气相色谱法的应用.ppt

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1、气相色谱法的应用1n n差示分光光度法的原理是什么？差示分光光度法的原理是什么？n n薄层色谱中一般以薄层色谱中一般以Rf f作为定性依据，作为定性依据，Rf f的的定义是什么？定义是什么？n n薄层扫描法的扫描方式有哪些？薄层扫描法的扫描方式有哪些？n n薄层扫描定量法常用的定量方法有哪三种薄层扫描定量法常用的定量方法有哪三种？n n气气气气相相相相色色色色谱谱谱谱法法法法（gas gas gas gas chromatograpychromatograpychromatograpychromatograpy，GCGCGCGC）是是是是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

2、的的的的色色色色谱谱谱谱方方方方法法法法。气气气气相相相相色色色色谱谱谱谱分分分分离离离离是是是是基基基基于于于于样样样样品品品品在在在在两两两两相相相相之之之之间间间间的的的的分分分分配配配配，这这这这两两两两相相相相中中中中一一一一相相相相是是是是表表表表面面面面积积积积很很很很大大大大的的的的固固固固定定定定相相相相，另一相是通过固定相的一种气体。另一相是通过固定相的一种气体。另一相是通过固定相的一种气体。另一相是通过固定相的一种气体。n n优点：高分离效能优点：高分离效能优点：高分离效能优点：高分离效能 、高选择性、高选择性、高选择性、高选择性 、高灵敏度、高灵敏度、高灵敏度、高灵敏度

3、 、分析、分析、分析、分析速度快速度快速度快速度快 、应用范围较广、应用范围较广、应用范围较广、应用范围较广 。n n缺点缺点缺点缺点:受样品的蒸气压限制和定性鉴定较为困难。受样品的蒸气压限制和定性鉴定较为困难。受样品的蒸气压限制和定性鉴定较为困难。受样品的蒸气压限制和定性鉴定较为困难。45 待分离组分 和载气ABCD第一节第一节 气相色谱的气相色谱的基本原理基本原理 可以利用气相色可以利用气相色谱保留值进行定谱保留值进行定性分析，利用峰性分析，利用峰面积或峰高进行面积或峰高进行定量分析。定量分析。塔板理论认为，一根柱子可以分成塔板理论认为，一根柱子可以分成n n段，在每段内组分段，在每段内组

4、分在两相间很快达到分配平衡，每一段称为一块理论塔板。在两相间很快达到分配平衡，每一段称为一块理论塔板。设柱长为设柱长为L L，理论塔板高度为，理论塔板高度为H H，则，则 （式中（式中n n为理论塔板数）为理论塔板数）n n当理论塔板数（当理论塔板数（n n）足够大时，色谱柱流出曲线趋近）足够大时，色谱柱流出曲线趋近于正态分布，理论塔板数（于正态分布，理论塔板数（n n）可以根据色谱图上所）可以根据色谱图上所得的保留时间得的保留时间t tR R和峰宽和峰宽WW或半高峰宽或半高峰宽WWh/2h/2计算：计算：n n n n或或 n n n nn n或或或或HH是描述色谱柱效能的指标，一般而言，色

5、谱柱是描述色谱柱效能的指标，一般而言，色谱柱是描述色谱柱效能的指标，一般而言，色谱柱是描述色谱柱效能的指标，一般而言，色谱柱的理论塔板数（的理论塔板数（的理论塔板数（的理论塔板数（n n）越大，理论塔板高（）越大，理论塔板高（）越大，理论塔板高（）越大，理论塔板高（HH）越小，）越小，）越小，）越小，则表示色谱柱的柱效越高。则表示色谱柱的柱效越高。则表示色谱柱的柱效越高。则表示色谱柱的柱效越高。7n n组分在组分在组分在组分在t tMM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和

6、有效塔板高度：有效塔板高度：有效塔板高度：有效塔板高度：n n n n n n但是，实际的色谱分离过程与塔板理论的描述并不完全但是，实际的色谱分离过程与塔板理论的描述并不完全相符，范第姆特在此基础上发展和建立了速率理论。相符，范第姆特在此基础上发展和建立了速率理论。8n n速速率率理理论论提提出出了了范范第第姆姆特特方方程程式式。它它是是在在塔塔板板理理论论的的基基础础上上引引入入影影响响板板高高的的动动力力学学因因素素而而导导出出的的。它它表表明明了了塔塔板板高高度度（H H）与与载载气气线线速速（u u）以以及及影影响响H H的三项因素之间的关系，其简化式为的三项因素之间的关系，其简化式为

