仪器分析技术三2011

1、第四章第四章 常用仪器分析技术（三）常用仪器分析技术（三）授课人：授课人：陈丽琴陈丽琴第二节第二节 色谱分析法色谱分析法(chromatography) 色谱分析法概论色谱分析法概论 色谱过程和基本原理色谱过程和基本原理 气相色谱法气相色谱法 高效液相色谱法高效液相色谱法 薄层色谱法薄层色谱法一、色谱法的历史由来一、色谱法的历史由来二、二、色谱法的概念色谱法的概念三、色谱法的分类三、色谱法的分类四、色谱法的特点四、色谱法的特点l色谱法最初应用和得名：俄国植物学家色谱法最初应用和得名：俄国植物学家Tsweet在在1906年使用装置分离植物色素。年使用装置分离植物色素。l色谱法是一种分离分析技术色

2、谱法是一种分离分析技术, , 不仅用于有色物质的分离不仅用于有色物质的分离, ,而且大量用于无色物质的分离而且大量用于无色物质的分离, , 但其名称仍在沿用。但其名称仍在沿用。l试样混合物的分离过程试样混合物的分离过程 = = 试样中各组分在柱中的试样中各组分在柱中的两相两相间不断进行着的分配过程。间不断进行着的分配过程。固定相固定相(sable phase): (sable phase): 固定不动的一相；固定不动的一相；流动相流动相(mobile phase):(mobile phase): 携带试样混合物流过固定携带试样混合物流过固定相的流体（气体或液体）。相的流体（气体或液体）。一、色

3、谱法的历史由来一、色谱法的历史由来 当流动相中携带的混合物流经固定相时，其当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。与适当的柱后检测方法结合，实固定相中流出。与适当的柱后

4、检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。现混合物中各组分的分离与检测。二二. .色谱法的概念色谱法的概念 1.1.按两相的物态分类按两相的物态分类 （1 1）气相色谱法）气相色谱法 流动相为气体。流动相为气体。 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱三三. .色谱法的分类色谱法的分类 （2 2）液相色谱法）液相色谱法流动相为液体。流动相为液体。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。2.2.按组分在两相间的分离机制分类按组分在两相间的分离机制分类 （1 1）吸附色谱法）吸附色谱法 组分在吸附剂上的吸附能力不

5、同。组分在吸附剂上的吸附能力不同。（2 2）分配色谱法）分配色谱法 组分在固定液中的溶解度不同。组分在固定液中的溶解度不同。（3 3）离子交换色谱法）离子交换色谱法 组分在离子交换剂上的亲和力大小不同。组分在离子交换剂上的亲和力大小不同。（4 4）空间排阻色谱法）空间排阻色谱法 组分的分子体积大小不同而在多孔固定相组分的分子体积大小不同而在多孔固定相 中选择性渗透。中选择性渗透。（5 5）毛细管电泳法）毛细管电泳法 以毛细管为分离通道，以电场为驱动力，不以毛细管为分离通道，以电场为驱动力，不同组分在电介质溶液中电泳淌度不同。同组分在电介质溶液中电泳淌度不同。3.3.按固定相所处的形态分类按固定

6、相所处的形态分类 （1 1）柱色谱法）柱色谱法 固定相装于柱内（三维）。固定相装于柱内（三维）。 （2 2）平板色谱法）平板色谱法 固定相呈平面状（二维，包括纸色谱法固定相呈平面状（二维，包括纸色谱法和薄层色谱法）和薄层色谱法） 四四. .色谱法的优点色谱法的优点（1）分离效率高分离效率高： 复杂混合物，甚至有机同系物、异构体。（2 2）分析灵敏度高：）分析灵敏度高： 可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。（3） 分析速度快：分析速度快： 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4 4） 应用范围广：应用范围广： GC：适用于沸点低于400的各种有

7、机或无机试样的分析。 HPLC：GC不适用的药毒物。第二节第二节 色谱分析法色谱分析法(chromatography) 色谱分析法概论色谱分析法概论 色谱过程和基本原理色谱过程和基本原理 气相色谱法气相色谱法 高效液相色谱法高效液相色谱法 薄层色谱法薄层色谱法 毛细管电泳法毛细管电泳法一、色谱过程一、色谱过程二、分配平衡二、分配平衡三、色谱图和有关概念三、色谱图和有关概念四、理论塔板概念四、理论塔板概念五、速率理论五、速率理论一、色谱过程一、色谱过程例例：气相色谱法气相色谱法 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 气固色谱和气液色谱的分离机理不同。气固色谱和

