气相色谱法课件

气相色谱法(GC) 第一节 气相色谱法分类和一般程序 一、气相色谱法分类和特点 1.分类 气相色谱法属于柱色谱法 按固定相的物态可分为 气一固(GSC)和气一液 (GLC),按柱的粗细和填充情况可分为： 填充柱和毛细管柱。 （1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。内径一般为4 6mm，长1 3 m （2）毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、多孔层和涂载体空心柱。空心毛细管柱材质为玻璃或石英，呈螺旋型。内径一般为0.1 0.5mm，长度30 300m。,2.气相色谱法的特点 优点：分离效能高、 选择性好、 灵敏度高、 样品用量少、 分析速度快(几秒至几十分钟)、 应用广 弱点：受样品蒸气压限制，b.p500，热稳定性好，M400样品 对于挥发性较差的液体、固体，需采用制备衍生物或裂解等方法，增加挥发性。据统计，能用气相色谱法直接分析的有机物约占全部有机物的20。,二、气相色谱法的一般流程 载气(高压瓶) ，经降压、脱水及净化，调至适宜的流量而进入色谱柱，经检测器流出色谱仪。待流量、温度及基线稳定后，即可进样。液态样品用微量注射器吸取，由进样器注入，气态样品可用六通阀或注射器进样，样品被载气带入色谱柱。,图191气相色谱仪示意图 1.载气瓶 2.减压阀 3.净化器 4.稳压阀 5.柱前压力表 6.转子流量计 7.进样器 8.色谱柱 9.色谱柱恒温箱 10.馏分收集口(柱后分流阀) 11.检测器 12.检测器恒温箱 13.记录器 14.尾气出口,1.载气系统：包括气源、气体净化、气体流速控制和测量；气体从载气瓶经减压阀、流量控制和压力调节阀，通过色谱柱，由检测器排除，形成气路系统。整个系统密封。常用载气H2、He、N2 2.进样系统：包括进样器、气化室、加热器（气化试样）,3.色谱柱系统：包括恒温控制装置，温度控制方式有恒温和程序升温二种。 对于沸点范围很宽的混合物，一般采用程序升温法进行。程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的。,4.检测系统：包括检测器、控温装置；若制备，后接分布接收器。根据检测原理的差别，气相色谱检测器可分为浓度型和质量型两类。 5.记录系统：包括放大器、记录仪、数据处理装置，能自动记录由检测器输出的电信号的装置。 其中色谱柱和检测器是两个最主要的部件,第二节 气相色谱固定相和流动相 一、气相色谱固定相 分为液体固定相和固体固定相两类 液体固定相由固定液和载体组成，载体是一种惰性固体微粒，用作支撑物。固定相是涂渍在载体上的高沸点物质，在色谱操作温度下为液体，在室温时为固态或液态。 分离机制属于分配色谱。,(一) 、固定液 1. 对固定液的要求 在操作温度下呈液态且蒸气压低，流失慢，每一种固定液又一个最高使用温度 稳定性好，与样品组分或载体不反应，高温下不分解 对样品中各组分有足够的溶解能力，分配系数较大 对被分离组分的选择性能高，及分配系数有较大的差别 固定液的粘度和凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。,2. 固定液的分类 化学分类与极性分类是常用的分类方法。 （ 1 ）化学分类法是根据固定液的化学结构分类可分为烃类、硅氧烷类、聚醇类、聚酯类 （2） 极性分类法用相对极性来表示。 规定氧化二丙腈的相对极性为100。角鲨烷（鲨鱼烷）为0，其他固定相的相对极性与它们比较，在0100之间。,测定方法；用苯与环己烷为样品，分别在对照柱,-氧二丙腈及角鲨烷柱上测定它们的相对保留值的对数q1及q2。然后在待测固定液柱上测得qx。