气相色谱培训ppt课件

为什么用气相色谱,IfyoucandoitbyGC,YoushoulddoitbyGC.-H.M.McNair如果你能用气相色谱完成，你就应该用气相色谱完成。,1,气相色谱可分析的有机物占目前发现总有机物的1520。应用范围：挥发温度500热稳定性好相对分子量400,2,气相色谱系统,3,一、气相色谱基础,色谱原理气相色谱系统色谱基本理论载气进样口色谱柱检测器定量分析方法,4,1.色谱原理,根据样品各组分在流动相和固定相中的分配情况不同来进行分离。一些组分与固定相作用较强，故较慢流出色谱柱，从而得以分离。,5,样品组分分离示意图,6,2.气相色谱系统,7,色谱图,检测信号和时间的关系图不同的色谱峰对应相应的组分可以得到相应组分的保留时间和峰面积信息。保留时间定性分析峰面积定量分析,3.气相色谱理论,CH4,8,基本术语保留时间（Retentiontime)：组份从进样到出现最大值所需要的时间，tR死时间(deadtime):不被固定相滞留的组份，从进样到出峰最大值所需要的时间，t0峰高（PeakHeigh)从峰最大值到峰底的距离,峰面积（PeakArea)峰与峰底之间的面积,9,分离度（Resolution)两个相邻峰的分离程度。以两个组份保留值之差与其平均半峰宽值的比来表示：,当R=1时，有5的重叠；当R=1.5时，分离程度为99.7%，可视为基线分离毛细管色谱柱比填充柱有更高的分辨率.,10,例如，图示中塔板数为3.,塔板理论,柱效能（ColumnEfficiency),峰展宽的度量.以塔板数来表示类似蒸馏中的气液平衡柱效的大小直接反应色谱柱的分离能力,11,峰的形状,理想的峰型是高斯曲线.分子的理论统计学分布,12,A.涡流扩散(不同路径的影响).,取决于色谱柱大小、形状和填充的好坏毛细管柱可忽略该项,影响色谱柱效率的因素,13,B.纵向扩散.,气相中分子的扩散主要决定于气体流速,14,C.传质阻力.,样品组分从气相到液相容易.主要取决于气体的流速和固定相量的多少。,15,综合上述三个峰展宽的因数HEPT:理论塔板高度(HeightequicalenttoatheoreticalPlate)：,HETP=A+B/+C,这里：A=涡流扩散B=纵向扩散C=传质阻力=载气的线流量低的HETP=高的色谱柱效率如果已知有效塔板数，则可计算：,Neff=Lcol/HETP,著名的范德母特（VanDeemter）方程,16,由该图可以得到最佳的线速度对于毛细管柱可忽略A项（涡流扩散），一般对于毛细管线速度为30-60cm/sec。,VanDeemter图,17,N2,变化最大,可得到最低的HETP.H2和He曲线较平坦，即使较高的流速下也能得到较低的HETP所以即使在较高的分析速度时，也可以得到较好的分离度.,4.载气对VanDeemter图的影响,常用毛细管柱的最佳载气流量,18,气体,作用：1）载气：作为色谱的流动相2）检测器的工作气体。载气：惰性：He,Ar,N2,H2.根据检测器,价格及方便程度来决定采用压力调节器以获得恒定的仪器输入压力控制流量来得到恒定的流速,19,气体的类型由检测器决定.气体要求色谱级的高纯气体，99.999%,过滤系统:除氧.活性炭除碳氢化合物。分子筛除水,气体的供应和控制,载气推荐采用H2、He:分离度好对TCD灵敏度最高，而且可保护W丝注意安全问题,20,两级的气体压力调节器.低压端可从0到100psig.注意：不要用不干净的管路,气体进口及连接,如果管线太长，应适当增加输出压力,21,Allgasesconnectto1/8”Swagelokfittingsonrearofinstrument,气体进口及连接（续）,22,5、进样口,作用：样品进样和汽化.要求：精度和重现性根据样品的性质选择进样技术,23,填充柱进样口柱上进样(OnColumn)快速气化（Flash-vaporization）毛细管柱进样口分流/不分流进样分流分流进样规则不分流进样的规则,24,填充柱进样口,柱上进样(OnColumn)快速气化（Flash-vaporization）柱上进样(Oncolumn)液体样品直接注射进柱头上消除了气化时样品损失。消除了传输过程中从进样口到色谱柱之间的样品损失。可用于热不稳定物质的分析。定量分析精度好。最好用于干净稀释的样品。,25,Model1041,可用于填充柱和0.53毛细管柱标准配制如右图，用于0.53mm的毛细管柱如用于填充柱，则将右图中的“530microninsert”拆下，将填充柱装到顶,标准工具包里带两个柱螺母，一个闷头1041的进样垫为10.5mm，与1079（11.4mm）、1177(9mm)不一样。,26,快速气化（Flash-vaporization）,对于浓度较高或较脏的样品。色谱柱连接在进样口底部。色谱柱完全填充。样品在玻璃内衬中气化进样口至少高于柱温箱50C。能够用于大口径的毛细管。