7、n n n n式中式中A A、B B、C C为常数：为常数：A A项称为涡流扩散项，项称为涡流扩散项，B B/u u 项称为分子项称为分子扩散项，扩散项，C C u u 项称为传质项；项称为传质项；u u 为载气线速率，即一定时间内为载气线速率，即一定时间内载气在色谱柱中的流动距离，单位为载气在色谱柱中的流动距离，单位为cm/scm/s。由式中关系可见，。由式中关系可见，当当u u 一定时，只有当一定时，只有当A A、B B/u u 、C C u u 项较小时，项较小时，H H 才能有较才能有较小值，才能获得较高的柱效能；反之，色谱峰扩张柱效能较低。小值，才能获得较高的柱效能；反之，色谱峰扩张

8、柱效能较低。9n n将将A A、B B、C C的关系式带入简式（式的关系式带入简式（式5-55-5），得：），得：n n n n n n 由上式可以看出由上式可以看出:色谱柱填充的均匀程度、载体粒度的色谱柱填充的均匀程度、载体粒度的大小、载气种类和流速、柱温、固定相的液膜厚度等因素大小、载气种类和流速、柱温、固定相的液膜厚度等因素对柱效能及色谱峰扩张的影响，从而对于气相色谱分离条对柱效能及色谱峰扩张的影响，从而对于气相色谱分离条件的选择具有指导意义。件的选择具有指导意义。101112色谱柱流量控制器稳压器空气氢气载气进样口检测器电子部件PC一、气相色谱仪器一、气相色谱仪器气相色谱结构流程气相色

9、谱结构流程气相色谱仪主要部件气相色谱仪主要部件1、载气系统载气系统 包括气源、净化干燥管和载气流速控制；包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气常用的载气有：氢气、氮气、氦气净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）炭等）载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。2、进样装置进样装置 进样装置：进样器进样装置：进样器+气化室；气化室；气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。气体进样器（六通阀）：推拉式和

10、旋转式两种。试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；的试样气体进入分离柱；填充柱进样口填充柱进样口隔垫吹扫出口载气玻璃衬管填充柱隔垫吹扫出口分流出口载气玻璃衬管F2F1毛细柱进样口毛细柱进样口液体进样器：液体进样器：不同规格的专用注射器，填充不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用柱色谱常用10L；毛细管色谱常用；毛细管色谱常用1L；新型仪器带有全自动液体进样；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个等过程自动完成，一次可放置数十个试样。试样。气化

11、室：将液体试样瞬间气化的装置。气化室：将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。无催化作用。3、色谱柱（分离柱和柱温箱）、色谱柱（分离柱和柱温箱）色谱柱：色谱仪的核心部件。色谱柱：色谱仪的核心部件。柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据需要确毫米。长度可根据需要确定。定。柱填料：粒度为柱填料：粒度为60-80或或80-100目的色谱固定相。目的色谱固定相。液液-固色谱：固体吸附剂固色谱：固体吸附剂 液液-液色谱：担体液色谱：担体+固定液固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或

12、将慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。4.检测系统检测系统 色谱仪的眼睛，色谱仪的眼睛，通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成 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，经放大后记录和显示，给出色谱图变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图 检测器：广普型检测器：广普型对所有物质均有响应对所有物质均有响应 专属型专属型对特定物质有高灵敏响应对特定物质有高灵敏响应 常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检

13、测器常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器5.温度控制系统温度控制系统 温度是色谱分离条件的重要选择参数温度是色谱分离条件的重要选择参数 气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度 气化室：保证液体试样瞬间气化气化室：保证液体试样瞬间气化 检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝 分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳

14、温度下分离 19n 保留时间保留时间:用于确定样品组分，即进行样品定性分析。用于确定样品组分，即进行样品定性分析。n 峰面积峰面积:用于测定样品的含量，即定量分析。用于测定样品的含量，即定量分析。典型色谱图典型色谱图n nn n（一）色谱柱（填充柱）的选择和制备（一）色谱柱（填充柱）的选择和制备n n 在在气气相相色色谱谱分分析析中中，样样品品中中各各组组分分的的分分离离是是在在色色谱谱柱柱内内完完成成，为为能能够够准准确确而而快快速速地地完完成成某某一一特特定定样样品品的的分分离离分析任务，在很大程度上取决于色谱柱的选择。分析任务，在很大程度上取决于色谱柱的选择。n n 色谱柱是由柱体、担体

