第4节 毛细管色谱法

1、2022-3-7第第九九章章气相色谱分析法气相色谱分析法一、毛细管色谱一、毛细管色谱柱柱capillary gas chromatograph二、二、毛细管色谱的特点毛细管色谱的特点feature of capillary gas chromatograph三、三、毛细管柱的色谱系统毛细管柱的色谱系统第四节第四节 毛细管气相色谱毛细管气相色谱gas chromatographic analysis, GCcapillary gas chromatograph2022-3-7 毛细管气相色谱法是以毛细管柱作为色谱分离毛细管气相色谱法是以毛细管柱作为色谱分离柱柱的一种高效、快速、高灵敏度的的一种高

2、效、快速、高灵敏度的分离分析方法。分离分析方法。1 1构成：构成：柱管内壁涂渍（交联）一层薄而均匀的柱管内壁涂渍（交联）一层薄而均匀的固定相，柱中心是空的，又称开管柱。固定相，柱中心是空的，又称开管柱。一、毛细管色谱柱一、毛细管色谱柱2 2柱材：柱材：化学惰性、热稳定、强度好，有弹化学惰性、热稳定、强度好，有弹性、价格较高，占主要地位性、价格较高，占主要地位弹性石英弹性石英3 3柱尺寸：柱尺寸：柱容量大，不分流进样，柱效高于填充柱容量大，不分流进样，柱效高于填充柱，程序升温性能好，但柱成本高柱，程序升温性能好，但柱成本高2022-3-74 4分类（分类（根据固定液的涂渍方法根据固定液的涂渍方法

3、）（1）壁涂开管柱（）壁涂开管柱（WCOT）固定液直接涂在毛细管内壁上。固定液直接涂在毛细管内壁上。（2）载体涂渍开管柱（）载体涂渍开管柱（SCOT） 在柱内先涂上一层很细的多孔颗粒，然后再涂在柱内先涂上一层很细的多孔颗粒，然后再涂固定液。固定液。（3）多孔层开管柱（）多孔层开管柱（PLOT）在管臂上涂一层多孔性吸附剂固体颗粒，属气在管臂上涂一层多孔性吸附剂固体颗粒，属气固色谱。固色谱。一般毛细管柱分为三种类型。一般毛细管柱分为三种类型。应用最多应用最多柱容量大，制柱容量大，制备技术复杂，备技术复杂，应用少应用少应用于永久性应用于永久性气体、低沸点气体、低沸点有机化合物有机化合物2022-3-

4、7目前市场上的目前市场上的WCOT柱多为固定液交联的色柱多为固定液交联的色谱柱。谱柱。交联毛细管柱交联毛细管柱用交联引发剂将固定液交联用交联引发剂将固定液交联 到毛细管壁上。到毛细管壁上。交联柱特点交联柱特点：耐高温，抗溶剂的抽提、稳定、：耐高温，抗溶剂的抽提、稳定、柱效高、寿命长。柱效高、寿命长。2022-3-75 5常用的色谱柱常用的色谱柱实实验验室室中中需需备备可应付可应付85%的分析任务的分析任务加之，可应付加之，可应付95%的分析任务的分析任务2022-3-7提高色谱分离能力的途径提高色谱分离能力的途径塔板理论：塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子塔增加柱长，减小柱径，即增加柱子

5、塔板数；板数；速率理论：速率理论：消除组分在柱中的涡流扩散和减小传消除组分在柱中的涡流扩散和减小传质阻力，降低塔板高度。质阻力，降低塔板高度。（1）阻力小，长度可达百米。）阻力小，长度可达百米。（2）消除了组分在柱中的涡流扩散。）消除了组分在柱中的涡流扩散。（3）总柱内壁面积较大，涂层很薄，气相和液相传）总柱内壁面积较大，涂层很薄，气相和液相传质阻力大大降低。质阻力大大降低。2022-3-7（1）总的理论塔板数可达）总的理论塔板数可达104106； （2）分析速度快；）分析速度快；（3）色谱峰窄、峰形对称；）色谱峰窄、峰形对称；（4）较多采用程序升温方式；）较多采用程序升温方式；（5）柱容量小

6、。）柱容量小。 . .毛细管色谱具有以下优点毛细管色谱具有以下优点2022-3-7毛细管气相色谱图毛细管气相色谱图( (分别涂渍不同的固定相）分别涂渍不同的固定相）聚乙烯醇(Carbonwax 20M, 250oC)50%聚氰丙基-二甲基硅氧烷(OV-275, 240oC)聚二甲基硅烷(OV-1, SE-30, 350oC)5%苯甲基二甲基硅氧烷(OV-3, SE-52, 350oC)50%聚苯甲基二甲基硅氧烷, OV-17, 250oC)50%聚(三氟丙基-甲基)硅氧(OV210, 200oC)葡萄籽油血液中酒精氯代芳烃醇类有机碱胆固醇2022-3-72022-3-7三、毛细管柱的色谱系统三

7、、毛细管柱的色谱系统 1 1增加尾吹气的辅助气路增加尾吹气的辅助气路 毛细管柱内径很细，存在两个问题：毛细管柱内径很细，存在两个问题：允许通过的载气流量很小。允许通过的载气流量很小。柱容量很小，允许的进样量小。柱容量很小，允许的进样量小。 毛细柱与填充柱色谱系统基本相同，主要有两处毛细柱与填充柱色谱系统基本相同，主要有两处不同不同。增加柱后到检测器流路中载气流速（毛细柱增加柱后到检测器流路中载气流速（毛细柱N2流流速速 15 mlmin），以减小柱后扩散。），以减小柱后扩散。增加了增加了N/H比，以提高检测灵敏度。比，以提高检测灵敏度。2022-3-7分流进样分流进样：样品注入进样器使其气化，

8、并与载气均匀混合，样品注入进样器使其气化，并与载气均匀混合，然后让然后让少量样品进入毛细管柱，大量放空。少量样品进入毛细管柱，大量放空。分流比分流比：放空的样品量与进入毛细管柱的试样量之比，放空的样品量与进入毛细管柱的试样量之比，分流比分流比一般在一般在 50:1100:1 。2 2增加分流进样装置增加分流进样装置 允许进样量少，进样的准确性、重现性差。允许进样量少，进样的准确性、重现性差。 毛细管柱毛细管柱GC常采用常采用分流分流/不分流不分流进样方式。进样方式。2022-3-7 分流进样的适用性分流进样的适用性可挥发样品可挥发样品 如对化学试剂的分析，样品不能稀释，一些如对化学试剂的分析，样品不能稀释，一些组分会在主峰前流出。组分会在主峰前流出。样品组成未知样品组成未知 相对相