年，星期二进样口WBIWBI，SPL/SPLESSSPL/SPLESS 热进样，进样口温度比柱温高热进样，进样口温度比柱温高3030左右，存在左右，存在“溶剂效应溶剂效应”，有，有助于减小峰展宽助于减小峰展宽OCIO
4、CI，PTVPTV 冷进样，有助于克服样品热分解和歧视效应冷进样，有助于克服样品热分解和歧视效应歧视效应歧视效应：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：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。果中低沸点组分偏高，高沸点组分偏低。进样口比较进样口比较第10页，共39页，编辑于2022年，星期二进样技术的改进溶溶剂剂 空气空气 样样品品 空气空气溶剂冲洗法溶剂冲洗法优点：减少热进样时的样品歧视效应第11页，共39页，编辑于2022年，星期二进样口分流分流/不分流进样口示意图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
5、分流比：SPL.RF2:(F1+F2)衬管体积：约0.5mL隔垫吹扫流量：23mL/min第12页，共39页，编辑于2022年，星期二进样口分流分流/不分流进样口注意点：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。返回第13页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱色谱柱类型色谱柱类型第14页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱柱性能指标：柱性能指标：柱效、分离度第15页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱
6、柱柱效柱效 通常以有效理论塔板数（n）或理论塔板高度（H）表示。H=L/n L为柱长 n越大或H越小，柱效越高第16页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱柱效与载气线速度的关系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。第17页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱载气种类对柱效的影响载气种类对柱效的影响第18页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱使用内径较小的柱使用内径较小的柱减小固定相液膜厚度减小固定相液膜厚度减小进样量减小进样量使用更长的色谱柱使用更长的色谱柱使用程序升温使用程序升温/升压升压如何提高
7、柱效如何提高柱效第19页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱线速度线速度：柱长：柱长：L Ldkdk 式中式中 d d为柱圈直径为柱圈直径；k k为柱圈圈数为柱圈圈数 t tmm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。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。柱流量柱流量：F Frr2 2*60*60 式中式中 r r为柱内半径，为柱内半径，cmcm；mm为载气线速度，为载气线速度，cm/scm/s载气线速度和流量测定载气线速度和流量测定第20页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱最佳流量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
8、。第21页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱最佳流量最佳流量第22页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱 式中：式中：t tR1R1，t tR2R2分别为两个相邻峰的保留时间分别为两个相邻峰的保留时间 WW1 1，WW2 2分别为两个相邻峰的峰宽分别为两个相邻峰的峰宽 当当R R1.51.5时，分离程度可达时，分离程度可达99.799.7，认为两峰完全分离。认为两峰完全分离。分离度（分离度（R）：）：柱将两个相邻峰彼此分离的程度。第23页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱原则：原则：“相似相溶相似相溶”，即分离极性组分，选择极性柱；，即分离极性组分，选择极性柱；分离非极性
9、组分，选择非极性柱。分离非极性组分，选择非极性柱。常用固定液的极性顺序：常用固定液的极性顺序：PEG20M OV-17 SE-54 OV101PEG20M OV-17 SE-54 OV101色谱柱的选择色谱柱的选择第24页，共39页，编辑于2022年，星期二色谱柱各公司常用色谱柱牌号对照表各公司常用色谱柱牌号对照表返回第25页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器广谱检测器：广谱检测器：FIDFID、TCDTCD选择性检测器：选择性检测器：FTDFTD、FPDFPD、ECDECD气相色谱常用检测器气相色谱常用检测器第26页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器原理原理 组分在氢火焰中燃
10、烧生成碳正离子，被收集转变成电流，经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。放大后即为检测器信号。应用范围应用范围 碳氢化合物碳氢化合物对对FIDFID无响应的物质无响应的物质 O O2 2 、N N2 2 、H H2 2 、CO CO、COCO2 2 、CSCS2 2 、NHNH3 3 、H H2 2O O、稀稀有有气气体体、氮氮的氧化物等的氧化物等FID（氢火焰离子化检测器）（氢火焰离子化检测器）第27页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器FID操作流量设定操作流量设定第28页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器温度温度 检测器温度至少高于柱温
11、检测器温度至少高于柱温2020极性极性（POLPOL）1 1，2 2量程量程（RANGERANGE）0 03 3，一般设定，一般设定1 1或或2 2FID操作参数设定操作参数设定第29页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器原理原理 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。温度发生变化，引起电阻值发生变化而产生信号。应用范围应用范围 有机、无机化合物有机、无机化合物TCD（热导检测器热导检测器）第30页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器流量流量 参比池和样品池流量尽量
12、相同参比池和样品池流量尽量相同温度温度 检测器温度应高于柱温检测器温度应高于柱温30305050电流电流（CURRCURR，mAmA）电流设定应参考仪器所附参照表电流设定应参考仪器所附参照表 关机时，电流设为关机时，电流设为0 0或一小值（或一小值（3 35mA5mA）极性极性（POLPOL）1 1，2 2TCD操作参数设定操作参数设定第31页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器灯丝电流越大，灵敏度越高灯丝电流越大，灵敏度越高检测器温度越低，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用氢气或氦气作载气比氮气灵敏度高影响影响TCD检测灵敏度的因素检测灵敏度的因素第
13、32页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器原理：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，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。数的变化即为色谱信号。应用范围应用范围 有机卤代物，含电负性基团（如有机卤代物，含电负性基团（如C CO O，NONO2 2）的有机物）的有机物ECD检测器检测器第33页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器设定参数设定参数 1)1)温度温度 最高温度最高温度350350 2)2)电流电流（CURRCURR，nAnA
14、）电流设定越高，灵敏度越高，噪声大，寿命短，一般设定在电流设定越高，灵敏度越高，噪声大，寿命短，一般设定在1 1nAnA或或1 1nAnA以下以下 3)3)量程（量程（RANGERANGE）0 0，1 1ECD检测器检测器第34页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器原理原理 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。增管转变为电信号输出。应用范围应用范围 有机硫、有机磷化合物有机硫、有机磷化合物FPD检测器检测器第35页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器设定参数设定参数 1 1）温度）温度 底
15、部、中部、顶部温度控制底部、中部、顶部温度控制 2 2）量程）量程（RangeRange）FPD检测器检测器第36页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器原理原理 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，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。收集，作为信号电流被检测。应用范围应用范围 有机氮、有机磷化合物有机氮、有机磷化合物FTD检测器（氮磷检测器）检测器（氮磷检测器）第37页，共39页，编辑于2022年，星期二检测器设定参数设定参数 1 1）温度）温度 2 2）量程）量程（RangeRange）3 3）背景电流）背景电流（CURRCURR，nAnA）FTD检测器检测器返回第38页，共39页，编辑于2022年，星期二数据处理数据处理岛津气相色谱数据处理单元：CLASSCLASSGC10GC10色谱工作站色谱工作站C CR6AR6A色谱数据处理机色谱数据处理机C CR7AR7A色谱数据处理机色谱数据处理机C CR8AR8A色谱数据处理机色谱数据处理机返回第39页，共39页，编辑于2022年，星期二