15、和固定液三部分组成的。色谱柱是由柱体、担体和固定液三部分组成的。20n n 常常用用为为不不锈锈钢钢柱柱，一一般般直直型型柱柱易易于于填填充充均均匀匀，螺螺旋旋型型柱柱易易于于得得到到较较合合适适的的长长度度。但但要要注注意意，螺螺旋旋管管的的螺螺旋旋直直径径至至少少必必须须是是柱柱直直径径的的1010倍倍，这这样样才才能能把把扩扩散散和和跑跑道道效效应应降降到最低。到最低。n n n n填填充充柱柱长长度度可可以以从从0.120m0.120m，普普通通分分析析柱柱长长0.13m0.13m。按按理理论论推推测测，柱柱越越长长，理理论论塔塔板板数数越越高高，分分离离效效果果越越好好。但但由由于于

16、载载气气流流经经柱柱子子时时速速度度是是变变化化的的，因因此此处处于于最最佳佳流流速速下下操操作作的的柱柱子子只只有有一一小小段段，这这就就是是说说，若若柱柱太太长长，分分离离效效果果将将随柱长而递减。随柱长而递减。21n n理想的载体具有下列性质：理想的载体具有下列性质：n n比表面积大；有适宜的孔隙结构；化学惰性且无吸附性；比表面积大；有适宜的孔隙结构；化学惰性且无吸附性；热稳定性和机械强度好；抗破碎强度高；颗粒形状规整，热稳定性和机械强度好；抗破碎强度高；颗粒形状规整，大小均匀；固定液对之有湿润性，涂布后易于填充。大小均匀；固定液对之有湿润性，涂布后易于填充。n n应用最广的载体很大部分

17、是以硅藻土（红、白）为原料应用最广的载体很大部分是以硅藻土（红、白）为原料应用最广的载体很大部分是以硅藻土（红、白）为原料应用最广的载体很大部分是以硅藻土（红、白）为原料n n硅烷化法：由于载体表面存在硅醇基，具有形成氢键的能硅烷化法：由于载体表面存在硅醇基，具有形成氢键的能力，因而常用硅烷化试剂与其起反应以改进载体表面性能力，因而常用硅烷化试剂与其起反应以改进载体表面性能 。常用的硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（。常用的硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（DMCSDMCS）和六甲基）和六甲基二硅胺（二硅胺（HNDSHNDS）。）。22n n固固定定液液的的选选择择一一般般是是根根据据被被分分离离物物质质

18、的的性性质质而而定定，需需要要在在开开始始分分析析前前了了解解被被分分离离物物质质中中可可能能含含有有的的组组分分类类型型。对对被被分分离离物物质质的的结结构构、沸沸程程、性性质质了了解解得得越越多多，就就越越容容易易选选择择合适的固定液。合适的固定液。n n固定液选择主要根据固定液选择主要根据“相似性原则相似性原则”。对于一个有效的正。对于一个有效的正常分离来说，固定液的化学结构与被分离组分的化学结构常分离来说，固定液的化学结构与被分离组分的化学结构越相似，它们之间的作用力（色散力、诱导力、静电力和越相似，它们之间的作用力（色散力、诱导力、静电力和氢键结合力等）就越强，则被分离组分在固定液中

19、的溶解氢键结合力等）就越强，则被分离组分在固定液中的溶解度大，分配系数也大，因而在柱内的保留时间长；反之，度大，分配系数也大，因而在柱内的保留时间长；反之，组分就会被很快洗脱出柱。组分就会被很快洗脱出柱。23n n综合法：白色担体：固定液的体积为担体重量的综合法：白色担体：固定液的体积为担体重量的2 2倍倍n n 红色担体，所用固定液溶液的体积与担体重量相同红色担体，所用固定液溶液的体积与担体重量相同n n填充好的色谱柱应进行填充好的色谱柱应进行老化老化。老化的目的老化的目的是除去填充物中残留的是除去填充物中残留的挥发性成分并促使固定液涂渍更加均匀、牢固地分布在担体表面。挥发性成分并促使固定液

20、涂渍更加均匀、牢固地分布在担体表面。n n 处理方法是将层析柱入口端连入气相色谱仪中，使载气缓缓通过处理方法是将层析柱入口端连入气相色谱仪中，使载气缓缓通过层析柱，保持在高于正常操作温度层析柱，保持在高于正常操作温度20502050，而又不超过固定液最，而又不超过固定液最高使用温度，加热几小时或过夜。注意为防止污染检测器，柱出口不高使用温度，加热几小时或过夜。注意为防止污染检测器，柱出口不要与检测器相接。要与检测器相接。25通用检测器有：通用检测器有：通用检测器有：通用检测器有：n n1 1 1 1、热导池检测器，、热导池检测器，、热导池检测器，、热导池检测器，TCD(Thermal cond