,27,毛细管进样,只需要少的进样量需要特别的进样技术分流/不分流/柱上进样载气流量小但检测器需要尾吹需要特别的硬件隔垫吹扫分流装置压力、流量调节,28,毛细管柱进样口,要求不同的硬件和技术。直接进样.分流/不分流进样.柱上进样直接进样-(柱上进样或快速气化)只用于大口径(0.53mm内径).将注射器中的样品全部送入到色谱柱.允许缓慢注入较大体积的稀释样品(2L)。相对低的进样口温度。,29,分流/不分流进样,用于毛细管柱0.1mmto0.53mmID.可选用分流/不分流进样(split/splitless.)分流(split)允许样品中的代表部分进入到色谱柱中。当被测物浓度较高时。不分流(splitless)类似于直接进样.样品中绝大部分进入到色谱柱中。,30,分流,均匀气化的样品通过分流点(柱尖端Colomntip).样品在玻璃衬管气化要求：将样品中具有代表性的样品注入到色谱柱中。可重现的分流比缺点可能会有进样歧视现象。对宽沸程的样品易产生非线性分流，使样品失真不适于高纯度物质和痕量组分(60米),内径较细.所有材料均要求化学及热性质稳定.热稳定性-分析时所使用的温度不应致使色谱柱材质受到破坏化学稳定性-在一定温度下，色谱柱材质不受分析物的影响注意：用色谱级、干净的材料。,40,填充柱,玻璃、特氟珑及不锈钢材质(惰性).,填充柱中填有固态载体，上面涂有液态固定相，用于气液色谱（GLC）或直接填充多孔固体，用于气固色谱（GSC）.,填充柱尺寸,41,固态载体,是液态固定相附着的载体增加与样品接触的表面积。细小、均匀、多孔。大部分采用硅土.标准大小颗粒.,直径大小与目号的关系,例如:80/100目表明所有的颗粒将通过80目筛但不通过100目筛.80目筛是指筛网每英寸有80根标准直径的网线。,42,毛细管柱,不锈钢玻璃熔融硅.柔韧性及机械强度均较好惰性内径：0.05-0.80mm.长度：可大于100m,普通一般为30m。外层为聚酰亚胺，可修补柱子缺陷并且增加强度。柱子内表面进行硅烷化处理。内壁涂有固定相.,43,毛细管柱截面图,毛细管柱,WCOT-内表面涂有很薄的固定相.PLOT内表面涂有多孔的固体层或吸附剂SCOT内表面先涂固态载体，然后再涂上固定相。,44,色谱柱参数,柱长、内径、涂膜厚度色谱柱长度柱长度只有大的变化才会影响分辨率。填充柱一般为2-3米.毛细管柱可以根据需要进行裁剪。色谱柱内径填充柱固定为2mm。毛细管柱的内径可从0.10-0.8mm.内径的大小将影响到色谱柱的效率、保留时间和柱容量.较小的内径有较小的流失和较小的柱容量,45,毛细管柱内径,0.25mm：用于分流/不分流进样，或柱上进样，前提是被测物不会过载。0.32mm：用于分流/不分流进样，或柱上进样，允许较高浓度的分析物。0.53mm：如果想取代填充柱，并且被测物少于30种。,典型的毛细管柱特点,46,涂膜厚度,固定相的总量.影响保留时间和容量。较厚的涂层会延长保留时间和增加柱容量。薄的涂层用于高沸点的分析物。标准的毛细管柱一般为0.25m.0.53mm内径的毛细管柱一般为1.0-1.5m.填充柱一般10m.,47,柱容量,柱容量是指色谱峰没有明显变形，样品能够进入到色谱柱中的最大允许量。以下因素可增加柱容量:膜厚(df).温度.内径(ID).固定相的选择性.如果过载，可导致:峰变宽.不对称.拖尾或前伸峰.,48,色谱柱中固定相流失,柱流失可以从检测器的背景信号中观察到：柱流失是由于固定相遭到破坏而导致的。柱流失随着膜厚、柱内径、长度和温度的增加而增加。极性柱有较高的柱流失。柱子损坏或退化，柱流失可能会增加。避免使用强酸或强碱按照制造商推荐的温度限制使用,49,确保载气流过毛细管柱15-30分钟.缓慢程序升温(5/min)到老化温度。最初老化温度4hours.如果柱子受到污染,可在推荐的最高色谱柱温度低20C的条件下，老化柱子。一般推荐的老化温度为：Tcond=Tmax/2-Tapp/2+Tapp这里:Tcond=老化温度Tmax=色谱柱推荐采用的最高温度Tapp=应用中使用的最高温度在老化柱子时，一定不要将毛细管接在检测器上。应将那一端放空，同时将检测器用闷头堵上。如果是FID,容许接在上面，但应该将检测器温度升上去。,色谱柱老化,50,温度限制,恒温最高允许温度:恒温操作的最高允许温度程序升温最高允许温度：短期允许的最高温度，一般比恒温允许的最高温度高20C。当柱子遭受热破坏，可以看到严重的峰拖尾和柱流失。,51,固态固定相,气固色谱（GSC）最常用于气体样品的分析。采用的固定相可以是分子筛和氧化铝固态吸附点少，不会导致拖尾。无液态固定相导致的柱拖尾。,52,液体固定相,固定相决定了色谱柱的选择性。有数百种固定相，尤其是填充柱.许多固定相有多种商品名。毛细管柱的固定相选择较简单。“相似相溶原理”-用极性固定相分析极性物质。-用非极性固定相分析非极性物质.极性表明了分子中电荷的分配情况。,53,硅氧烷结构,固定相取代,54,液态固定相的选择,根据极性选择固定相。