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1、会计学1气相色谱法研究生课程气相色谱法研究生课程(kchng)第一页，共60页。气相色谱法概述气相色谱法概述气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)i sh)n n色谱法（色谱法（色谱法（色谱法（Chromatography)Chromatography)n n名称起源：名称起源：名称起源：名称起源：1903 1903年年年年,俄国植物学家俄国植物学家俄国植物学家俄国植物学家n nMikhail TswettMikhail Tswett首先采用色谱法首先采用色谱法首先采用色谱法首先采用色谱法n n分离植物色素。分离植物色素。分离植物色素。分离植物色素。n n n n在试验在试验在试验在试验(s
2、hyn)(shyn)中，分离所用的玻璃试管中，分离所用的玻璃试管中，分离所用的玻璃试管中，分离所用的玻璃试管n n称为色谱柱，称为色谱柱，称为色谱柱，称为色谱柱，n n冲洗剂石油醚称为流动相，冲洗剂石油醚称为流动相，冲洗剂石油醚称为流动相，冲洗剂石油醚称为流动相，n n吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂CaCO3CaCO3称为固定相称为固定相称为固定相称为固定相第1页/共60页第二页，共60页。色谱法分类色谱法分类色谱法分类色谱法分类(fn li)(fn li)n n依流动相不同依流动相不同依流动相不同依流动相不同(b tn)(b tn)可分为气相色谱法和液相色谱法。可分为气相色谱法和液相色谱法。可分为
3、气相色谱法和液相色谱法。可分为气相色谱法和液相色谱法。n n依固定相也可以是固体或者液体依固定相也可以是固体或者液体依固定相也可以是固体或者液体依固定相也可以是固体或者液体n n色谱法又可分为色谱法又可分为色谱法又可分为色谱法又可分为:n n气气气气-液色谱法液色谱法液色谱法液色谱法n n气气气气-固色谱法固色谱法固色谱法固色谱法n n液液液液-液色谱法液色谱法液色谱法液色谱法n n液液液液-固色谱法固色谱法固色谱法固色谱法n n气气气气相相相相色色色色谱谱谱谱法法法法是是是是一一一一种种种种以以以以气气气气体体体体为为为为流流流流动动动动相相相相，采采采采用用用用柱柱柱柱色色色色谱谱谱谱的的
4、的的物物物物理理理理分分分分离分析技术。离分析技术。离分析技术。离分析技术。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)第2页/共60页第三页，共60页。气气气气-液色谱法液色谱法液色谱法液色谱法 在在在在一一一一定定定定温温温温度度度度、压压压压力力力力下下下下，组组组组分分分分在在在在气气气气液液液液两两两两相相相相间间间间分分分分配配配配达达达达到到到到平平平平衡衡衡衡时时时时的质量浓度的质量浓度的质量浓度的质量浓度(nngd)(nngd)比称为分配系数，即比称为分配系数，即比称为分配系数，即比称为分配系数，即Csi组分组分i在固定相中的质量在固定相中的质量(zhling)浓度；浓度；Cmi
5、组分组分i在流动相中的质量在流动相中的质量(zhling)浓度。浓度。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)第3页/共60页第四页，共60页。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)色谱法原理色谱法原理色谱法原理色谱法原理(yunl)(yunl)(yunl)(yunl)：不同物质在两相：不同物质在两相：不同物质在两相：不同物质在两相固定相和流动相之间具有不同的分配系数，这固定相和流动相之间具有不同的分配系数，这固定相和流动相之间具有不同的分配系数，这固定相和流动相之间具有不同的分配系数，这些物质同流动相一起运动时，在两相间进行反复多次的分配，使分配系数不同的物质些物质同流动相一起运动时，在两
6、相间进行反复多次的分配，使分配系数不同的物质些物质同流动相一起运动时，在两相间进行反复多次的分配，使分配系数不同的物质些物质同流动相一起运动时，在两相间进行反复多次的分配，使分配系数不同的物质在移动速度上产生显著差别，从而使各组分达到完全分离。在移动速度上产生显著差别，从而使各组分达到完全分离。在移动速度上产生显著差别，从而使各组分达到完全分离。在移动速度上产生显著差别，从而使各组分达到完全分离。如果再配上适当的检测器对分离物进行定性定量鉴定，就成为色谱分析法，简称色谱法。如果再配上适当的检测器对分离物进行定性定量鉴定，就成为色谱分析法，简称色谱法。如果再配上适当的检测器对分离物进行定性定量鉴