21、uctivity TCD(Thermal conductivity TCD(Thermal conductivity TCD(Thermal conductivity n n detector)detector)detector)detector)测一般化合物和永久性气体测一般化合物和永久性气体n n2 2 2 2、氢火焰离子化检测器、氢火焰离子化检测器、氢火焰离子化检测器、氢火焰离子化检测器,FID,FID,FID,FID (Hydrogen flame(Hydrogen flame(Hydrogen flame(Hydrogen flame n n ionization detector)

22、ionization detector)ionization detector)ionization detector)测一般有机化合物测一般有机化合物n n专用检测器有：专用检测器有：专用检测器有：专用检测器有：n n3 3 3 3、电子俘获检测器，、电子俘获检测器，、电子俘获检测器，、电子俘获检测器，ECD(Electron capture ECD(Electron capture ECD(Electron capture ECD(Electron capture n n detector)detector)detector)detector)测带强电负性原子的有机化合物测带强电负性原子的

23、有机化合物n n4 4 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，FPD(Flame photometric FPD(Flame photometric FPD(Flame photometric FPD(Flame photometric n n detector)detector)detector)detector)测含硫、含磷的有机化合物测含硫、含磷的有机化合物n n特殊检测器有：特殊检测器有：特殊检测器有：特殊检测器有：FTIRFTIRFTIRFTIR、MSMSMSMS、测化合物结构测化合物结构26n n原理：不同物质具有不同的导热系数原理：利用有机

24、化合物在氢火焰中燃烧时能产生带电离子碎片，引起电极间导电度变化而进行测定。n n在实际使用时要考虑，固定液的最高和最低使用温度，最在实际使用时要考虑，固定液的最高和最低使用温度，最高操作温度应比所选择的固定液的沸点大约低高操作温度应比所选择的固定液的沸点大约低150200150200，比其规定的最高使用温度低，比其规定的最高使用温度低01000100。n n一般说来，使用较低的柱温能改善分离。在通常情况下，一般说来，使用较低的柱温能改善分离。在通常情况下，选择温度时要权衡各方面得失，既不能太高有损于分离，选择温度时要权衡各方面得失，既不能太高有损于分离，又不能太低使保留时间过长，可使温度约等于

25、样品组分的又不能太低使保留时间过长，可使温度约等于样品组分的平均沸点。平均沸点。n n n n柱温选择的基本原则是：在使最难分离的组分有尽可能好柱温选择的基本原则是：在使最难分离的组分有尽可能好的分离度的前提下，采用较低柱温。的分离度的前提下，采用较低柱温。29柱柱温温与与样样品品沸沸点点之之间间的的关关系系n n载气在化学上必须是惰性的，目前氮气较为常用。载气在化学上必须是惰性的，目前氮气较为常用。n n实实际际工工作作中中，载载气气的的选选择择主主要要依依据据检检测测器器灵灵敏敏度度的的需求。需求。n n在在使使用用载载气气及及检检测测器器所所需需辅辅助助气气体体时时，应应注注意意载载气气

26、的纯化的纯化 。n n理论板高最小时，载气的流量为最佳流量。理论板高最小时，载气的流量为最佳流量。31三毛细管柱气相色谱三毛细管柱气相色谱（一）毛细管柱的分类与制备 1毛细管柱的分类n n 2 2毛细管的表面处理毛细管的表面处理毛细管的表面处理毛细管的表面处理 n n 钝化（脱活，提高可湿性）的方法主要有以下几种：钝化（脱活，提高可湿性）的方法主要有以下几种：n n（1 1）硅烷化）硅烷化n n（2 2）PEG-20MPEG-20M钝化钝化n n（3 3）表面活性剂钝化）表面活性剂钝化n n3 3固定液的涂渍固定液的涂渍固定液的涂渍固定液的涂渍 n n 现现多多采采用用固固定定化化固固定定相相

27、毛毛细细管管柱柱，固固定定化化包包括括交交联联（crosslinlingcrosslinling，指指在在固固定定相相分分子子间间进进行行共共价价连连接接）和和键键合合（bondingbonding，指指固固定定相相与与支持物表面的连接）。支持物表面的连接）。n n n n 固定化固定相毛细管柱有下述优点：（固定化固定相毛细管柱有下述优点：（1 1）可用溶剂洗涤；（）可用溶剂洗涤；（2 2）减少）减少了固定相的流失；（了固定相的流失；（3 3）可减少超载峰的拖尾；（）可减少超载峰的拖尾；（4 4）固定相不易剥落。）固定相不易剥落。33n n 毛毛毛毛细细细细管管管管柱柱柱柱气气气气相相相相色色