非极性柱分离弱极性物质能得到较好的分离。对于普通的GC使用,常用到如VA-5这样的弱极性柱。避免固定相中带有检测器能够检测的成分。用聚乙二烯乙二醇固定相来分析带氢键的样品气体分析可能要求固态的固定相。,55,表3常用固定相与相应色谱柱,56,7.检测器,通用型检测器（UniversalDetector)热导检测器（TCD）氢火焰检测器（FID）选择性检测器电子捕获（ECD）脉冲火焰光度检测器（PFPD）氮磷检测器（TSD),57,58,通用型检测器(UniversalDetector),热导检测器（TCD）气相色谱最早的检测器,1946.测量样品气流导热性能的变化。热导-热量从高温物体到低温物体的传导。,59,TCD热导池,两个平行的气流，样品和参考。惠斯通电桥用来比较两个气流的阻抗。气流的速度、压力及电的变化影响被最小化。,60,气体的热导,分子越小，运动速度越快，导热性能越好。H2和He是最小的分子，它们的热导性能比绝大部分有机物和无机气体高6到10倍。H2和He是最普通的载气；N2和Ar也可采用。,TCD温度的设定：Tfil-Tdet的值越大，灵敏度越高，但太高会使样品分解，且减少灯丝寿命检测器的温度Tdet：比最高的柱温高3050C灯丝温度Tfil:：一般，比Tdet高的柱温高50C,61,TCD操作注意事項1.打開气体钢瓶(He,Ar或N2),並須确认钢瓶无误,输出压为80PSI（5.5kg/cm2)2.确定流速CarrierGas（柱流量Makeup流量）=ReferenceGas3.等待COL/INJ/DET溫度到達設定值4.設定ElectronicsOn(|TFIL-TDET|=T,T,灵敏度)5.等待TCD穩定至少約30min左右6.開始分析样品7.結束分析時設定ElectronicsOff8.降溫COL/INJ/DET=50(含Filament)9.關閉气体钢瓶,62,氢火焰检测器（FID）,最常用的GC检测器.-是有机物的通用型检测器。-检出限10pg.-线性范围可达7个数量级.-容易操作破坏型检测器样品燃烧信号值大小取决于碳原子数目及替代物的数量。,63,FID结构图,H,2,a,n,d,m,a,k,e,-,u,p,a,i,r,f,p,a,y,s,i,g,n,a,l,p,r,o,b,e,i,g,n,i,t,o,r,p,r,o,b,e,collector,64,FID工作原理,理论:在火焰头和收集极（电极）上加一电压。有机物都在火焰中燃烧(2000F)。在电极之间产生离子化介质和电子。带电粒子被收集极吸引和捕获。离子流被放大和记录。,65,响应,离子数目正比于碳原子数目(C-H键).一些官能团如羰基(CO=)、羟基(OH）、卤素（X）、胺（NH4+）则很少或根本不会离子化。对无机气体如H2O,CO2,SO2,和Nox不灵敏。火焰以氢气和空气作为燃气。在控制的流速下进行电子点火。火焰无色除非受到污染。,66,燃烧气,H2与载气（或载气尾吹气）的流速一般为1:1。空气一般为氢气的10倍。大的空气流速和热检测器可以赶走大量的水蒸气。,FID燃烧气流速对信号的影响,67,FID注意事项,正确设置H2、空气和尾吹气的流量检测器温度应比柱温箱设定的最高温度高30C，且大于150C以防止水凝结在检测器上FID在电路打开后，会自动点火。在3800报告熄火以前，最多会连续点火三次如果报告了熄火，要查找熄火的原因。然后再按GC3800上的“Ignite”功能键，或在工作站上关闭FID的电路，再打开当色谱柱拆下或不使用检测器时，一点要关闭氢气。以防止氢气积累。,68,选择性检测器,电子捕获检测器（ECD）非破坏性。对卤素、过氧化物、醌类金属有机物及硝基化合物非常灵敏。而对胺类、醇类及碳氢化合物不灵敏。线性窄，103.,69,电子捕获检测器ECD,主要用于食品、制药、环保等领域，检测痕量含卤素等的样品一定不要试图去拆卸该检测器,70,电子捕获检测器ECD操作原理,射线粒子使载气离子化:N2+N2+e-在电场中生成的正离子和电子向两极移动形成基流。当电负性样品进入后即捕获慢速低能量电子使基流下降形成信号。e-+samplecurrentloss,71,ECD的调节,可在GC-3800上进行，按Adjustment键进行池电流：Ar/CH4；CAP；N2STD；N2HIGH以及Zero零电流是为了进行接触电位的设置一般，当Range设为1时，基线信号不应超过25mV。否则，说明可能是载气不纯、柱流失严重或检测器受污染等25mV之上的基线信号会减少ECD检测器的可用线性范围,72,设置接触电位,仪器准备完成：打开载气，设置到正确的输出压力；色谱柱已经老化完成,在3800面板上，选择DetectorECD;设置Tempture：300CElectron:on;Range:1.0;Autozero:NO等达到设定温度后，平衡若干小时，最好过夜,73,设置接触电位（续）,在ECD屏幕上，按Adjustment:将CellCurrent设为零；将Contactpotential设为-760mv注意屏幕显示的信号强度应在-12.7-13.0mv,如-12.8mv再将接触电位设定为+760mv，信号应该增加几mv逐渐降低接触电位的设定值，直到信号强度为开始的显示值加0.5mv,如-12.8+0.5=-12.3mv;这时的接触电位就是我们需要的接触电压，接触电位也就设好了。