7、定，就成为色谱分析法，简称色谱法。如果再配上适当的检测器对分离物进行定性定量鉴定，就成为色谱分析法，简称色谱法。第4页/共60页第五页，共60页。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)色谱分析色谱分析色谱分析色谱分析(s p fn x)(s p fn x)过程示意图过程示意图过程示意图过程示意图第5页/共60页第六页，共60页。气相色谱法的特点气相色谱法的特点(tdin)(tdin)1、高分离效能：能分离分配系数很相近的多种化合物、高分离效能：能分离分配系数很相近的多种化合物2、高灵敏度：可以检测低达、高灵敏度：可以检测低达0.1ng/g的物质的物质3、分析速度快：几分钟至几十分钟即可分析一
8、个样品、分析速度快：几分钟至几十分钟即可分析一个样品4、用量少：液体样品仅需、用量少：液体样品仅需1L、气体、气体(qt)样品样品15mL。5、缺点：必须有纯物质或相应的定性数据作对照才能得出定、缺点：必须有纯物质或相应的定性数据作对照才能得出定 性结果；不适于沸点过高（性结果；不适于沸点过高（450C）的难挥发物及）的难挥发物及 热稳定性差的物质的测定热稳定性差的物质的测定气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)第6页/共60页第七页，共60页。色谱色谱色谱色谱(s p)(s p)(s p)(s p)图及其主要参数图及其主要参数图及其主要参数图及其主要参数由记录仪得到的色谱图又称流出曲线。它
9、是被分析样品在载气的带由记录仪得到的色谱图又称流出曲线。它是被分析样品在载气的带动下经过色谱柱分离后进入检测器得到的信号图形，是进行动下经过色谱柱分离后进入检测器得到的信号图形，是进行(jnxng)(jnxng)成分定性分析和定量分析的依据。成分定性分析和定量分析的依据。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)第7页/共60页第八页，共60页。色谱色谱色谱色谱(s p(s p)图主要参数图主要参数图主要参数图主要参数（1）基 线（2）保留时间（3）保留体积（4）区域(qy)宽度和分离度 气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)第8页/共60页第九页，共60页。（1 1）基线）基线）基线）基线(
10、jxin)(jxin)n n基基线线(jxin)(jxin)：色色谱谱仪仪启启动动后后，只只有有载载气气通通过过而而没没有有样样气注入时所记录的曲线。气注入时所记录的曲线。n n基基线线(jxin)(jxin)一一般般不不取取零零值值，仪仪器器性性能能稳稳定定时时，它应当是平行于时间轴的直线。它应当是平行于时间轴的直线。n n衡量色谱仪优劣的主要指标衡量色谱仪优劣的主要指标:基线基线(jxin)(jxin)的漂移的漂移气相色谱法概述(i sh)第9页/共60页第十页，共60页。（2 2）保留）保留）保留）保留(b(b oli)oli)时间时间时间时间 n n进进进进样样样样信信信信号号号号：当
11、当当当试试试试样样样样注注注注入入入入时时时时，由由由由于于于于压压压压力力力力的的的的突突突突然然然然变变变变化化化化或或或或液液液液体体体体瞬瞬瞬瞬间间间间气气气气化化化化切切切切断断断断(qi(qi dun)dun)气气气气流流流流，都都都都会会会会使使使使检检检检测测测测器器器器产产产产生生生生一一一一个个个个不不不不大大大大的的的的输输输输出出出出信信信信号，如图中的号，如图中的号，如图中的号，如图中的OO点。点。点。点。n n死死死死时时时时间间间间tr0tr0：不不不不能能能能被被被被固固固固定定定定相相相相滞滞滞滞留留留留的的的的惰惰惰惰性性性性组组组组分分分分（如如如如空空空
12、空气气气气、惰惰惰惰性性性性气气气气体体体体等等等等）从从从从进进进进样样样样到到到到出出出出峰峰峰峰的的的的时时时时间间间间，如如如如图图图图中中中中的的的的OAOA段段段段，此此此此峰峰峰峰也也也也叫叫叫叫空空空空气气气气峰峰峰峰。tr0tr0反映色谱柱中空隙体积的大小。反映色谱柱中空隙体积的大小。反映色谱柱中空隙体积的大小。反映色谱柱中空隙体积的大小。n n保留时间保留时间保留时间保留时间trtr：被分析组分从进样到出峰的时间，图中：被分析组分从进样到出峰的时间，图中：被分析组分从进样到出峰的时间，图中：被分析组分从进样到出峰的时间，图中OBOB段。段。段。段。n n校校校校正正正正保保