28、色色谱谱谱谱的的的的流流流流路路路路系系系系统统统统与与与与填填填填充充充充柱柱柱柱气气气气相相相相色色色色谱谱谱谱没没没没有有有有本本本本质质质质的的的的不不不不同同同同，差差差差别别别别主主主主要要要要在在在在于于于于毛毛毛毛细细细细管管管管色色色色谱谱谱谱的的的的进进进进样样样样部部部部分分分分有有有有用用用用作作作作载载载载气分流室的控制流路和为气分流室的控制流路和为气分流室的控制流路和为气分流室的控制流路和为FIDFID提供柱后尾吹气的流路系统。提供柱后尾吹气的流路系统。提供柱后尾吹气的流路系统。提供柱后尾吹气的流路系统。n n n n进样系统：进样器和分流器进样系统：进样器和分流器

29、进样系统：进样器和分流器进样系统：进样器和分流器 进样方式：分流进样和不分流进样进样方式：分流进样和不分流进样进样方式：分流进样和不分流进样进样方式：分流进样和不分流进样分流模式分流模式:含量较高组分分析，该模式可以避免毛细管柱超负荷，含量较高组分分析，该模式可以避免毛细管柱超负荷，保证其处于最佳流态状况。保证其处于最佳流态状况。不分流模式不分流模式:痕量组分分析痕量组分分析3435图图5-3 毛细管柱气相色谱的流路图毛细管柱气相色谱的流路图n n 与与一一般般填填充充柱柱比比较较，毛毛毛毛细细细细管管管管柱柱柱柱具具具具有有有有柱柱柱柱效效效效高高高高和和和和柱柱柱柱渗渗渗渗透透透透性性性性

30、好好好好的的的的特特特特点点点点。n n 由于毛细管柱没有填充粒子，因此不存在多孔效应或涡流扩由于毛细管柱没有填充粒子，因此不存在多孔效应或涡流扩散所造成的谱带扩展散所造成的谱带扩展,加之传质阻力加之传质阻力C C减少减少,柱长增加，故使柱柱长增加，故使柱效增加明显。效增加明显。n n 毛细管柱具有很高的分离效率，突出地表现为所洗脱的峰形毛细管柱具有很高的分离效率，突出地表现为所洗脱的峰形尖而窄。尖而窄。n n 毛细管柱的毛细管柱的R R值要比填充柱高值要比填充柱高1010倍，它可将保留时间在两个倍，它可将保留时间在两个峰之间的各峰都分开，这一性能对于分析复杂混合物极为重要。峰之间的各峰都分开

31、，这一性能对于分析复杂混合物极为重要。36n n 柱温固定的色谱过程称为恒温色谱（柱温固定的色谱过程称为恒温色谱（IGCIGC）或等温色谱。对于一个）或等温色谱。对于一个样品中的各组分都有一个最佳柱温，对填充柱，大约为组分的平均沸样品中的各组分都有一个最佳柱温，对填充柱，大约为组分的平均沸点；对毛细管柱，大约比沸点低点；对毛细管柱，大约比沸点低5050为最佳柱温，为最佳柱温，如果样品组分较少，如果样品组分较少，如果样品组分较少，如果样品组分较少，沸程范围不大，一般都采用恒温色谱，效果较好沸程范围不大，一般都采用恒温色谱，效果较好沸程范围不大，一般都采用恒温色谱，效果较好沸程范围不大，一般都采用

32、恒温色谱，效果较好。n n 但恒温技术在分析复杂混合物和宽沸程样品时，有很大的局限性。但恒温技术在分析复杂混合物和宽沸程样品时，有很大的局限性。n n 如果采用如果采用程序升温色谱法程序升温色谱法程序升温色谱法程序升温色谱法（PTGCPTGC），），即柱温按预定的加热速度，即柱温按预定的加热速度，即柱温按预定的加热速度，即柱温按预定的加热速度，随时间呈线性或非线性增加，则混合物中所有组分将在其最佳柱温随时间呈线性或非线性增加，则混合物中所有组分将在其最佳柱温随时间呈线性或非线性增加，则混合物中所有组分将在其最佳柱温随时间呈线性或非线性增加，则混合物中所有组分将在其最佳柱温（称为保留温度）下流出

33、色谱（称为保留温度）下流出色谱（称为保留温度）下流出色谱（称为保留温度）下流出色谱 n n 一般说来，一般说来，如果样品的沸点范围（样品中组分的最低沸点与组分如果样品的沸点范围（样品中组分的最低沸点与组分如果样品的沸点范围（样品中组分的最低沸点与组分如果样品的沸点范围（样品中组分的最低沸点与组分最高沸点之差）大于最高沸点之差）大于最高沸点之差）大于最高沸点之差）大于100100，就需要用程序升温法。，就需要用程序升温法。，就需要用程序升温法。，就需要用程序升温法。37n n 在程序升温色谱中柱温增加的方式，分为：在程序升温色谱中柱温增加的方式，分为：n n（1 1）线性升温：柱温随时间成比例增