,74,氮磷检测器(TSD）,只对氮、磷有很高的选择性氮的灵敏度：bluelightN:HNO*=NIR根据所测量的元素来选择滤光片和/或光电倍增管,84,发光的事件差与元素的选择性,不同的元素发射特征光的时间不一样如下图：碳氢化合物和硫的发光强度与时间的关系,S在点火后6ms时开始发光，持续20ms，而HC的发光则在4ms内完成,85,下表列出的是常规分析条件下操作PFPD时用到的几种载气的流速。当优化PFPD的性能时使用这些流速作为起点。,86,建议下列调节设定值用于PFPD的设置和常规操作。这些调节可以通过在3800方法的PFPD检测器部分按调节键进入,87,PFPD操作,在分析磷或硫时，需要变化滤光片。推荐采用He或N2作为载气。检测器的温度应保持恒定为220C，以获得最大灵敏度。必须控制好燃烧气的流量，以保证火焰不会波动。(H2:13,Air#1:20,Air#2:10mL/min)HPO*发射的绿光于火焰中磷的流速呈线性相关。S2*发出的蓝光则与火焰中硫的流速的平方线性相关。,88,8.定量分析方法,校正因子校正因子是定量计算公式中的比例常数，其物理意义是单位面积所代表的被测组分的量。可用下式表示：MiI组分的量；fiI组分的校正因子；AiI组分的峰面积定量分析的依据是被测组分的量与响应信号成正比，但相同含量的物质由于物理、化学性质的差别，即使在同一检测器上产生的信号也不同，直接用响应信号定量，必然导致较大误差。故引入校正因子。,89,归一化法(Normalized%),将样品中所有组份的含量之和定为100%。计算其中某一组份百分含量的定量方法：其中：xi试样中组份I的百分含量fi组份I的校正因子Ai组份I的峰面积或峰高,90,优点：方法简便，进样量与载气流速的影响不大缺点：样品中所有组份必须都能出峰，并且必须知道各自组份的校正因子。当样品中各组份的校正因子近似相等，可不用校正因子，将面积直接归一化，按下式计算：即%(NOCalibration),91,外标法（ExternalStandard)又称校正曲线法,在相同分析条件下，比较标准物质与样品的色谱峰面积或峰高1.用已知的标准品配成不同浓度的标准样，测量各种浓度的峰高或峰面积，绘制响应信号与百分含量的关系曲线；2.测量样品的峰面积或峰高，在校正曲线上查出其对应的百分含量。要求：进样量、色谱分析条件严格不变；,92,样品中加入内标物，利用被测物与内标物校正因子的比值不变来进行定量的。首先用被测物标准品和内标物配制标准溶液，求得校正因子比值：然后，再由它和样品的峰面积来计算：fisfi/fs内标物与被测组份校正因子的比值；mi被测组份i的含量；ms加入内标物的量As内标物的峰面积；Ai组份I的峰面积；,内标法(InternalStandard),93,内标物的要求：不能与样品或固定相反应；能与样品完全互溶；与被测组份很好分离，又比较接近；加入内标的量要接近被测组份。内标法可以补偿色谱条件和样品组成或平衡温度的细小变化而带来的影响，定量较准确。缺点：每次需要准确称量内标物和样品。也可采用内标校正曲线法。公式可改为：,94,食品与香料,分析实例食品中的天然香精香料人工香精香料饮料中的醇类,样品:比萨,色谱分析领域(1),95,生命科学,气相色谱分析实例体液和组织中的药品血醇水平药品纯度,色谱分析领域(2),96,石化,DB-1,15mx0.25mmI.D.0.25mfilmStegosaurus-o-gram,分析实例燃料油定级汽车排放的废气,色谱分析领域(3),97,环境,色谱分析领域(4),98,GC-气相色谱柱及消耗品,99,GC-气相色谱柱及消耗品,100,GC消耗品,101,每6-12个月或当指示型捕集阱颜色改变时更换时间取决于捕集阱的容量与气体纯度,每1-2年校准一次,样品瓶及隔垫应当一次性使用重复使用通常导致定量误差较大,活性待测组份易被吸附,导致峰形拖尾或峰高变小,每3个月当发现注射器中有明显的清洗不掉的污染物,或推杆难以抽动,或当推杆粘连时,或进样口隔垫穿刺出现异常,或当针头被堵塞时,每60针样品裂口,进样口衬管内有碎屑,保留时间偏移,柱压降低等等,每月与衬管一起更换,或视磨损情况更换,每周经常检查,当衬管内有可见的污染物或色谱性能下降时更换,每月经常检查,当有划痕,腐蚀或非挥发性组分造成堵塞,污染时更换,每次更换色谱柱,进样口/检测器部件时更换,GC消耗品更换时间表,102,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