带入下式计算待测固定液的相对极性Px:,Px每20为1级，分为5级，0,1非极性，2,3中等极性 ；4,5为极性固定液,保留指数（ kovats指数）:把组分的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为，即以正构烷烃系列作为组分相对保留值的标准，用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分,Ix为待测组分的保留指数，Z与Z+n为正构烷烃对的碳原子数。n=1。人为规定，正己烷、正庚烷即正辛烷保留指数分别为600、700、800，每增加一个-CH2，保留指数约增加100。,例如在某一色谱柱上，柱温100C，用正庚烷及正辛烷为参考物质对，测定乙酸正丁酯的保留指数。测定结果：t030.0s，正庚烷tR204.0s，乙酸正丁酯的tR 340.0s及正辛烷的tR 403.4s 解: I=755.6 这说明乙酸正丁酯在该柱上的保留行为相当于7.556个碳原子的正构烷烃的保留行为.,3. 固定液的选择 “相似相溶”的规律选择 按被分离组分的极性或官能团与固定液相似的原则来选择，这是因为相似相溶的缘故。这样，组分在固定液中的溶解度大，分配系数大，保留时间长，分开的可能性就大。,分离非极性化合物 应首先选择非极性固定液，这时组分与固定液分子间的作用力主要是色散力，组分基本上以沸点从低到高的顺序出柱。若样品中有极性组分，相同沸点的极性组分先出柱。,分离中等极性化合物 首选中等极性固定液。分子间作用力为色散力和诱导力。基本上仍按沸点从低到高的顺序出柱。但对沸点相同的极性与非极性组分，诱导力起主导作用，使极性化合物与固定液的作用力加强，极性成分后出柱。,分离强极性化合物， 首选极性固定液。分子间主要作用力为静电力。组分按极性从小到大的顺序出柱，极性强的组分后出柱。 对于能形成氢键的试样，如醇酚胺和水等的分离，可选氢键型固定相，如 腈醚和多元醇固定液等，它们之间的作用力为氢键力。不容易形成氢键的化合物先流出色谱柱,若分离非极性和极性混合物，一般选用极性固定性；若分离沸点差别大的混合物，一般选用非极性固定液。如苯（ 80.1C ）与环己烷（80.7C)，沸点相差0.6C，均为非极性分子，若用非极性固定液却很难使其分离。但苯比环己烷容易极化，故采用极性固定液，就能使苯产生诱导偶极矩，而在环己烷之后流出。,还可根据化学官能团相似选择。例如，被分离化合物为酯可选酯和聚酯固定液。化合物为醇可选醇类或聚乙二醇等。,（二）、载体(担体) 载体是固定液的支持骨架，使 固定液能在其表面上形成一层薄而均匀的液膜。 1.对一般载体的要求 具有多孔性，即比表面积大； 化学惰性且具有较好的浸润性； 热稳定性好； 具有一定的机械强度，使其在固定相制备和填充过程中不易粉碎。,2.载体的分类:硅藻土型和非硅藻土型 硅藻土类载体是天然硅藻土经煅烧等处理后而获得的具有一定粒度的多孔性颗粒。按其制造方法的不同，分为红色载体和白色载体两种。,红色载体因含少量氧化铁颗粒而呈红色。吸附性较强,适用于分离非极性化合物。 白色载体在煅烧时加入少量碳酸钠之类的助熔剂，使氧化铁转化为白色的铁硅酸钠。吸附性弱,适用于分离极性化合物。,3. 载体的钝化 硅藻土载体表面存在着硅醇基及少量金属化合物，分别会与易形成氢键的化合物及酸碱作用，产生拖尾，故需除去这些活性中心。钝化是除去或减弱载体表面的吸附性能。常用的钝化方法有： （1）酸洗（除去碱性基团） （2）碱洗（除去酸性基团） （3）硅烷化（除去载体表面硅醇基，消除氢键结合力）,二、气一固色谱固定相 1.常用的固体吸附剂 主要有强极性的硅胶，弱极性的氧化铝，非极性的活性炭和特殊作用的分子筛等。,2.人工合成的固定相 高分子多孔微球(GDX)是一种人工合成的新型固定相，既可作吸附剂，还可以作为载体。高分子多孔微球的分离机理一般认为具有吸附、分配及分子筛三种作用 高分子多孔微球分为极性和非极性两种： （1）非极性的是由苯乙烯、二乙烯苯共聚而成。 （2）极性的是苯乙烯、二乙烯苯共聚物中引入极性基团,高分子多孔微球有如下优点： 可以合成各种比表面及孔径的聚合物。 