34、加。）线性升温：柱温随时间成比例增加。n n（2 2）非线性升温：）非线性升温：n n 线性线性-恒温加热：适于高沸点样品的分离。恒温加热：适于高沸点样品的分离。n n 恒温恒温-线性加热：适于低沸点组分较多的情况。线性加热：适于低沸点组分较多的情况。n n 恒温恒温-线性线性-恒温加热：适于沸点范围很宽的样品。恒温加热：适于沸点范围很宽的样品。多种速度升温：适于沸点间隔较大，性质不同的样多种速度升温：适于沸点间隔较大，性质不同的样品。品。38程序升温色谱中，常用保留温度（组分浓度最大值流出色谱柱时的柱温）作为定性依据。（二）衍生物的制备（二）衍生物的制备 采用制备衍生物的办法解决部分问题采用

35、制备衍生物的办法解决部分问题化化合合物物要要具具有有26.661333.22Pa的的蒸蒸气气压压，且且在在操操作作温温度度下下有有良良好好的的热热稳稳定定性性才才能能进进 行行气气相相色色谱谱分分析析中中药药分分析析中中，除除了了挥挥发发油油及及低低沸沸点点、易易挥挥发发小小分分子子物物质质外外，有有不不少少化化合合物物本本身身难难用用气气相相色色谱谱进进行行分分析析1制备衍生物的目的制备衍生物的目的 改变化合物的理化性质以改进分离提高化合物在测定器上的灵敏度用于测定未知化合物改进被测化合物的色谱性能，使原来不挥发的或挥发差的化合物变成一种新的具有一定挥发性的化合物n n一定性分析一定性分析n

36、 n1.1.直接利用保留时间定性直接利用保留时间定性 n n一定的物质在一定的层析操作条件下，应有一定的保留时间。一定的物质在一定的层析操作条件下，应有一定的保留时间。n n但不同的化合物可以有同样的或很相近的保留时间。在这种情况下，应用但不同的化合物可以有同样的或很相近的保留时间。在这种情况下，应用GCGC与质谱（与质谱（MSMS）；）；GCGC与红外光谱（与红外光谱（IRIR）的联用来进行确切的鉴别。）的联用来进行确切的鉴别。n n2 2相对保留值（或相对保留时间）相对保留值（或相对保留时间）n n相相对对保保留留值值是是以以被被测测定定组组分分的的校校正正保保留留时时间间与与基基准准物物

37、质质的的校校正正保保留留时时间间的的比比值表示。值表示。n n只只要要柱柱温温、固固定定相相确确定定，即即使使柱柱长长、柱柱径径、填填充充情情况况及及载载气气流流速速等等有有所所变变化化，均不影响比值。均不影响比值。42n n3 3保留指数（保留指数（I I）n n 又又称称KovatsKovats指指数数，即即以以两两个个相相邻邻的的正正构构烷烷烃烃为为基基准准物物质质，测测定定它它们们的的校校正正保保留留时时间间，使使未未知知组组分分的的校校正正保保留时间在两个保留时间之间，按下式计算未留时间在两个保留时间之间，按下式计算未n n知组分的保留指数（知组分的保留指数（IxIx）：）：n n

38、4 4保留值保留值-碳原子数变化规律碳原子数变化规律n n 在在相相同同温温度度下下，同同系系物物的的碳碳原原子子数数与与保保留留值值对对数数呈呈线性关系：线性关系：4344（一）误差产生的原因（一）误差产生的原因n n（二）峰面积测量n n n n1 1 1 1峰面积的测量方法峰面积的测量方法峰面积的测量方法峰面积的测量方法n n气气相相色色谱谱定定量量分分析析的的依依据据是是组组分分的的量量（重重量量或或在在载载气气中中的的浓度）与检测的峰面积响应值成正比，即：浓度）与检测的峰面积响应值成正比，即：n n W W =fA fA n n 式中，式中，W W：组分的量；：组分的量；A A：色谱