法-固相萃取SPE,103,气体纯化系统,气源,气源,气源,压力表,在线气体净化剂,气体净化系统,组合捕集阱,放空,水分捕集阱烃类捕集阱氧气指示捕集阱气体净化系统除水分,氧气和烃类的组合捕集阱,104,部件号：5060-9096,部件号：5060-9096,部件号：OT3-2,部件号：RMSH-2,气体纯化系统,部件号：OT3-2,部件号：IOT-2-HP,FID尾吹,空气和氢气需烃类捕集阱,载气需氧/水分捕集阱ECD尾吹需氧/水分捕集阱ELCD反应气需烃类捕集阱MS载气需水分,氧气和烃类的组合捕集阱+可指示氧气捕集阱,105,气体捕集阱实例,基线不佳,取下色谱柱,用空色谱柱连接进样口与检测口,使用在线气体捕集阱-30分钟后,基线不佳,基线大幅度改善,样品峰,106,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法-固相萃取SPE,107,流量计,安捷伦提供气体和液体流量计产品流量计分为两类:体积流量计质量流量计体积流量计-测量一个时间段内已知气体通过的体积量质量流量计-测量一个时间段内已知气体通过的质量或分子数（通过密度换算成为体积）各有所长.,108,流量计,体积流量计:可测量混合气体,例如GC中常用气体标准温度和压力下测试数据接近质量流量计的数值,但可能由于温度与压力造成偏差尤其适合于在标准温度和压力下的色谱应用,ADM1000,220-1170,109,流量计,质量流量计:测量特殊气体格外准确（校准）不受温度与压力影响（有内置式温度和压力传感器）测量一个时间段内已知气体通过的质量或分子数（通过密度换算成为体积）经过校正的标准温度和压力下的体积流速等于质量流速尤其适合于特定温度压力条件下测流量,Veri-Flow500,HVF-500,110,流量计,安捷伦数字式皂膜流量计:比带刻度的量筒更准确,准确度达(3%)而带刻度的量筒的偏差度5%数字式皂膜流量计更容易读数通过皂液,电子传感器和电脑芯片计算流量便携式,电池供电玻璃流路适用于所有气体低流速(0.1-50mL/min),中等流速(0.5-700mL/min)和高流速(5-5000mL/min),Optiflow420,HFM-420,111,流量计,安捷伦数字式电子流量计:完全的电子流量计(无皂液)可测量体积流量,质量流量或两者同时测量便携式,电池供电,有的带电源线AC/DC110/220V大部分有RS232接口可连接电脑数据口比数字式皂膜流量计更有优势用于非腐蚀性气体连续实时流量读数,Reference,112,流量计,ADM流量计ADM1000-综合应用,经济型,体积流量计0.5-1000mL/min,电池供电,3%准确度ADM2000与ADM-1000相同,具有RS232接口,电池和AC/DC110/220V电源线,不但可测量体积流量还可测量质量流量,113,流量计,流程跟踪流量计适用面最宽的GC气体流量计多功能,体积和质量流量显示（同时显示测试时的温度和压力,FT2000独具检漏功能)适用范围0-500mL/min,2%准确度(5mL/min)可校准测量七种气体(N2,H2,He,Air,CO2,CH4和95%Ar/5%CH4)配有RS232接头,6AA电池和AC/DC110/220V电源线可进行在线监测,FlowTracker1000,5183-4779,FlowTracker2000,5183-4780,测漏探头,114,流量计,115,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法-固相萃取SPE,116,样品瓶设计指标,为确保样品瓶能与自动进样器相匹配,安捷伦样品瓶生产工艺中至少有18个重要尺寸指标高度与宽度内外直径肩高与半径颈长平底(可使用内衬管),117,样品瓶选择,玻璃通用型和耐酸型棕色瓶-用于光敏感样品硅烷化/去活用于会与玻璃瓶壁粘合的样品或痕量分析聚丙烯用于醇类样品或水溶性溶剂微量内衬管用于极少进样量高收率用于有限的样品量,118,广口螺纹瓶瓶垫直径9mm,广口钳口瓶瓶垫直径11mm,广口卡口瓶,广口瓶内衬管用于2mL,12X32mm,小口螺纹瓶,小口螺纹瓶内衬管用于2mL,12X32mm,顶空钳口瓶平底与圆底,安捷伦LC仪器专用钳口瓶,119,样品瓶垫类型与选择,氟聚膜Teflon/红色天然橡胶适用于常规分析重复使用的密闭性和化学惰性适中最经济实惠氟聚膜Teflon/硅树脂或氟聚膜Teflon/红色硅树脂橡胶重复使用的密闭性卓越不易脱落碎屑特别适用于多次进样,氟聚膜Teflon/硅树脂/氟聚膜Teflon适用于痕量分析重复使用的密闭性适中最不易脱落碎屑蒸发最小氟聚膜Teflon适用于单次进样,重复使用密闭性差耐化学腐蚀,无污染维通橡胶Viton适用于含氯试剂和有机酸,120,样品瓶垫类型与选择,121,电子盖瓶器与电子启盖器,改良后的弹簧