13、保保留留留留时时时时间间间间：保保保保留留留留时时时时间间间间扣扣扣扣除除除除死死死死时时时时间间间间的的的的数数数数值值值值，即即即即表表表表示示示示该该该该组组组组分分分分在在在在固定相中停留的时间。固定相中停留的时间。固定相中停留的时间。固定相中停留的时间。气相色谱法概述(i sh)第10页/共60页第十一页，共60页。（3 3）保留体积）保留体积）保留体积）保留体积 n n死死死死体体体体积积积积、保保保保留留留留(boli)(boli)体体体体积积积积、校校校校正正正正保保保保留留留留(boli)(boli)体体体体积积积积分分分分别别别别指指指指相相相相应应应应的的的的死死死死时时
14、时时间间间间tr0tr0、保保保保留留留留(boli)(boli)时时时时间间间间trtr和和和和校校校校正正正正保保保保留留留留(boli)(boli)时时时时间间间间内内内内通通通通过色谱柱载气的体积。过色谱柱载气的体积。过色谱柱载气的体积。过色谱柱载气的体积。n n如如如如果果果果载载载载气气气气的的的的体体体体积积积积流流流流量量量量恒恒恒恒定定定定不不不不变变变变，则则则则体体体体积积积积保保保保留留留留(boli)(boli)值值值值等等等等于于于于时时时时间间间间保留保留保留保留(boli)(boli)值与流量之积。值与流量之积。值与流量之积。值与流量之积。气相色谱法概述(i s
15、h)第11页/共60页第十二页，共60页。（4 4）区域）区域）区域）区域(qy)(qy)宽度和分离度宽度和分离度宽度和分离度宽度和分离度n n色色色色谱谱谱谱峰峰峰峰所所所所占占占占区区区区域域域域宽宽宽宽度度度度反反反反映映映映了了了了分分分分离离离离条条条条件件件件的的的的优优优优劣劣劣劣。通通通通常常常常区区区区域域域域宽宽宽宽度度度度有有有有两两两两种种种种表表表表示方法：示方法：示方法：示方法：n n半峰宽：指色谱峰在峰高一半处的宽度，如图中的半峰宽：指色谱峰在峰高一半处的宽度，如图中的半峰宽：指色谱峰在峰高一半处的宽度，如图中的半峰宽：指色谱峰在峰高一半处的宽度，如图中的CHCH
16、段。段。段。段。n n基基基基线线线线宽宽宽宽WbWb：指指指指通通通通过过过过流流流流出出出出曲曲曲曲线线线线的的的的拐拐拐拐点点点点(ui(ui din)din)所所所所作作作作的的的的切切切切线线线线在在在在基线上的截距，如图中的基线上的截距，如图中的基线上的截距，如图中的基线上的截距，如图中的IJIJ段。段。段。段。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)第12页/共60页第十三页，共60页。分离分离分离分离(fnl)(fnl)度（或分辨力）度（或分辨力）度（或分辨力）度（或分辨力）n n只只只只有有有有相相相相邻邻邻邻的的的的色色色色谱谱谱谱(s(s p)p)峰峰峰峰能能能能明明明明
17、显显显显分分分分开开开开时时时时，才才才才能能能能实实实实现现现现两两两两组组组组分分分分的的的的有有有有效分离。衡量指标用分离度（或分辨力）来表示效分离。衡量指标用分离度（或分辨力）来表示效分离。衡量指标用分离度（或分辨力）来表示效分离。衡量指标用分离度（或分辨力）来表示 气相色谱法概述(i sh)第13页/共60页第十四页，共60页。分离分离分离分离(fnl)(fnl)度定义度定义度定义度定义相相邻邻(xin(xin ln)ln)两两色色谱谱峰峰保保留留值值（保保留留时时间间或或保保留留体体积积）之之差与两峰宽度平均值之比，即差与两峰宽度平均值之比，即R越大分离效果越好，越大分离效果越好，
18、R1时两峰有部分重叠；时两峰有部分重叠；R=1时两个等面积的高斯时两个等面积的高斯(o s)峰分离效率达峰分离效率达98%；R=1.5时，其分离效率达时，其分离效率达99.7%，可以认为完全分离。，可以认为完全分离。气相色谱法概述第14页/共60页第十五页，共60页。n n定性分析定性分析(dngxngfnx)和定量分析和定量分析气相色谱法概述(i sh)第15页/共60页第十六页，共60页。1.1.1.1.定性分析定性分析定性分析定性分析(dngxngfnx)(dngxngfnx)(dngxngfnx)(dngxngfnx)利用保留值定性 利用已知物直接对照进行(jnxng)定性分析 （1）