39、峰峰面积；：色谱峰峰面积；f f：比例常数：比例常数n n面积积分的方法面积积分的方法面积积分的方法面积积分的方法：n n n n（1 1）峰峰高高乘乘半半峰峰宽宽法法：A A=1.065h=1.065h W W h/2h/2，此此法法对对非非对对称称峰或很窄的峰，测量误差大，不宜采用。峰或很窄的峰，测量误差大，不宜采用。（2 2）峰宽乘峰高法：，）峰宽乘峰高法：，A=1/2WhA=1/2Wh，对矮而宽的峰较准确。，对矮而宽的峰较准确。（3 3）峰峰高高乘乘平平均均峰峰宽宽法法：A A=1/2h1/2h（W W0.150.15 +W W0.850.85），此此法对非对称峰（前伸峰或拖尾峰）测量

40、较准确。法对非对称峰（前伸峰或拖尾峰）测量较准确。（4 4）峰高定量法：当峰形为对称峰时峰高可代替峰面积）峰高定量法：当峰形为对称峰时峰高可代替峰面积定量。定量。n n 46（1 1）外标法：外标法：配制一系列已知浓度的标准液，在同一条件，按同配制一系列已知浓度的标准液，在同一条件，按同量注入色谱柱，测量其峰面积（或峰高），作出峰面积（或峰量注入色谱柱，测量其峰面积（或峰高），作出峰面积（或峰高）与浓度的标准曲线，然后同条件下，注入样品，测量其峰高）与浓度的标准曲线，然后同条件下，注入样品，测量其峰面积（或峰高），根据标准曲线，计算样品中该成分的浓度。面积（或峰高），根据标准曲线，计算样品中该

41、成分的浓度。方法简单，但要求准确的进样量，适用气样分析。方法简单，但要求准确的进样量，适用气样分析。（2 2）归一法归一法：测量每一个峰的面积，单个峰面积除以峰的总面积，：测量每一个峰的面积，单个峰面积除以峰的总面积，就得到组分的百分数：就得到组分的百分数：n n n n这是一种简便定量方法，但要求样品中所有组分都必须出峰。这是一种简便定量方法，但要求样品中所有组分都必须出峰。n n 47 （3 3）内标法内标法：准确称取试样，加入一定量纯物质作为内：准确称取试样，加入一定量纯物质作为内标物，然后进行标物，然后进行GCGC分析，根据试分析，根据试样和内标物的重量比和相样和内标物的重量比和相应的

42、峰面积比，求出某组分含量。应的峰面积比，求出某组分含量。n n 此法要求选择一个适宜的内标物，此内标物在样品中不此法要求选择一个适宜的内标物，此内标物在样品中不存在，与样品各组分需完全分离；其峰与被测组分的峰靠存在，与样品各组分需完全分离；其峰与被测组分的峰靠近，而且内标物的量与被测组分的量接近。近，而且内标物的量与被测组分的量接近。n n(4)(4)追加法追加法：样品及加入待测组分纯品的样品各做色谱图，：样品及加入待测组分纯品的样品各做色谱图，测量峰面积，两次峰面积之差即为纯品峰面积，再按内标测量峰面积，两次峰面积之差即为纯品峰面积，再按内标法同样计算。法同样计算。48n n一顶空气相色谱n

43、 n它是一种对液体或固体样品中所含挥发性成分进行气相色谱它是一种对液体或固体样品中所含挥发性成分进行气相色谱分析的间接测定方法。将被分析样品放在一个密闭容器中分析的间接测定方法。将被分析样品放在一个密闭容器中（通常为密封的小玻璃瓶），在恒定的温度下达到热力学平（通常为密封的小玻璃瓶），在恒定的温度下达到热力学平衡，以样品容器上部空间的蒸汽作为样品进行色谱分析。衡，以样品容器上部空间的蒸汽作为样品进行色谱分析。n n严格讲它并不是指气相色谱分析本身，而仅是一种色谱分析严格讲它并不是指气相色谱分析本身，而仅是一种色谱分析样品的预处理方法。但随着气相色谱联用技术的发展，顶空样品的预处理方法。但随着气

44、相色谱联用技术的发展，顶空分析迅速取代了经典方法，成为不容忽视的技术。分析迅速取代了经典方法，成为不容忽视的技术。495051n n1 1原理与操作步骤原理与操作步骤n n 闪蒸闪蒸-气相色谱法（气相色谱法（flash distillation gas flash distillation gas chromatographychromatography）原来是用于分析高分子材料中挥发性成分）原来是用于分析高分子材料中挥发性成分及添加剂；及添加剂；n n 裂解裂解-气相色谱法（气相色谱法（pyrolysis gas chromatographypyrolysis gas chromatogra

