第13章气相色谱分析Gass Chromatography (GC)
第13章 气相色谱分析 Gas Chromatography (GC)
13.1气相色谱仪器气路系统、进样系统、柱分离系统、温控系统、各类检测器13.2气相色谱固定相气固色谱固定相（吸附剂）、气液色谱固定相（载体+固定液）13.3气相色谱分离分析条件柱长、载气及其流速、填充颗粒、柱温、进样量及进样方式13.4定性分析保留时间、经验规律、保留指数、双柱定性、仪器联用定性13.5定量分析校正因子、归一化法、外标法、内标法13.6毛细管色谱简介毛细管分类及特点
13.1 气相色谱仪器 气路系统、进样系统、柱分离系统、温控系统、各类检测器 13.2 气相色谱固定相 气固色谱固定相（吸附剂）、气液色谱固定相（载体+固定液） 13.3 气相色谱分离分析条件 柱长、载气及其流速、填充颗粒、柱温、进样量及进样方式 13.4 定性分析 保留时间、经验规律、保留指数、双柱定性、仪器联用定性 13.5 定量分析 校正因子、归一化法、外标法、内标法 13.6 毛细管色谱简介 毛细管分类及特点
气相色谱过程：待测物样品被被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气体（指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物样品蒸汽带入柱内分离。其分离原理是基于待测物在和分气相和固定相之间的吸附-脱附（气固色谱）配（气液色谱）来实现的。因此可将气相色谱分为气固色谱和气液色谱
气相色谱过程： 待测物样品被被蒸发为气体并注入到色谱分离 柱柱顶，以惰性气体（指不与待测物反应的气体， 只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物样 品蒸汽带入柱内分离。其分离原理是基于待测物在 气相和固定相之间的吸附-脱附（气固色谱）和分 配（气液色谱）来实现的。因此可将气相色谱分为 气固色谱和气液色谱
气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理吸附-解吸（或极性）分能力不同实现物质的分离。由于活性子在这些吸附剂上的半永久性滞留（吸附-脱附过程为非线性的），导致色谱峰严重拖尾，因此气固色谱应用十分有限。只适于较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。对此方法，本章只作简单介绍
气固色谱： 利用不同物质在固体吸附剂上的物理吸附-解吸 能力不同实现物质的分离。由于活性（或极性）分 子在这些吸附剂上的半永久性滞留(吸附-脱附过程 为非线性的)，导致色谱峰严重拖尾，因此气固色谱 应用十分有限。只适于较低分子量和低沸点气体组 分的分离分析。对此方法，本章只作简单介绍
气液色谱：通常直接称之为气相色谱。它是利用待测物在气体流动相和固定在情性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分离。1941年，Martin和Synge(对液-液分配色谱也做了巨大贡献）提出气液分配色谱的概念。11年后，即1952年，Jones和Martin通过实验展示了该方法；3年后，即1955年，首台气相色谱仪如今问世。1990年，估计有20万台仪器投入使用！呢？说不清了
气液色谱： 通常直接称之为气相色谱。它是利用待测物在气 体流动相和固定在惰性固体表面的液体固定相之间 的分配原理实现分离。1941年，Martin和Synge(对 液-液分配色谱也做了巨大贡献)提出气液分配色谱的 概念。11年后，即1952年，Jones和Martin通过实验 展示了该方法；3年后，即1955年，首台气相色谱仪 问世。1990年，估计有20万台仪器投入使用！如今 呢？说不清了
气相色谱仪器16.11现在，有近百厂家、提供数百种型号、价格在USDS15000~40000的气相色谱仪。过去几十年内，色谱仪器得到了极大的发展，这主要归于：1970s:电子积分仪及计算机数据处理装置的发展；如柱1980s：计算机技术对仪器各类参数的自动控制。温、流速、自动进样等。随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。其中，GC最重要的发展是开管柱的引入，使含有数百种混合物样品得以分离
16.1 气相色谱仪器 现在，有近百厂家、提供数百种型号、价格在 USD$15000~40000的气相色谱仪。过去几十年内，色 谱仪器得到了极大的发展，这主要归于： 1970s: 电子积分仪及计算机数据处理装置的发展； 1980s: 计算机技术对仪器各类参数的自动控制。如柱 温、流速、自动进样等。 随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。其 中，GC最重要的发展是开管柱的引入，使含有数百 种混合物样品得以分离
GC流路示意图Soap-bubblemeterRecorder检测系统SyringeElectrometer气路系统Detector进样or系统bridgeTwo-stageFlowInjectorpressureRotometersplitterregulator温控系统ADCFlowcontrollerNDataCarriersystemgasColumnsupply分离系统Column oven
H2,N 或2 Ar 气路系统 进样 系统 检测系统 分离系统 GC流路示意图
一、气路系统（Carriergassupply）获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量计及气体净化装置。载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。净化器：分子筛和活性碳管串联，可除去水、氧气及其它杂质。压力表：多为两级压力指示：第一级，钢瓶压力（总是高于常压。对填充柱：10-50psi；对开口毛细柱：1-25psi)；第二级，柱头压力指示；流量计：在柱头前使用转子流量计(Rotometer)，但不太准确。通常在柱后，以皂膜流量计(Soap-bubblemeter)测流速。许多现代仪器装置有电子流量计，并以计算机控制其流速保持不变
一 、气路系统(Carrier gas supply) 获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量 计及气体净化装置。 载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑对 柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。 净化器：分子筛和活性碳管串联，可除去水、氧气及其它杂质。 压力表：多为两级压力指示：第一级，钢瓶压力(总是高于常压。对填 充柱：10-50psi；对开口毛细柱：1-25psi)；第二级，柱头压力 指示； 流量计：在柱头前使用转子流量计(Rotometer)，但不太准确。通常在柱 后，以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流速。许多现代仪器 装置有电子流量计，并以计算机控制其流速保持不变
二、进样系统(Sampleinjection system）进样要求：进样量或体积适宜；式进“塞子”样。一般柱分离进样体积在十分之几至20μuL，对毛细管柱分离，体积约为～10-3μL，此时应采用分流进样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分离变差（拖尾）
二、进样系统(Sample injection system) 进样要求：进样量或体积适宜；“塞子”式进 样。一般柱分离进样体积在十分之几至20L，对毛 细管柱分离，体积约为~10-3 L，此时应采用分流 进样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分 离变差(拖尾)
常以微量注射器（穿过隔膜垫）或六通阀将液体样品注入气化室（汽化室温度比样品中最易蒸的物质的沸点高约50C)，通常六通阀进样的重现性好于注射器EluentEluentandEluentEluenttoincolumnsampletoincolumn000001Sample inSample outSample inSampleout六通阀进样微量进样器进样
常以微量注射器(穿过隔膜垫)或 六通阀将液体样品注入气化室( 汽化室温度比样品中最易蒸的物 质的沸点高约50oC)，通常六通 阀进样的重现性好于注射器。 六 通 阀 微量进样器进样 六通阀进样