8、气液色谱的分离机理不同。 气固色谱的固定相气固色谱的固定相: 多孔的固体吸附剂颗粒。多孔的固体吸附剂颗粒。 气液色谱的固定相气液色谱的固定相: : 涂渍在载体表面的固定液。涂渍在载体表面的固定液。 基本特征基本特征气相色谱仪气相色谱仪当试样由载气携带进入色谱柱与固当试样由载气携带进入色谱柱与固定液接触时，部分被固定液溶解。定液接触时，部分被固定液溶解。随着载气的不断通入，被溶解组分随着载气的不断通入，被溶解组分又从固定液中挥发。又从固定液中挥发。挥发的组分随着载气向前移动时又挥发的组分随着载气向前移动时又再次被固定液溶解。再次被固定液溶解。随着载气的流动，溶解、挥发的过随着载气的流动，溶解、挥

9、发的过程反复地进行。程反复地进行。试样中各组分由于在固定液中的溶试样中各组分由于在固定液中的溶解度大小不同而被分离。解度大小不同而被分离。气液色谱分离过程气液色谱分离过程气固色谱分离过程气固色谱分离过程1.试样试样2.载气载气3.吸附剂吸附剂4.色谱柱色谱柱5.检测器检测器当试样由载气携带进入色谱当试样由载气携带进入色谱柱与吸附剂接触时，部分被柱与吸附剂接触时，部分被吸附剂吸附。吸附剂吸附。随着载气的不断通入，被吸随着载气的不断通入，被吸附组分又从吸附剂中解离吸附组分又从吸附剂中解离吸附。附。解离吸附的组分随着载气向解离吸附的组分随着载气向前移动时又再次被吸附剂吸前移动时又再次被吸附剂吸附。附

10、。随着载气的流动，吸附、解随着载气的流动，吸附、解离吸附的过程反复地进行。离吸附的过程反复地进行。试样中各组分由于在吸附剂试样中各组分由于在吸附剂中的吸附力不同而被分离。中的吸附力不同而被分离。 组分在固定相和流动相间发生的吸附、解离吸附，或溶解、组分在固定相和流动相间发生的吸附、解离吸附，或溶解、挥发的过程叫做挥发的过程叫做分配过程分配过程。 在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为）比，称为分配系数分配系数，用，用K 表示。表示。 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K二、分配平衡二、分配平衡分配

11、系数分配系数K的讨论：的讨论： 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K 一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；每个组份在各种固定相上的分配系数每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；不同；试样中的各组分具有不同的试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；值是分离的基础；某组分的某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。时，即不被固定相保留，最先流出。三、色谱图及相关概念三、色谱图及相关概念色谱图：色谱图：是由检测器输出的电信号强度对时间作图所绘制的曲线。基线：基线：流动相通过检测器时，检测到的信号即为基线。色谱峰：色谱峰：是流出曲线上

12、的突起部分。正常色谱峰为对称形正态分布曲线。不正常色谱峰有两种：拖尾峰和前延峰。色谱峰参数：色谱峰参数：一个组分的色谱峰可用3项参数说明。峰位：用保留时间表示，用于定性；峰高或峰面积：用于定量；峰宽：用于衡量柱效。1.1.色谱图和色谱峰色谱图和色谱峰2.2.保留值保留值保留时间（保留时间（retention time, tR）：）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。死时间（死时间（dead time, t0）：）：不保留组分从进样开始到出柱时所需的时间。调整（净）保留时间（调整（净）保留时间（adjusted retention time, tR）：）：tR= tRt0 3.3.区域