19、用相对保留值定性某种物质某种物质(wzh)的校正保留值和基准物质的校正保留值和基准物质(wzh)的校正保留值之比的校正保留值之比ais仅与柱温与固定相性质有关，而与其操作条件无关，仅与柱温与固定相性质有关，而与其操作条件无关，用用ais定性就可以消除这些操作条件的影响。定性就可以消除这些操作条件的影响。气相色谱法概述第16页/共60页第十七页，共60页。（2 2）加入已知物质）加入已知物质）加入已知物质）加入已知物质(wzh)(wzh)增加峰高增加峰高增加峰高增加峰高法法法法n n应应用用范范围围：如如果果样样品品成成分分比比较较复复杂杂，出出峰峰时时间间接接近近或操作条件不易控制稳定时。或操
20、作条件不易控制稳定时。n n过过程程：首首先先通通过过色色谱谱图图初初步步定定性性，把把可可能能范范围围缩缩小小到某几种物质，然后用纯物质核对。到某几种物质，然后用纯物质核对。n n方方法法(fngf)(fngf)：把把一一种种或或几几种种纯纯物物质质依依次次分分别别加加入入到到样样品品中中，如如果果加加入入某某种种纯纯物物质质时时有有一一色色谱谱峰峰相相对对增高，那么该峰就代表这种物质。增高，那么该峰就代表这种物质。气相色谱法概述(i sh)第17页/共60页第十八页，共60页。气相色谱法概述气相色谱法概述(i sh)n nB、利用文献值对照进行(jnxng)定性分析n n 实验室一般不可能
21、备有很多种标准物质，因此发展了利用文献值对照定性的方法。第18页/共60页第十九页，共60页。2.2.2.2.定量分析定量分析定量分析定量分析(dnglingfnx)(dnglingfnx)(dnglingfnx)(dnglingfnx)（1）定量分析原理（2）峰面积的测量方法（3）定量校正因子(ynz)（4）两种常用的定量计算方法气相色谱法概述(i sh)第19页/共60页第二十页，共60页。（1 1）定量分析）定量分析）定量分析）定量分析(dnglingfnx)(dnglingfnx)原理原理原理原理n n在气相色谱仪中，用检测器将组分质量浓度或质量转换为易于测量的电信号。在气相色谱仪中，
22、用检测器将组分质量浓度或质量转换为易于测量的电信号。在气相色谱仪中，用检测器将组分质量浓度或质量转换为易于测量的电信号。在气相色谱仪中，用检测器将组分质量浓度或质量转换为易于测量的电信号。n n响应与质量浓度成正比的检测器称为浓度型检测器，例如热导池，其响应方程响应与质量浓度成正比的检测器称为浓度型检测器，例如热导池，其响应方程响应与质量浓度成正比的检测器称为浓度型检测器，例如热导池，其响应方程响应与质量浓度成正比的检测器称为浓度型检测器，例如热导池，其响应方程(fngchng)(fngchng)为为为为n n若响应与质量流量成正比，则称为质量型检测器，如氢火焰离子化检测器，此时若响应与质量流
23、量成正比，则称为质量型检测器，如氢火焰离子化检测器，此时若响应与质量流量成正比，则称为质量型检测器，如氢火焰离子化检测器，此时若响应与质量流量成正比，则称为质量型检测器，如氢火焰离子化检测器，此时 气相色谱法概述(i sh)第20页/共60页第二十一页，共60页。n n在在在在一一一一定定定定的的的的操操操操作作作作条条条条件件件件下下下下，被被被被测测测测组组组组分分分分的的的的质质质质量量量量与与与与它它它它在在在在色谱图上表现出的面积成正比，用通式表达为色谱图上表现出的面积成正比，用通式表达为色谱图上表现出的面积成正比，用通式表达为色谱图上表现出的面积成正比，用通式表达为n n显显显显然
24、然然然，进进进进行行行行定定定定量量量量分分分分析析析析必必必必须须须须准准准准确确确确(zhnqu)(zhnqu)测测测测出出出出峰峰峰峰面面面面积积积积，求求求求出出出出定定定定量量量量校校校校正正正正因因因因子子子子，并并并并选选选选用用用用合合合合适适适适的的的的计计计计算算算算方方方方法法法法把把把把测测测测量量量量值值值值换换换换算算算算成成成成被被被被测测测测组组组组分分分分在在在在试试试试样样样样中中中中的的的的质质质质量量量量分数。分数。分数。分数。气相色谱法概述(i sh)第21页/共60页第二十二页，共60页。（2 2）峰面积峰面积峰面积峰面积(min j)(min j)