无有害的吸附活性中心 无流失现象,有利于大幅度程序升温。 具有强疏水性能，适于分析混合物中的微量水分。适于多元醇、脂肪酸、腈类和胺类的分析 粒度均匀，机械强度高，具有耐腐蚀性能。 热稳定性好，最高使用温度为200300C。,三、流动相 气相色谱中，流动相为气体，称为载气。常用的有氢气、氮气、氦、氩和二氧化碳等。如何选择取决于检测器、色谱柱及分析要求。 1.氢气 纯度99.99%,M小，导热系数大，用于热导检测器中 2.氮气 纯度99.99%，扩散系数小，使柱效比较高,第三节 检测器(detector) 检测器是一种将载气里被分离组分的量转变为测量的信号（一般电信号）的装置。色谱柱与检测器构成气相色谱仪的两个主要部分，前者“分离”，后者“分析”。 介绍三种最基本的检测器，热导检测器(thermal conductivity detector, TCD)、氢焰离子化检测器(flame ionization detector, FID)和电子捕获检测器(electron capture detector， ECD)。,根据检测器的输出信号与组分含量间的关系，分为浓度型和质量型检测器两大类。 浓度型：测量载气中组分浓度的瞬间变化，即检测器的响应值正比于组分的浓度,与单位时间内进入检测器的质量无关。如热导、电子捕获检测器等。 质量型：测量的是载气中所携带的样品进入检测器的速度变化，即检测器的响应信号正比于单位时间内组分进入检测器的质量。 如氢焰离子化,一、检测器的性能指标 对检测器性能的要求 灵敏度高 稳定性好，噪声低 线性范围宽 死体积小，响应快。 检出限低 检测器的温度应略高于柱温，以防组分在检测器内冷凝,1.灵敏度 当一定浓度或一定质量的组分进入检测器，产生一定的响应信号R。 浓度型的检测器灵敏度Sc： 1 ml 载气携带1 mg的某组分通过检测器时产生的电压，单位为mV.ml/mg 质量型检测器灵敏度Sm ：载气在 每秒钟内携带1 g的某组分通过检测器时产生的电压，单位为mV.s/g,2.噪声和漂移 无样品通过检测器时，由仪器本身和工作条件等的偶然因素引起的基线起伏称为噪声(noise；N)。噪声的大小用噪声带(峰一峰值)的宽度来衡量(下图)。例如，不进样时，记录某检测器的基线带宽为0.02mV，即噪声为0.02mV。,图19-3检测器的噪声和检测限 基线随时间朝某一方向的缓慢变化称为漂移(drift；d)。通常用一小时内基线水平的变化来衡量。,3.检测限(detectability；D)或称敏感度 灵敏度不能全面地表明一个检测器的优劣，因为它没有反映检测器的噪声水平。评价检测器不能只看灵敏度，还要考虑噪声的大小。检测限从这两方面来说明检测器性能。,某组分的峰高恰为噪声的二倍时，单位时间内载气引入检测器中该组分的质量或单位体积载气中所含该组分的量称为检测限。由于低于此限组分峰将被噪声所淹没，而检测不出来(上图)质量型检测器：Dm=2NSm 浓度型检测器：Dc=2NSc Dc与 Dm的单位分别为 gs及 gml(或 mgml)。检测限越小，检测器的性能越好。,二、热导检测器(TCD) 根据各种物质和载气的导热系数不同，采用热敏元件进行检测的。 检测原理 热导池中，参考臂(联在柱前)和测量臂(联在柱后),分别装有材质、电阻相同的热敏元件，电阻分别为R1=R2。将R1、R2与两个固定电阻R3=R4组成桥式电路(下图)。,图194双臂热导池的构造 (a)和检测原理(b)示意图 1.测量臂2.参考臂,当载气以恒定的速度通入热导池，并以恒定的电压给热导丝通电时，热丝温度升高。若测量臂无样品气通过，即只通载气时，两个热丝的温度相等,Rl=R2。根据惠斯敦电桥原理，A、B两点间的电位差 VAB=0。因此，此时检流计G中无电流通过(IG = 0)，检流计指针停在零点。,当某一样品经分离被载气带入测量臂时，若组分与载气的热导率不等，热动平衡被破坏，热丝的温度将改变。R1R2；R1/R2 R3/R4，VAB0，IG 0，检流计指针偏转。