13、宽度区域宽度用来衡量色谱峰宽度的参数 有三种表示方法：有三种表示方法：（1）2倍标准偏差倍标准偏差(2 )： 即0.607倍峰高处色谱峰的宽度。（2）半峰宽）半峰宽(W1/2)： 色谱峰高一半处色谱峰的宽度 W1/2 =2.354 （3）峰底宽）峰底宽(WB)： WB=4四、理论塔板的概念四、理论塔板的概念 衡量柱分离效能（柱效）指标衡量柱分离效能（柱效）指标色谱分离的塔板理论：色谱分离的塔板理论：把色谱柱看把色谱柱看作一个分馏塔，认为在每个塔板的间隔作一个分馏塔，认为在每个塔板的间隔内，试样组分可以在两相中瞬间达到分内，试样组分可以在两相中瞬间达到分配平衡。配平衡。虚拟的塔板高度：虚拟的塔板

14、高度：H，色谱柱长：色谱柱长：L，色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：n，则三者的关系为：则三者的关系为： n = L / H H = L / n H越小，越小，柱效越高柱效越高 理论塔板高度理论塔板高度H H越小，单位柱长越小，单位柱长n 越多，柱效越多，柱效越高。越高。 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 不能解释塔板高度受哪些因素的影响，以及不能解释塔板高度受哪些因素的影响，以及色谱峰变宽的原因，因此也不能根据该理论优色谱峰变宽的原因，因此也不能根据该理论优化色谱条件，改善柱效。化色谱条件，改善柱效。讨讨 论论五、速率理论五、速率理论影响柱效

15、的因素影响柱效的因素 速率方程（范氏方程式）速率方程（范氏方程式）: H = A + B/u + Cu H：理论塔板高度，：理论塔板高度，u：载气的线速度：载气的线速度(cm/s) 方程含义：方程含义：色谱中塔板高度受三方面因素影响，并与流动相色谱中塔板高度受三方面因素影响，并与流动相线速度有关。线速度有关。 推论：推论：l u一定时，一定时， A、B、C H 柱效柱效色谱峰宽色谱峰宽l 存在着最佳流速。存在着最佳流速。 A、B/u、Cu三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？ 1. 1. 涡流扩散项涡流扩散项A 当组分分子向柱出口迁移时，由于受到固定相颗粒的阻碍，当组分分子向柱出口迁移时

16、，由于受到固定相颗粒的阻碍，不断改变流动方向，形成类似于不断改变流动方向，形成类似于“涡流涡流”的流动。由于柱内固定的流动。由于柱内固定相颗粒填充不均匀，使组分中各分子所经历的路径不相同，而造相颗粒填充不均匀，使组分中各分子所经历的路径不相同，而造成峰展宽，柱效成峰展宽，柱效。 填充不均匀引起峰展宽如图所示：填充不均匀引起峰展宽如图所示： 固定相颗粒越大，填充的越不均匀，固定相颗粒越大，填充的越不均匀，A ，H，柱，柱效效 ，柱效下降的根本原因是涡流扩散引起色谱峰展，柱效下降的根本原因是涡流扩散引起色谱峰展宽，宽，分离变差分离变差。气相色谱中使用空心柱时，由于无填充颗粒，气相色谱中使用空心柱时

17、，由于无填充颗粒，A项为项为零。零。 A项与固定相的粒度大小和均匀度有关。项与固定相的粒度大小和均匀度有关。 A = 2dp dp：固定相的平均颗粒直径：固定相的平均颗粒直径：固定相的填充不均匀因子：固定相的填充不均匀因子2.2. 分子扩散项分子扩散项B/u 组分分子在柱中的扩散导致组分分子在柱中的扩散导致H(n)，柱效下降的根本，柱效下降的根本原因是色谱峰展宽，原因是色谱峰展宽， 分离变差。分离变差。 液相色谱中，由于液态分子的扩散运动较低，液相色谱中，由于液态分子的扩散运动较低， B/u项项可忽略不计。可忽略不计。 气相色谱中，气相色谱中，B/u项是色谱峰展宽的主要因素。项是色谱峰展宽的主

18、要因素。 增加流速有利于克服由增加流速有利于克服由B/u项引起的色谱峰展宽。项引起的色谱峰展宽。由于柱中存在着组分的浓度差，产生纵向扩散：由于柱中存在着组分的浓度差，产生纵向扩散： B/u项项与组分在柱中的浓度梯度及其引起的分子的扩散运动有关。与组分在柱中的浓度梯度及其引起的分子的扩散运动有关。3.3.传质阻力项传质阻力项Cu 液相传质阻力大于气相传质阻力。液相传质阻力大于气相传质阻力。 液相色谱中，液相色谱中，Cu项是色谱峰展宽的主要因素。项是色谱峰展宽的主要因素。 组分从流动相进入固定相和从固定相返回流动相时遇到阻力，不能组分从流动相进入固定相和从固定相返回流动相时遇到阻力，不能瞬间达到分