25、的测量方法的测量方法的测量方法的测量方法 峰高乘半峰宽法 此方法适用于对称性好的正常峰，此方法适用于对称性好的正常峰，其真实峰面积是上述其真实峰面积是上述(shngsh)计算值的计算值的1.065倍。倍。气相色谱法概述(i sh)第22页/共60页第二十三页，共60页。峰高乘平均峰高乘平均峰高乘平均峰高乘平均(pngjn)(pngjn)峰宽法峰宽法峰宽法峰宽法n n在峰高的在峰高的15%15%和和85%85%处分别处分别(fnbi)(fnbi)测得峰宽，取两测得峰宽，取两者平均值作为峰宽，此法可用于带前伸或拖尾的不对者平均值作为峰宽，此法可用于带前伸或拖尾的不对称峰称峰 气相色谱法概述(i s
26、h)第23页/共60页第二十四页，共60页。峰高乘以保留值法峰高乘以保留值法在在一一定定操操作作条条件件下下，结结构构相相近近的的同同类类物物质质的的半半峰峰宽宽与与保保留留值值基基本本上上成成正正比比关关系系。因因此此，在在相相对对测测量量中中可可用用此此方方法法。此此方方法法方方便便，保保留留值值也容易测准确，适用于工厂分析。也容易测准确，适用于工厂分析。自动积分仪法自动积分仪法配配备备电电子子(dinz)(dinz)自自动动积积分分仪仪，直直接接测测出出色色谱谱峰峰面面积积，精精确确度度达达到到0.2%0.2%2%2%，但但测测量量小小峰峰时时误差较大。误差较大。气相色谱法概述(i sh
27、)第24页/共60页第二十五页，共60页。（3 3）定量）定量）定量）定量(dngling)(dngling)校正因子校正因子校正因子校正因子n n式式中中的的fsifsi不不仅仅因因不不同同组组分分而而异异，而而且且还还取取决决于于检检测测器器的的灵灵敏敏度度及及某某些些操操作作条条件件，给给实实际际应应用用带带来来困困难难，所所以在定量分析中都使用相对校正因子。以在定量分析中都使用相对校正因子。n n相相对对校校正正因因子子与与操操作作条条件件无无关关，它它可可由由实实验验确确定定(qudng)(qudng)，其详细介绍可查阅有关技术文献。，其详细介绍可查阅有关技术文献。气相色谱法概述(i
28、 sh)第25页/共60页第二十六页，共60页。（4 4）两种常用）两种常用）两种常用）两种常用(chn(chn yn yn)的定量计的定量计的定量计的定量计算方法算方法算方法算方法 归一化法 外标法气相色谱法概述(i sh)第26页/共60页第二十七页，共60页。归一化法归一化法归一化法归一化法n n当当样样品品中中所所有有组组分分(zfn)(zfn)都都能能出出峰峰时时，同同时时也也得得知知各各组组分分(zfn)(zfn)的的校校正正因因子子，则则可可求求出出各各组组分分(zfn)(zfn)的含量的含量,归一化定量计算法的优点：归一化定量计算法的优点：计算方便，准确，进样量的波动不影响分析
29、结果的准确性。计算方便，准确，进样量的波动不影响分析结果的准确性。仪器的操作条件及其波动对分析结果的影响比较仪器的操作条件及其波动对分析结果的影响比较(bjio)小。小。使用归一化定量法的条件：使用归一化定量法的条件：是必须保证样品中所有组分在一定时间内必须全部出峰，是必须保证样品中所有组分在一定时间内必须全部出峰，且峰形无重叠现象。且峰形无重叠现象。气相色谱法概述(i sh)第27页/共60页第二十八页，共60页。外标法外标法外标法外标法 定量定量定量定量(dngling)(dngling)样品校正法样品校正法样品校正法样品校正法n n分析中常用的绝对定量方法。分析中常用的绝对定量方法。n
30、n首首先先，用用已已知知组组分分的的纯纯样样品品加加溶溶剂剂，配配成成一一系系列列不不同同质质量量浓浓度度的的标标准准样样，在在一一定定条条件件下下进进行行色色谱谱分分析析，作作出出峰峰面面积积（或或峰峰高高）对对质质量浓度的关系曲线，称工作曲线。量浓度的关系曲线，称工作曲线。n n然然后后在在同同样样的的操操作作条条件件下下取取同同量量被被分分析析试试样样注注入入(zh(zh r)r)色色谱谱仪仪，测测得得待待分分析析组组分分的的峰峰面面积积（或或峰峰高高），由由工工作作曲曲线线查查出出被被测测组组分分含含量。量。n n优点：优点：n n操操作作简简单单，使使用用方方便便，分分析析的的准准确
31、确度度主主要要取取决于进样量的重复性和操作条件的稳定性。决于进样量的重复性和操作条件的稳定性。气相色谱法概述(i sh)第28页/共60页第二十九页，共60页。气相色谱仪主要气相色谱仪主要气相色谱仪主要气相色谱仪主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)组成部分组成部分组成部分组成部分气相色谱由以下几个主要部分构成：气相色谱仪的基本(jbn)构成第29页/共60页第三十页，共60页。（一）、载气系统（一）、载气系统(xtng)气源：根据检测器类型选择；一般采用惰性气体，要求纯度大气源：根据检测器类型选择；一般采用惰性气体，要求纯度大于于99.999%净化干燥管：目的去除载气中的水分净