锁环和金属齿轮(非塑料材质),操作噪音小,可靠性高,避免费力的手工封盖与启盖过程,122,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法-固相萃取SPE,123,手动进样针自动进样针劣质进样针可能损伤自动进样器,GC进样口,进样口隔垫,甚至导致程序出错,数据丢失!,进样针,124,进样针,125,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法-固相萃取SPE,126,进样口示意图,127,进样口隔垫的作用：保持色谱系统处于密封状态,防止空气进入系统优化温度和流失隔垫(BTO隔垫)：较高使用温度4000C,流失最小,可用于GC/MS.长使用寿命隔垫：适用于进样隔垫使用寿命长的要求,特别适合自动进样.高级绿色隔垫：适用于进样隔垫使用寿命长的要求,粘连最少.,进样口隔垫,128,隔垫碎屑脱落,BTO隔垫,无中央引导孔,有中央引导孔,1,100,700,1,100,700,#扎刺次数,#扎刺次数,有中央引导孔的隔垫几乎没有碎屑脱落!,放大30倍,129,隔垫碎屑脱落,脱落的隔垫材质会进样口衬管,厂商A生产的红色隔垫,100次进样已经有大块的隔垫碎屑脱落,厂商B生产的绿色隔垫,400次进样已经有明显的隔垫碎屑脱落,BTO隔垫,90%以上的GC样品1支弱极性(例,DB-1或DB-5)1支中等极性(例,DB-17或DB-624)1支强极性(例DB-Wax或HP-Innowax)另加：1支PLOT色谱柱（分析永久气体和轻烃）,四支色谱柱可分析几乎所有GC样品,149,气相色谱柱保护柱,石英去活毛细管柱接头(用于连接保护柱)(5/包装)3396聚酰亚胺密封树脂(用于连接保护柱)(5g/包装)500-12000.53mm内径去活毛细管柱(5m/包装)160-2535-50.32mm内径去活毛细管柱(5m/包装)160-2325-50.25mm内径去活毛细管柱(5m/包装)160-2255-50.53mm内径去活毛细管柱(10m/包装)160-2535-100.32mm内径去活毛细管柱(10m/包装)160-2325-100.25mm内径去活毛细管柱(10m/包装)160-2255-10,用于保护柱,预柱,保留间隙柱或检查系统是否污染,农残等痕量分析强烈推荐使用保护柱！,150,气相色谱柱,近100种色谱柱,NPD检测器应避免使用含氮固定相例氰丙基色谱柱：DB-23,DB-225,DB-1701,DB-1301ECD检测器应避免使用含卤素固定相例三氟乙基色谱柱：DB-210,DB-200,151,气相色谱柱,30mx0.25mm,0.25m,色谱柱柱长色谱柱内径键合相膜厚,色谱柱柱长：柱长越长,保留越长,分离度越好,柱效越高色谱柱内径：内径越小,保留越小,分离度越好,柱效越高键合相膜厚：,152,柱长度与分离度和保留时间,分离度与柱长平方根成正比恒温分析：保留时间与柱长成正比,15m,60m,30m,R=0.84,2.29min,R=1.68,8.73min,R=1.16,4.82min,210C恒温,153,色谱柱长度与费用,15m,30m,60m,154,小结：如何选择色谱柱尺寸？,“相似相溶原则”-即待测组份与固定相极性匹配原则通常用30m长的色谱柱,尽量用合适长度的色谱柱,色谱柱越长意味着分析时间越长和费用越高首先考虑0.25mm或0.32mm内径的色谱柱,再根据样品情况决定选用更粗或更细内径的色谱柱首先考虑0.25um膜厚,再根据样品的挥发性选择更厚或更薄的液膜,155,该如何老化新色谱柱？众说纷纭,有人说不必老化,有人说必须过夜老化,有人认为老化色谱柱时升温速率必须较慢?究竟该如何老化？解答:安装色谱柱后,首先用至少3倍于平常工作流速的载气吹色谱柱,然后将载气流速调整到正常流速.开始从100度升温迅速升温到老化温度,老化色谱柱。老化温度-在高于样品分析终温20度但不超过色谱柱的恒温温度上限的状态下,恒温2小时的方法快速老化一支新的毛细管色谱柱,色谱柱老化时的升温速率没有限制,既可使用最高升温速率老化色谱柱.如果样品分析的终温一旦超过色谱柱恒温温度上限,必须在比首次老化温度更高的温度下重新老化色谱柱,但不能超过色谱柱的程序升温上限.如果恒温10分钟以后,检测器信号仍然不往下降,立即将色谱柱柱温降下来,检查是否漏气.色谱柱老化所需时间可依据应用分析的需要,并且取决于操作者可接受的流失程度.所需要的检测限越低,色谱柱需要的老化时间就越长.(与色谱柱固定相的极性和膜厚直接相关)极性和厚膜色谱柱流失较多和需要较彻底的老化.对于绝大多数应用,30至60分钟的老化时间已经足够.,色谱柱故障排除与维护-老化新色谱柱,156,FID检测器最适合用于检测色谱柱老化时的基线.在升温程序的末端(例低于恒温温度上限30-40度时),基线将升高,然后基线下降逐渐平稳,此时可以认为色谱柱老化完成.