19、配平衡，此种阻力称为传质阻力，使得组分进入固定相和从瞬间达到分配平衡，此种阻力称为传质阻力，使得组分进入固定相和从固定相返回流动相均需要一定时间。固定相返回流动相均需要一定时间。 增加流速会造成同种组分分子质量迁移速度的差异，而引起色谱峰增加流速会造成同种组分分子质量迁移速度的差异，而引起色谱峰展宽。展宽。 Cu项项与固定相液层厚度和流动相流速有关。与固定相液层厚度和流动相流速有关。4. 4. 流速与柱效流速与柱效- -最佳流速最佳流速 H - u曲线与最佳流速：曲线与最佳流速： 由于流速对由于流速对H H有完全相反的作有完全相反的作用，所以流速对柱效的总影响使用，所以流速对柱效的总影响使得存

20、在着一个得存在着一个最佳流速最佳流速值。值。 曲线最低点的流速即为曲线最低点的流速即为最佳最佳流速流速。5. 速率理论的要点速率理论的要点 (1) (1)组分分子在柱内运行的组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成、浓度梯度所造成的的分子扩散分子扩散及及传质阻力传质阻力使固定相和流动相两相间的分配平衡不能使固定相和流动相两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰展宽、柱效下降的主要原因。瞬间达到等因素是造成色谱峰展宽、柱效下降的主要原因。 (2)通过选择适当的固定相粒度、载气流速及液层厚度可提高柱通过选择适当的固定相粒度、载气流速及液层厚度可提高柱效。效。 (3

21、) (3)速率理论为色谱分离和操作条件选择与优化提供了理论指导速率理论为色谱分离和操作条件选择与优化提供了理论指导。 (4) 各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。件，才能使柱效达到最高。三、分离度三、分离度 相邻的两个色谱峰被分离的程度用分离度来表示。相邻的两个色谱峰被分离的

22、程度用分离度来表示。 难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响：保留值之差和区域宽度。影响：保留值之差和区域宽度。 色谱分离中的四种情况：色谱分离中的四种情况： 柱效较高，柱效较高，K (分配系数分配系数)较大较大,完全分离（峰宽较窄，保留时间之完全分离（峰宽较窄，保留时间之差较大）；差较大）； K 不是很大，柱效较高，峰较不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离（峰宽较窄，窄，基本上完全分离（峰宽较窄，保留时间之差较小）保留时间之差较小） ；柱效较低，柱效较低，K 较大，但分离的较大，但分离的不好（峰宽较大，保留时间之差较不好

23、（峰宽较大，保留时间之差较大）大） ； K 小，柱效低，分离效果更差小，柱效低，分离效果更差（峰宽较窄，保留时间之差较小）（峰宽较窄，保留时间之差较小） 。分离度的表达式：分离度的表达式：R =0.8：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达89%；R =1.0：分离程度：分离程度98%；R =1.5：达：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准相邻两峰完全分离的标准）。）。第二节第二节 色谱分析法色谱分析法(chromatography) 色谱分析法概论色谱分析法概论 色谱过程和基本原理色谱过程和基本原理 气相色谱法气相色谱法 高效液相色谱法高效液相色谱法 薄层色谱法薄层色谱法 毛细管电泳法毛细管

24、电泳法气相色谱法(gas chromatography, GC)一、气相色谱仪一、气相色谱仪二、气相色谱柱二、气相色谱柱三、检测器三、检测器 四、色谱操作条件的选择四、色谱操作条件的选择五、分离分析方法五、分离分析方法一、气相色谱仪一、气相色谱仪顶空进样气相色谱仪顶空进样气相色谱仪1 1- -载气钢瓶；载气钢瓶；2 2- -减压阀；减压阀；3 3- -净化干燥管；净化干燥管；4 4- -针形阀；针形阀；5 5- -流量计；流量计；6 6- -压力表；压力表；7 7进样器；进样器；8 8- -色谱柱；色谱柱；9 9- -热导热导检测器；检测器；1010- -放大器；放大器；1111- -温温度控