32、化干燥管：目的去除载气中的水分(shufn)和氧气（脱水管和氧气（脱水管和脱氧管）和脱氧管）管路：只能使用铜管或不锈钢管管路：只能使用铜管或不锈钢管载气压力控制：一般采用减压阀，载气压力在载气压力控制：一般采用减压阀，载气压力在60-100psi,即即0.42-0.69MPa.气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第30页/共60页第三十一页，共60页。进样系统：进样器进样系统：进样器+汽化室。汽化室。气体进样器（六通阀）：气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。推拉式和旋转式两种。试样首先充满试样首先充满(chngmn)定量定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离管，
33、切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱。柱。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第31页/共60页第三十二页，共60页。液体液体液体液体(yt(yt)进样器：进样器：进样器：进样器：不同规格的专用注射器，填充柱色谱(s p)常用10L；毛细管色谱(s p)常用1L；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。汽化室：将液体试样瞬间(shn jin)汽化的装置。无催化作用。气相色谱仪的基本构成第32页/共60页第三十三页，共60页。n n进样口系统进样口系统进样口系统进样口系统n n作用：使样品以一种可重复可再现的方式契入到
34、色谱柱中，除特作用：使样品以一种可重复可再现的方式契入到色谱柱中，除特作用：使样品以一种可重复可再现的方式契入到色谱柱中，除特作用：使样品以一种可重复可再现的方式契入到色谱柱中，除特殊要求外，样品引入过程不应发生任何殊要求外，样品引入过程不应发生任何殊要求外，样品引入过程不应发生任何殊要求外，样品引入过程不应发生任何(rnh)(rnh)化学反应。化学反应。化学反应。化学反应。n n进样口类型进样口类型进样口类型进样口类型n n分流分流分流分流/不分流进样口（最常用）不分流进样口（最常用）不分流进样口（最常用）不分流进样口（最常用）n n隔垫吹扫填充进样口隔垫吹扫填充进样口隔垫吹扫填充进样口隔垫
35、吹扫填充进样口n n冷柱头进样口冷柱头进样口冷柱头进样口冷柱头进样口n n程序升温汽化进样口程序升温汽化进样口程序升温汽化进样口程序升温汽化进样口n n挥发进样口挥发进样口挥发进样口挥发进样口气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第33页/共60页第三十四页，共60页。分流模式用于含量分流模式用于含量(hnling)较高组分分析较高组分分析不分流模式用于痕量分析（如二恶英类分析）不分流模式用于痕量分析（如二恶英类分析）气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第34页/共60页第三十五页，共60页。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第35页/共60页第三十六
36、页，共60页。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第36页/共60页第三十七页，共60页。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第37页/共60页第三十八页，共60页。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第38页/共60页第三十九页，共60页。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第39页/共60页第四十页，共60页。三 分离(fnl)系统 包括：色谱柱，柱箱色谱柱于柱箱中，(柱箱中有柱温控制装置）作用：将试样中的各组分分离(fnl)出。色谱柱色谱柱填充柱填充柱毛细管柱毛细管柱柱内径柱内径1-10 mm0.05-0.5 mm柱长度柱长度 0.