当组分完全通过测量臂后，指针又恢复至零点。若用记录器(电子毫伏计)代替检流计，则可记录mVt曲线，即色谱流出曲线。峰高(VAB)与组分在载气中的浓度成正比。,通常载气与样品的导热系数相差越大，灵敏度越高。一般选用H2为载气(导热系数大) , 不用氮气。 TCD是一种通用型检测器，测定范围广、 具有构造简单、稳定性好、线性范围宽、样品不被破坏等优点。 TCD属于浓度型检测器，进样量一定时，A与u成反比，因此用A定量时，要保持流速一定. 若l组分= l载气 ？,三、氢焰离子化检测器FID(质量型) 利用有机物在氢焰的作用下，化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。具有灵敏度高、响应快、线性范围宽等优点，目前最常用的检测器之一。 FID是专属型检测器，一般只能测定含碳有机物，而且检测时样品被破坏。 有机化合物进入氢火焰，在燃烧过程中直接或间接产生离子。氢火焰中不能电离的无机物如H2O、NH3、CO2 、SO2等不能检测,没有有机物通过检测器时，氢气燃烧，在电场作用下，也能产生极微弱的离子流。一般只有10-1210-13A，此电流称为检测器的本底。在有微量有机物引入检测器后，电流可达到10-7A，电流大小与有机物引入的量成正比。 FID检测器 用三种气体：载气N2、燃气 H2 、助燃气（空气）,三、电子捕获检测器 ( ECD) 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。具有灵敏度高、选择性好的特点。它是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，对含卤素、硫、氧、碳基、氰基等的化合物有很高的响应。可检测出CCl4为10-14g/ml。但对无电负性的物质如烷烃等几乎无响应。 电子捕获检测器属于浓度型检测器,第四节 色谱分离操作条件的选择 在气相色谱中，除了要选择合适的固定液之外，还要选择分离时的最佳条件，以提高柱效能，增大分离度，满足分离的需要。 一、气相色谱速率理论 由 H =A+Bu+Cu 将影响塔板高度的因素归纳成三项：即涡流扩散项A、分子扩散项/、和传质阻抗/,1.涡流扩散项A A=2dp GC中，柱较长，不宜用太小的填料，否则不宜均匀，且柱阻大多用6080或80 100目 空心毛细管柱无多径项，A 2.分子扩散项/ B=2Dg Dg与组分的性质、载气的性质、柱温、柱压等有关。,Dg与载气的分子量的平方根成反比，随柱温升高而增大，随柱压增大而减小。 因此，采用分子量较大的氮气，控制较低的柱温、采用较高的载气流速可以减小分子扩散，有利于分离。但是分子量大时，粘度大，柱压降大。所以，载气线速度较低时用氮气，较高时用氦气和氢气。 GC中，组分在液相中的分子扩散可以忽略。,3.传质阻抗 在气一液填充柱中，传质阻抗 C为液相传质阻抗系数(Cl)及气相传质阻抗系数(Cg) 之和。即 C = Cl+Cg。因 Cg很小，故,式中k为容量因子，df为固定液液膜厚度，Dl为组分在固定液中的扩散系数。,降低固定液液膜厚度(df)是减小传质阻抗系数的主要方法。在能完全覆盖载体表面的前提下，适当减少固定液的用量。但固定液也不能太少，否则柱寿命短。且df还影响k值，df小，k小。 载气流速增加时，传质阻抗增加，造成塔板高度增大，柱效降低。,由以上讨论可以看出，色谱柱填充的均匀程度、载体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定液层厚度对柱效的影响。许多是相互矛盾、相互制约的，如增加流速，分子扩散项减小，但传质阻抗增加；柱温升高有利于减小传质阻抗但又加剧了分子扩散，可见应全面考虑各种因素的影响。,二、 分离条件的选择 GC中，固定相、柱温及载气的选择，是影响分离的三个主要方面，选择合适可提高相邻两组分的分离度。 