45、phy）已）已广泛用于高分子材料分析。广泛用于高分子材料分析。n n n n 采用闪蒸采用闪蒸-毛细管气相色谱毛细管气相色谱-质谱法和裂解质谱法和裂解-毛细管气相色谱毛细管气相色谱-质谱法分析中草药，尤其是挥发性成分，取得了较好的成果。质谱法分析中草药，尤其是挥发性成分，取得了较好的成果。n n 用用闪闪蒸蒸、裂裂解解毛毛细细管管气气相相色色谱谱法法则则可可直直接接选选择择分分析析，且且有有分分析析速速度度快快、操操作作简简便便、样样品品用用量量少少，不不需需任任何何化化学学试试剂剂及及化化学处理、重现性好等优点。学处理、重现性好等优点。52具体方法是将中草药粉末样品作两次冲撞分析具体方法是将

46、中草药粉末样品作两次冲撞分析在较低炉温下，停留较短在较低炉温下，停留较短时间，此时样品本身没有时间，此时样品本身没有发生分解，样品中的易挥发生分解，样品中的易挥发组分则瞬间气化，被载发组分则瞬间气化，被载气带入色谱柱分析，称为气带入色谱柱分析，称为闪蒸闪蒸将闪蒸后的样品剩余物将闪蒸后的样品剩余物在较高炉温下停留一段在较高炉温下停留一段时间，此时样品组分大时间，此时样品组分大部分分解，样品组分及部分分解，样品组分及其裂片混合物进入色谱其裂片混合物进入色谱柱分析，称为裂解柱分析，称为裂解54n n 气相色谱仪可以看作是质谱仪的进样系统，相反也可以把气相色谱仪可以看作是质谱仪的进样系统，相反也可以把

47、质谱仪看作是色谱仪的检测器，供试样品经质谱仪看作是色谱仪的检测器，供试样品经GCGC分离为单一组分，分离为单一组分，按其不同的停留时间，与载气同时流出色谱柱，经接口除去载按其不同的停留时间，与载气同时流出色谱柱，经接口除去载气，保留组分进入气，保留组分进入MSMS仪离子源，由于此时载气和组分的量甚微，仪离子源，由于此时载气和组分的量甚微，不致于严重破坏不致于严重破坏MSMS的真空度。各组分分子进入离子源后被离子的真空度。各组分分子进入离子源后被离子化，对于有机物，在多数情况下，由于在离子化过程中接受了化，对于有机物，在多数情况下，由于在离子化过程中接受了过多的能量，生成的分子离子会进一步裂解成

48、各种碎片离子，过多的能量，生成的分子离子会进一步裂解成各种碎片离子，经检测记录为经检测记录为MSMS图谱，用计算机自动检索核对，即可得出结果。图谱，用计算机自动检索核对，即可得出结果。5556n n 1离子源:使样品分子成为离子状态n n（1）电子轰击源（EI）n n（2）化学电离源（CI）n n（3）其他类型的离子源 n n 2质量分析器：把离子按质核比分开n n（1）四极杆质量分析器 n n（2）磁式质量分析器 57n n MS MS离子源的真空度一般在离子源的真空度一般在l0l0-3-3PaPa，而，而GCGC出口压为出口压为105Pa105Pa，所以接口技术是联用系统的关键，其作用：一

49、是，所以接口技术是联用系统的关键，其作用：一是使色谱柱出口压力与使色谱柱出口压力与MSMS离子源的压力相匹配；二是排除离子源的压力相匹配；二是排除大量载气，使待测的组分经浓缩后适量地进入离子源。大量载气，使待测的组分经浓缩后适量地进入离子源。n n常见的接口技术：常见的接口技术：n n（1 1）直接偶合法）直接偶合法n n（2 2）浓缩型接口）浓缩型接口 n n（3 3）开口分流型接口）开口分流型接口 58nn n n 用于联用系统的色谱仪除应满足高效分离的要求外，用于联用系统的色谱仪除应满足高效分离的要求外，还必须兼顾质谱仪的某些要求。还必须兼顾质谱仪的某些要求。n n 1 1色谱柱色谱柱n

50、 n 熔融二氧化硅空心柱（熔融二氧化硅空心柱（FSOTFSOT），本身具有弹性，可），本身具有弹性，可拉直，易与质谱离子源连接，目前采用较多，如果样品不太拉直，易与质谱离子源连接，目前采用较多，如果样品不太复杂，对分离效果要求不太高时，可采用内径复杂，对分离效果要求不太高时，可采用内径2mm2mm的填充的填充柱。若样品比较复杂，可供使用的样品量又很少，则应使用柱。若样品比较复杂，可供使用的样品量又很少，则应使用毛细管柱。毛细管柱。n n目前广泛使用的是交联固定相和键合相填充柱使用寿命较长。目前广泛使用的是交联固定相和键合相填充柱使用寿命较长。59n n 2 2载气载气n n 所用的载气应是化学