37、5-10 m10-150 m总塔板数总塔板数103 106样品容量样品容量 10-1000 0.1-50气相色谱仪的基本(jbn)构成第40页/共60页第四十一页，共60页。(4)(4)(4)(4)检测检测检测检测(jin c)(jin c)(jin c)(jin c)系统系统系统系统 通常由检测元件、放大器、显示记录(jl)三部分组成；被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录(jl)和显示，给出色谱图。（一）检测器的分类（一）检测器的分类1、按作用分类：、按作用分类：通用性检测器通用性检测器(如热导和火焰离子化检测器如热导和火焰离子化检测
38、器)选择性检测器选择性检测器(如电子捕获和火焰光度如电子捕获和火焰光度)2、按原理分类、按原理分类:（1）浓度型检测器）浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬间的变测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化化(binhu)，如热导检测器和电子捕获检测器。，如热导检测器和电子捕获检测器。（2）质量型检测器）质量型检测器 测量的是载气中某组分进入检测器的质测量的是载气中某组分进入检测器的质量流速变化量流速变化(binhu)，如火焰离子化检测器和火焰光度检测，如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。器等。气相色谱仪的基本构成第41页/共60页第四十二页，共60页。一、热导一、热导一、热导一、热导(r d(r
39、 d o)o)检测器检测器检测器检测器 Thermal conductivity Thermal conductivity detector,TCDdetector,TCD1.1.热导热导(r do)(r do)检测器的结构检测器的结构 池体池体:一般用不锈钢制成。一般用不锈钢制成。热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。钨丝制成。参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。测量臂：仅载气携测量臂：仅载气携带被分离组分带被分离组分(zfn)的流过，连接在紧靠近的流过，连
40、接在紧靠近分离柱出口处。分离柱出口处。气相色谱仪的基本构成第42页/共60页第四十三页，共60页。2.2.2.2.检测检测检测检测(jin c)(jin c)(jin c)(jin c)原理原理原理原理 平衡电桥(din qio)，见图。不同的气体有不同的热导系数。钨丝通电，加热(ji r)与散热达到平衡后，两臂电阻值：R参=R测 ;R1=R2 则：R参R2=R测R1 无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。气相色谱仪的基本构成第43页/共60页第四十四页，共60页。进样后进样后进样后进样后:载气携带试样(sh yn)组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化
41、，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，即 R参R测 则：R参R2R测R1 这时电桥(din qio)失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰状图形。气相色谱仪的基本(jbn)构成第44页/共60页第四十五页，共60页。3.3.3.3.影响热导影响热导影响热导影响热导(r do)(r do)(r do)(r do)检测器灵敏度的因素检测器灵敏度的因素检测器灵敏度的因素检测器灵敏度的因素 桥桥路路电电流流I：I，钨钨丝丝的的温温度度，钨钨丝丝与与池池体体之之间间的的温温差差，有有利利于于热热传传导导，检检测测器器灵灵敏敏度度提提高
42、高。检检测测器器的的响响应应值值S I3，但但稳稳定定性性下下降降，基基线线不不稳稳。桥桥路路电电流流太太高高时，还可能时，还可能(knng)造成钨丝烧坏。造成钨丝烧坏。池池体体温温度度：池池体体温温度度与与钨钨丝丝温温度度相相差差越越大大，越越有有利利于于热热传传导导，检检测测器器的的灵灵敏敏度度也也就就越越高高，但但池池体体温温度度不不能能低低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第45页/共60页第四十六页，共60页。载载气气种种类类：载载气气与与试试样样的的热热导导系系数数相相差差越越大
43、大，在在检检测测器器两两臂臂中中产产生生(chnshng)的的温温差差和和电电阻阻差差也也就就越越大大，检检测测灵灵敏敏度度越越高高。载载气气的的热热导导系系数数大大，传传热热好好，通通过过的的桥桥路路电电流流也也可可适适当当加加大大，则则检检测测灵灵敏敏度度进进一一步步提提高高。氦氦气气也也具具有有较较大大的的热导系数，但价格较高。热导系数，但价格较高。某些气体某些气体(qt)与蒸气的热导系数，单位：与蒸气的热导系数，单位：10-5J/cms气相色谱仪的基本(jbn)构成第46页/共60页第四十七页，共60页。二、氢火焰二、氢火焰二、氢火焰二、氢火焰(hu(hu yn)yn)离子化检测器离子