假设两组分峰宽近似相等，可推导出柱效、分配系数比(a)及容量因子(k)间关系如下：,此式称为分离方程式。式中a为柱效项，b为柱选择性项，c为柱容量项，n为理论塔片数，k2为色谱图上相邻二个组分中第二组分的容量因子，a为分配系数比，即a =K2/K1 = k2/k1。,n、k和a 对R的影响见下图， n影响峰宽度，k影响峰位，a 影响峰间距。,R增加，峰变宽,峰变窄，R改善,增加R，峰宽不变,要获得满意的分离度，要从a、b、 c项入手，即提高n、 以及k 若a = l(即K1=K2)，则选择性项为零，R为零，组分1和2不能分离。这也说明分配系数不等是分离的前提。a 虽受流动相性质和柱温的影响，但主要受固定相性质的影响，因此只有选择适当的固定相，使不同组分与固定相的作用力存在差别，才能实现分离。,一般说来，在a l的前提下，k和n越大则分离度越大。k与固定相用量、流动相流速和柱温有关，在前两者确定的情况下，主要受柱温的影响。n主要受色谱柱的性能(固定相的粒度分布、固定相涂层厚度、柱填充均匀程度及柱长等)和载气流速的影响。,三、实验条件的选择 1. 色谱柱的选择 主要是选择固定相和柱长。固定相选择需注意两个方面：极性及最高使用温度。柱温不能超过最高使用温度，在分析高沸点化合物时，需选择高温固定相。气一液色谱法还要注意载体的选择。高沸点样品用比表面小的载体、低固定液配比(13)，以防保留时间过长，峰扩张严重。此外，低配比时可使用较低柱温。低沸点样品宜用高配比(525)，从而增大k值，以达到良好分离。,柱长加长能增加塔板数n，使分离度提高。但柱长过长，峰变宽，柱阻也增加，并不利于分离。在不改变塔板高度(H)的条件下，分离度与柱长有如下关系： (RlR2)2 n1/n2 = L1L2,2. 柱温的选择 基本原则是：在使最难分离的组分有符合要求的分离度的前提下，尽可能采用较低柱温（根据样品沸点来选择柱温），但以保留时间适宜及不拖尾为度。低柱温可增大分配系数，增加选择性，降低Dg，减少固定液流失，延长柱寿命及降低检测本底。但柱温降低，液相传质阻抗增加，而使峰扩张。,分离高沸点样品(300400C)，柱温可比沸点低100150C。分离沸点300C 的样品，柱温可以在比平均沸点低50C至平均沸点的温度范围内。对于宽沸程样品(混合物中高沸点组分与低沸点组分的沸点之差称为沸程)，选择一个恒定柱温常不能兼顾两头，需采取程序升温方法（下图），以改善复杂成分样品的分离效果，使各成分都能在较佳的温度下分离。程序升温还能缩短分析周期，改善峰形，提高检测灵敏度。,图198 宽沸程混合物的恒温色谱 与程序升温色谱分离效果的比较 1.丙烷(42C);2.丁烷(0.5C)3;戊烷(36C);4.已烷 (68C); 5.庚烷(98C);6.辛烷(126C);7.溴仿(150.5C)； 8.间氯甲苯(161.6C) 9.间溴甲苯(183C),3. 载气的选择 从三方面考虑：对峰扩张、柱压降及对检测器的灵敏度影响，简要归纳如下： 载气采用低线速时，宜用氮气为载气(Dg小)；高线速时宜用氢气(粘度小)。色谱柱较长时，在柱内产生较大的压力降，此时采用粘度低的氢气较合适。H2最佳线速度为1012cm/s； N2为 710cm/s。通常载气流速(Fc)可在 2080ml/min内，通过实验确定最佳流速，以获得高柱效。但为缩短分析时间，载气流速常高于最佳流速。,4. 其它条件的选择 (l)气化室温度：取决于样品的挥发性、沸点及进样量。可等于或稍高于样品的沸点，以保证迅速完全气化。但一般不要超过沸点50C以上，以防样品分解。 (2)检测室温度：为了使色谱柱的流出物不在检测器中冷凝而污染检测器，检测室温度须高于或等于柱温。一般可高于柱温3050C左右。但若检测室温度太高，热导检测器的灵敏度降低。,(3)进样量及进样时间 在检测器灵敏度足够的前提下，尽量减少进样量。柱超载时峰变宽，柱效降低，峰不正常。对于填充柱，气体样品以0.1lml为宜，液体样品进样量应0.1 2ml。进样时间在1s以内。 5.