虽然有报道认为当使用一些类型的检测器(例ECD,MS)时,会污染检测器,但总体来说,将色谱柱连接在检测器上进行色谱柱老化是安全的,并不会污染检测器.关键点:切勿过夜老化色谱柱.当色谱柱处于高温时,柱寿命急剧下降.如果色谱柱老化时超过2小时还有大量柱流失,则将色谱柱冷却至室温,辨认柱流失来源(通常原因是：氧气由连接不紧密的连接处进入色谱柱或隔垫漏气).来源于GC仪器本身的残留物导致的基线信号变化也可能与色谱柱流失状况相像.关键点:如果色谱柱放置一段时间未用,则可进行一次温和的色谱柱老化过程以便赶走色谱柱保存过程中冷凝沉积下来的污染物.,色谱柱故障排除与维护-如何确定色谱柱老化是否足够?,157,色谱柱使用时有温度上限和下限.如果色谱柱低于使用温度下限使用,色谱柱的性能表现会不理想,会得到馒头峰与宽峰(例：柱效损失),但色谱柱并不会因此而受损.在高于色谱柱使用温度下限的情况下使用,可获得较好的色谱峰峰形.色谱柱使用温度上限的表达方式例如：325/3500C前者较低的温度是恒温温度上限.色谱柱可无限期的在恒温温度上限下使用,此时的色谱柱流失和寿命都不会受到严重损伤.后者较高的温度是程序升温温度上限.色谱柱只在程序升温温度上限使用10至15分钟是不会严重损伤色谱柱寿命或引起色谱柱过度流失,但如果长时间使用或高于程序升温温度上限则会损伤固定相以及熔融硅胶柱管的惰性导致严重缩短色谱柱寿命或引起色谱柱过度流失.,色谱柱故障排除与维护-色谱柱使用温度上限,158,真正的色谱柱流失的来源只应该是色谱柱.用户所观察到的流失实际上是到达检测器的所有信号的总和,包含了以下来源：进样口隔垫,进样口和检测器,但有可能将以上所有来源全都错误的归结为色谱柱流失.判断流失是否正常的最好方法是检查检测器.断开,并取下色谱柱,用堵头封住检测器入口.打开检测器,纪录50度时的信号值.柱箱升温到320度,记录信号值.干净的检测器上FID信号将增加1至2个pA.如果信号增加值和超过2个pA,应该立即考虑清洗检测器,尾吹气和氢气管线.一旦检测器信号在320度落回到可接受的水平,考虑进样口的问题.如果目测进样口衬管,发现有明显的污染,将进样口冷却下来,拆开进样口,用溶剂擦洗进样口内腔.更换新的衬管后,重新安装上进样口,用一段“跳接管”(1至3米的未涂敷的熔融硅胶或不锈钢色谱柱管)将进样口与检测器直接相连.进样口升温,柱箱升温到320度.此时只接了检测器时任何“流失”信号增加值均来源于仪器的前端例如：进样口隔垫,载气气路,在线调节器,阀或流速控制器.用铝箔将一个新的隔垫包起来,光滑面向下.如果从跳接管的信号过来的信号降低了,表明需要使用质量更好的隔垫.如果信号仍然很高,载气中可能有物质沉积在管线,阀或调节器中,这些部件需要拆开清洗或更换.,色谱柱故障排除与维护-如何判断是否是色谱柱流失？,159,怀疑进样器或载气发生被污染问题时可用冷凝测试来进行故障排除(例：鬼峰或基线不正常)将GC恒温于40-50度至少8小时.不进样运行空白程序分析(启动GC,但不进样),使用正常的温度条件和仪器设置.保存第一张谱图.立即重复上述空白程序,间隔最多不超过5分钟.将第二张谱图与第一张谱图做对比.如果第一张谱图上有大量的色谱峰并且基线不稳,则表明污染部位位于毛细管色谱柱上游(例：进样口或载气已被污染).如果两张谱图上色谱峰均较少并且或基线漂移也小,则表明载气和/或进样口相对比较干净.如果两张谱图上噪音较高并且/或发生基线漂移,则表明检测器或检测器气路已被污染.,色谱柱故障排除与维护-如果怀疑进样器或载气被污染该如何检查?,160,系统污染导致大多数的鬼峰或Carryover交叉污染问题.如果额外的鬼峰峰宽与样品色谱峰相近(保留时间也相近),污染物最有可能是与样品同时进入色谱柱.额外组分的可能来源是进样器(例污染物)或样品本身.溶剂,样品瓶,瓶盖和进样针中的杂质也是可能的其他来源.分别进样分析样品和空白溶剂可以找到污染物来源.如果鬼峰比样品色谱峰宽许多,则早在样品进入色谱柱之前,污染物已经存在于色谱柱中.上一次样品运行被中断后,上述组份残留在色谱柱中.在样品运行的后期流出色谱柱,且峰形较宽.有时,多次进样叠加后形成多个鬼峰或以驼峰形式流出,并伴随有基线漂移.升高终温或延长程序升温时间可减少或消除鬼峰.另外,每次或几次样品分析后,进行一次短时间的色谱柱烘烤可以消除色谱柱上的强保留化合物,避免导致不良后果.进行冷凝测试可判定是否是由于进样口被污染而导Carryover交叉污染或鬼峰.,色谱柱故障排除与维护-鬼峰或Carryover交叉污染,161,通常一个隔垫在引起谱图表现不佳之前至少能进100次样品.而衬管则可以发现谱图表现不佳后再更换.影响隔垫寿命的因素有进样针尺寸,进样温度和弹性,压力.影响衬管寿命的因素有样品洁净程度.具体情况可依据仪器的使用状况及样品的情况而定.,色谱柱故障排除与维护-何时需要更换隔垫或衬管?,162,这与样品制备或系统洁净程度有关.更换样品制备,空白制备以及洗针瓶中的溶剂.