44、化检测器离子化检测器离子化检测器 Flame ionization Flame ionization detector,FIDdetector,FID1.1.特点特点 (1)(1)典型的质量型检测器。典型的质量型检测器。(2)(2)对有机化合物具有很高的灵敏度。对有机化合物具有很高的灵敏度。(3)(3)无无机机气气体体(qt)(qt)、水水、四四氯氯化化碳碳等等含含氢氢少少或或不含氢的物质灵敏度低或不响应。不含氢的物质灵敏度低或不响应。(4)(4)氢氢火火焰焰离离子子化化检检测测器器具具有有结结构构简简单单，稳稳定定性性好，灵敏度高，响应迅速等特点。好，灵敏度高，响应迅速等特点。(5)(5)比
45、比热热导导检检测测器器的的灵灵敏敏度度高高出出近近3 3个个数数量量级级，检检出限可达出限可达10-12gs-110-12gs-1。气相色谱仪的基本(jbn)构成第47页/共60页第四十八页，共60页。2.2.2.2.氢火焰氢火焰氢火焰氢火焰(huyn)(huyn)(huyn)(huyn)检测器的结构检测器的结构检测器的结构检测器的结构 (1)在发射极和收集(shuj)极之间加有一定的直流电压（100300V）构成一个外加电场。(2)氢焰检测器需要用到三种气体：N2：载气携带试样组分；H2：为燃气；空气：助燃(zhrn)气。使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最佳。气相色谱仪的基本构
46、成第48页/共60页第四十九页，共60页。3.3.3.3.氢火焰氢火焰氢火焰氢火焰(huyn)(huyn)(huyn)(huyn)离子化检测器的原理离子化检测器的原理离子化检测器的原理离子化检测器的原理 (1)当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷入火焰时，在C层发生裂解反应产生自由基：CnHm CH(2)产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：CH+O CHO+e(3)生成(shn chn)的正离子CHO+与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：CHO+H2O H3O+COA A区：预热区区：预热区B B层：点燃层：点燃(din rn)(din rn)火焰火焰
47、C C层：热裂解区：层：热裂解区：温度最高温度最高D D层：反应区层：反应区气相色谱仪的基本构成第49页/共60页第五十页，共60页。氢火焰氢火焰氢火焰氢火焰(hu(hu yn)yn)离子化检测器的原理离子化检测器的原理离子化检测器的原理离子化检测器的原理 (4)化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定向(dn xin)运动而产生微电流（约10-610-14A）。(5)一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比，质量型检测器。(6)组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳原子被电离。(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的色谱流
48、出曲线。A区：预热区B层：点燃(din rn)火焰C层：热裂解区：温度最高D层：反应区气相色谱仪的基本构成第50页/共60页第五十一页，共60页。4.4.4.4.影响影响影响影响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxing)氢火焰离子化检测器灵敏氢火焰离子化检测器灵敏氢火焰离子化检测器灵敏氢火焰离子化检测器灵敏度的因素度的因素度的因素度的因素 各种气体流速和配比的选择 N2流速的选择主要考虑分离效能，N2 H2=1 11 1.5 氢气 空气=1 10极化电压(diny)正常极化电压(diny)选择 在100300 V范围内。气相色谱仪的基本(jbn)构成第51页/共6
49、0页第五十二页，共60页。三、三、三、三、电子电子电子电子(dinz)(dinz)(dinz)(dinz)捕获检测器捕获检测器捕获检测器捕获检测器 Electron Electron Electron Electron capture detector,ECDcapture detector,ECDcapture detector,ECDcapture detector,ECD 高选择性，(放射源 63Ni，产生射线(shxin)；N2载气，产生电子(基流)。含杂原子试样吸收电子产生负峰)。仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵敏度，检出限10-14 gmL-1。对大多数烃类没有响应
50、。较多应用于农副产品、食品及环境中农药(nngyo)残留量的测定。气相色谱仪的基本构成第52页/共60页第五十三页，共60页。ECDECD气相色谱仪的基本气相色谱仪的基本(jbn)构成构成第53页/共60页第五十四页，共60页。四、四、四、四、其他其他其他其他(qt)(qt)(qt)(qt)检测器检测器检测器检测器1.火焰光度检测器火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD)化化合合物物中中硫硫、磷磷在在富富氢氢火火焰焰中中被被还还原原，激激发发后后，辐辐射射出出400 nm和和550 nm 左左右的光谱，可被检测。右的光谱，可被检测。该检测器是对含硫、磷化合