样品预处理 分解法和衍生化法,第五节毛细管色谱柱 色谱动力学理论认为，可以把气一液填充柱看作一束涂了固定液的长毛细管。其弯曲与多径引起涡流扩散；其次，填充柱的传质阻抗大，也使柱效降低。此外填料的存在使色谱柱对流动相流通产生很大的阻力，因此不能使用长的柱子。1957年Golay根据这个观点，把固定液直接涂在毛细管管壁上，首先实现了毛细管气相色谱法。,(一)毛细管色谱柱的分类 1. 开管型毛细管柱 涂壁毛细管柱：将固定液直接涂在玻璃或石英毛细管上，可涂上极性或弱极性固定液。固定液易流失，柱寿命短 载体涂层毛细管柱：载体(多为硅藻土)先粘在厚壁玻璃管内壁上，再在600700C下拉制成毛细管，使载体均匀地分布在管壁上。克服了涂壁毛细管柱的上述缺点。,2. 填充型毛细管柱 将载体、吸附剂等松散地装入玻璃管中，然后拉制成毛细管。这类柱可用作吸附柱，分离气体组分和低分子量的烃类，也可涂上固定液，用作分配柱。与普通填充柱相比，它具有分析速度快，柱效高(理论塔板数为 30004000m-1)等优点。 把涂有固定液的细颗粒填料(3050mm)装入内径小于lmm的毛细管，称为微型填充柱，其柱效高，分析速度快，但柱制备困难。就其性质属于填充柱范围。,图199 毛细柱的分类 a.涂壁WCOT柱,f:0.10.5mm,L:1590m b.载体涂层（SCOT ）,f:0.30.5mm,L:1530m c.填充毛细管柱, f:0.250.5mm,L: 215m d.微填充柱,0.51. 0mm,0.35m,涂壁毛细管柱、载体涂壁毛细管柱、填充毛细管柱和微型填充毛细管柱的比较如后图所示。,(二)开管毛细管柱与一般填充柱的比较 1. 柱渗透性好 开管毛细管柱的柱阻很小，这有两方面优点：可以增加柱长(最长可达300m)，增加一根色谱柱的塔板数。可以用高载气流速进行快速分析。 2. 柱效高 一根开管毛细管柱一般长为 2550m，理论塔板数最高可达106，最低也有几万。而一根普通填充柱柱长为26m，塔板数只有103，相差悬殊。,20,3. 易实现气相色谱质谱联用 由于毛细管柱的载气流量小，较易维持质谱仪离子源的高真空。 4. 柱容量小 由于其固定液量只有填充柱的几十分之一至几百分之一，因此最大允许进样量很小，进样器需有分流装置。 5. 定量重复性较差 这主要是由于进样量甚微，很难实现定量和重现。因此，通常多用毛细管色谱柱进行分离和定性，较少用于定量分析。 下图为毛细管色谱柱分析氨基酸的实例。,图1910氨基酸TMS衍生物的毛细管气相色谱分析 色谱条件：色谱柱： SE30 SCOT柱，柱长 30m；柱温：120240C，(2C/min)；进样量 0.1ml。 1.乙醇胺2.丙氨酸3.甘氨酸4.缬氨酸5.苏氨酸6.丝氨酸7.亮氨酸8.异亮氨酸9.脯氨酸10.蛋氨酸11.苯丙氨酸12.谷氨酸13.组氨酸14.赖氨酸15.酪氨酸16.精氨酸17.胱氨酸,第六节 定性与定量分析方法 一、定性分析方法： 1.已知物对照法利用保留值定性 根据同一种物质在相同的操作条件下Rf相同。将适量的对照物质加入样品中，若加入后某色谱峰相对增高，则该组分与对照物可能为同一物质；选用两根极性差别较大的柱实验。若两根柱上该色谱峰都产生增高现象，可认定二者是同一物质。 本法适用于组分已知的复方药和定型药物产品分析。,2.利用相对保留值定性： 测定各组分的相对保留值，与文献数据对比进行定性。 即： 相对保留值定性法适用于所有组分已知的情况，也可与已知物对照法相结合，先用此法缩小范围，再用已知物进行对照。,3. 利用保留指数定性： 许多手册上都刊载各种化合物的保留指数，只要固定液及柱温相同，就可以利用手册数据对物质进行定性。,4.利用化学反应定性 利用组分的特性反应。检查各类官能团的试剂及配制方法可参考有关参考书。 若用热导检测器，可在组分开始起峰时将尾气直接通入装有官能团分类试剂的试管中，待该峰将出完时，观察试剂是否反应。若用氢火焰检测器必须在色谱柱及检测器间装上柱后分流阀，接收组分。