更换新的进样针和隔垫.取下分流口管线进行清洗.不进样运行空白温度程序,观察是否色谱峰是由于加热色谱柱而导致.,色谱柱故障排除与维护-为什么走空白时会出样品峰?,163,如果保留时间没有明显变化但是色谱峰变宽,拖尾,这表明系统中存在活性点。如果变宽的色谱峰是对称的,则表明正常的色谱柱柱效下降；如果色谱峰前伸,则表明色谱柱过载。,色谱柱故障排除与维护-标样和样品峰随保留时间增加而峰形变宽,是否正常?,164,水是常见的实验室溶剂中蒸发体积最大的溶剂之一.对于进水样,进样口衬管不能提供足够大的蒸发空间,会导致过量的蒸气反冲到进样口外,再冷凝在较低温度的表面上,最终结果是造成样品损失.如果要进水样,将进样口温度设置在150和220度之间（降低膨胀体积）或使用较小的进样体积可以减少样品损失.,色谱柱故障排除与维护-分析水相基体样品,重现性不佳,该如何改善?,165,进样口维护是避免活性点和样品降解问题的第一首选.使用干净的,去活衬管,更换分流/不分流进样口(镀金)处的密封圈尤其是发现降解迹象时必须这样处理.并非所有的实验室都只分析比较干净的样品.如果样品很脏既样品基体复杂,则进样口维护非常关键。彻底的进样口清洗会有助于避免大多数的异狄氏剂和滴滴涕在进样口发生分解.电子气动控制可以提供脉冲不分流或流量程序进样技术.这些技术可有效减少样品在进样口的停留时间,而减少降解.,色谱柱故障排除与维护-如何避免异狄氏剂&滴滴涕发生分解?,166,色谱柱故障排除与维护-基线噪音过高,167,色谱柱故障排除与维护-基线不稳或紊乱,168,色谱柱故障排除与维护-色谱峰拖尾,169,进样口或色谱柱被污染,或色谱柱切口不平整.将进样口冷却下来,关掉气路,更换或清洁进样口部件,包括进样衬管和镀金密封垫。取出色谱柱.将色谱柱柱头部分切除一段消除残留的非挥发性组份,隔垫材料和石墨垫碎屑.切除的柱长可按实际需要为1英尺到1米,甚至更长.使用正确的色谱柱切割工具是关键.切割不平整,样品会发生吸附.在重新安装任何部件之前必须确保彻底清洗进样口.推荐使用溶剂清洗分流口管线.使用不分流模式进行分析时,太长的不分流时间会导致拖尾.常用设定的时间0.5至1分钟.死体积也会导致拖尾的发生.确保色谱柱安装正确地于检测器和进样口中.如果必须保证使用相同的色谱柱柱长,则可考虑使用一段未涂敷的保留间隙柱(色谱柱前的预柱).保留间隙柱可以切除或更换,而不损失柱效,并且可有效延长色谱柱寿命.使用保留间隙柱时必须确保保留间隙柱和分析色谱柱之间的连接部分不漏气和不吸附样品.,色谱柱故障排除与维护-色谱峰拖尾的原因?,170,色谱柱故障排除与维护-裂分峰,171,色谱柱故障排除与维护-色谱峰大小发生变化,172,色谱柱故障排除与维护-保留时间变化,173,色谱柱故障排除与维护-分辨率损失,174,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法-固相萃取SPE,175,内容,气体纯化系统流量计样品瓶进样针进样口隔垫，O型圈石英衬管，密封垫石墨垫圈，柱螺母气相色谱柱选择,使用与维护GC方法移植软件样品前处理新方法,176,SPE固相萃取,固相萃取的主要作用待测组份纯化痕量富集浓缩溶剂转换样品储备和保存,177,SPE洗脱溶剂选择,SPE小柱的容量与洗脱参数,178,SPE吸附模式的基本步骤,预洗*,消除可能会被溶剂洗脱出来的污染物,活化,上样,冲洗,淋洗,活化SPE小柱准备接受样品,上样并冲洗小柱,用不会把待测组份淋洗出来的最强溶剂系统进行淋洗,尽量用最少的淋洗溶剂淋洗待测组份,如果洗脱溶剂溶解能力强于活化溶剂,1.MeOH或乙腈2.弱溶剂(水,缓冲液),保留较弱的基体组份被首先洗脱出来需控制流速,待测组份和其他基体组份被保留,将待测组份洗脱出来而剩余保留较强的基体组份仍然保留在填料中需控制溶剂用量,1,2,179,AccuBONDIISPE应用报告,环境水中有机氯农残的固相萃取水中多环芳烃PAH的固相萃取水中多氯联苯PCB的固相萃取固相萃取三嗪triazines苯酚系列物的SPE固相萃取及GC/MS分析医药尿样和血清中的代谢类固醇血清中的苯酰牙子碱血清中的咖啡因及其代谢产物血清中的巴比妥,180,水中多环芳烃的萃取与分离,水Spikedat50ppb,固相萃取方法AccuBONDII,500mg,6mL(P/N188-1356,30/box)样品制备:加入2mL异丙醇至20mL水样中混匀活化:5mL二氯甲烷5mL甲醇5mL去离子水加入1mL去离子水于填料床顶部上样:在小柱下放置24-mL样品瓶上样.用玻璃滴管控制流速.调节真空,控制流速10mL/min.流速越低,萃取效果越好.冲洗:3mL50:50乙腈/去离子水冲洗后继续抽真空30sec把SPE小柱离心分离1000-1500rpm转速5min.(除去多余的水)淋洗:3mL二氯甲烷,收集流动相.挥干至50-200L.不要加热,以防小分子的P