因为样品在氢焰中被破坏，不能直接用尾气检查。,5.利用联用技术定性 把气相色谱仪作为分离手段，把质谱仪、红外分光光度计等充当检测器，称为色谱一光谱联用，简称两谱联用。 (l)气相色谱一质谱联用仪(GCMS) (2)气相色谱红外光谱联用,二、定量分析方法 定量分析的依据是在实验条件恒定时峰面积与组分的量成正比，在各种操作条件(色谱柱、温度、流速等)不变时，在一定进样范围内，色谱峰的半峰宽与进样量无关。因此正常峰也可用峰高代替峰面积求含量。,(一) 峰面积的计算 1.峰高乘半峰宽法 正常色谱峰面积计算式： Al.065hW1/2 2.峰高乘平均峰宽法 对不对称峰，用平均峰宽代替半峰宽，即峰高0.15倍和0.85倍处的峰宽的平均值。 A= 1. 065h (W0.15+W0.85)2 3.自动求积法,(二) 定量校正因子 色谱定量分析的依据是被测组分量与检测器的响应信号(峰面积或峰高)成正比。但相同量的不同物质常产生不同值的峰面积或峰高。峰面积与物质量之间的关系 Wi=fi Ai可知： fi =Wi /Ai 绝对校正因子fI：即单位峰面积所代表的物质量。,相对校正因子：某物质i与所选定的基准物质s的绝对定量校正因子之比，即 2.定量校正因子的测定 可以从手册和文献查到或测定，准确称取待测校正因子的物质i (纯品)和所选定的基准物质s，混合均匀后进样，测得两色谱峰面积Ai和As，如采用归一化法定量时，选择样品中某一组分为基准物质。测定校正因子的条件(检测器类型)应与定量分析的条件相同。,(三) 定量方法 气相色谱定量方法分为归一化法、外标法、内标法、内标对比法等。 1.归一化法(normalization method) 如果样品中所有组分都能产生信号，得到相应的色谱峰，那么可以用如下归一化公式计算各组分的含量。 若样品中各组分校正因子相近，可将它们消去，直接用峰面积归一化法计算。,中国药典用不加校正因子的面积归一化法测定药物中各杂质及杂质总量的限度。 优点是：简便、准确、定量结果与进样量重复性无关(在色谱柱不超载的范围内)、操作条件略有变化时对结果影响较小。 缺点是：必须所有组分在一个分析周期内都流出色谱柱，而且检测器对它们都产生信号。不适于微量杂质的含量测定。,2.外标法: 用待测组分的纯品作对照物质，以对照物质和样品中待测组分的响应信号相比较进行定量的方法称为外标法 外标一点法(直接比较法) Wi =Ai (Wi)s/(Ai)s 外标法方法简便，不需用校正因子，不论样品中其他组分是否出峰，均可对待测组分定量。降低外标一点法的实验误差，应尽量使配制的对照品溶液的浓度与样品中组分的浓度相近。,3.内标法 选择样品中不含有的纯物质作为对照物质(内标物)加入待测样品溶液内，以待测组分和对照物质的响应信号比，测定待测组分含量的方法称为内标法。 优点:不需要所有组分都能出峰或只需测定混合物中某几个组分的含量时采用。 准确称量W克样品，Ws克内标物，加至样品中，混匀，进样。（各符号含义）,待测组分 i在样品中的百分含量 Ci为 对内标物的要求： 内标物是原样品中不含有的组分 内标物的tR应与待测组分相近，但能完全分离(R1.5) 内标物必须是纯度合乎要求的纯物质。,优点： 在 色谱柱不超载的范围内，定量结果与进样量重复性无关 只要被测组分及内标物出峰，且分离度合要求，就可定量， 很适用于测定药物中微量有效成分或杂质的含量。,4. 内标对比法(已知浓度样品对照法) 在药物分析中，校正因子多是未知的，这时可用内标对比法进行定量。先配制待测组分i的已知浓度的对照品溶液，加入一定量的内标物s(相当于测定校正因子)；再将内标物按相同量加入至同体积样品溶液中，分别进样，由下式计算样品溶液中待测组分的含量。 即标准对照内标物 进样 得(Ai/As)对照 样品内标物 进样 得(Ai/As)样品,对于正常峰，可用h代替峰面积A计算含量,第七节 应用与示例 气相色谱法在药物分析中的应用很广泛，包括药物的含量测定、杂质检查及微量