25、制器；度控制器；1212- -记录仪记录仪1. 气路系统气路系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制;2. 进样系统进样系统：进样器及气化室；3. 色谱柱：色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）；4. 检测器检测器：可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；5. 色谱工作站：色谱工作站：放大器、记录仪，色谱数据储存、处理运算；6. 温度控制系统温度控制系统：柱室、气化室、检测器的温度控制。二、气相色谱柱二、气相色谱柱1 1填充柱填充柱 一般特点：一般特点：柱长柱长1-3m，内径，内径3-6mm，短柱用玻璃管，长柱用不锈，短柱用玻璃管，长柱用不锈钢管，钢管，U形或螺

26、旋形。形或螺旋形。 固定相：固定相： 载体：载体： 比表面积大，孔径分布均匀；比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱；化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小均匀、适度。一般常用颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、目、80100目。目。 固定液：固定液：热稳定性热稳定性化学稳定性化学稳定性沸点沸点 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态。液体状态。 参数参数 选择原则选择原则 (1) 最高使用温度（最高使用温度（T

27、max） 柱温高于柱温高于Tmax易分解，迅速流失，温度低则呈固态；易分解，迅速流失，温度低则呈固态；(2) 麦氏常数（麦氏常数（I）固定液相对极性大小固定液相对极性大小固定液参数固定液参数2 2毛细管柱毛细管柱 一般特点：一般特点：柱长柱长20-50m，内径，内径0.1-0.5mm，用玻璃或熔融石英拉制，用玻璃或熔融石英拉制成的毛细管色谱柱。成的毛细管色谱柱。 分类：分类： 填充毛细管柱：填充毛细管柱： 先在较粗的厚壁玻璃管中装入松散的载体，拉制成毛细管后，先在较粗的厚壁玻璃管中装入松散的载体，拉制成毛细管后，再涂渍固定液再涂渍固定液； 涡流扩散涡流扩散 柱效柱效 开口（空心）毛细管柱：开口

28、（空心）毛细管柱： 将固定液直接涂渍毛细管的管壁上形成的将固定液直接涂渍毛细管的管壁上形成的“空心空心”色谱柱。色谱柱。 分类：分类： 涂壁毛细管柱涂壁毛细管柱 载体涂层毛细管柱载体涂层毛细管柱 特点：特点： 柱效高，理论塔板数可达柱效高，理论塔板数可达104-106； 分析速度快，由于空心，柱阻力小，可在高载气流速下分析速度快，由于空心，柱阻力小，可在高载气流速下进行分析；进行分析； 柱使用寿命长，固定液经交联聚合处理，不易流失；柱使用寿命长，固定液经交联聚合处理，不易流失； 易实现易实现GC/MS联用，由于载气流量小，易维持质谱离子联用，由于载气流量小，易维持质谱离子源的高真空；源的高真空

29、； 柱容量小，定量重复性不如填充柱。柱容量小，定量重复性不如填充柱。三、检测器三、检测器 色谱仪的关键部件之一，种类较多，原理和结构各异。有色谱仪的关键部件之一，种类较多，原理和结构各异。有的具有通用性；有的具有高选择性，仅对某类物质有高响应。的具有通用性；有的具有高选择性，仅对某类物质有高响应。 检测器特性：检测器特性： 浓度型检测器：浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器某组分浓度的瞬间变化，检测测量的是载气中通过检测器某组分浓度的瞬间变化，检测信号值与组分的浓度成正比。信号值与组分的浓度成正比。 质量型检测器：质量型检测器： 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信测量的是载

30、气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。 1 1 氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器（hydrogen flame ionization detector, FIDhydrogen flame ionization detector, FID） （1）FID的特点的特点a. 通用型的质量型检测器。通用型的质量型检测器。b. 对含碳有机化合物具有很高的灵敏度。对含碳有机化合物具有很高的灵敏度。c. 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应。

31、度低或不响应。d. 结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速e. 比热导检测器的灵敏度高出近比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级。个数量级。(2) FID的结构的结构 a. 在发射极和收集极之间加在发射极和收集极之间加有一定的直流电压（有一定的直流电压（100300V）构成一个外加电场。构成一个外加电场。 b. 氢焰检测器需要用到三种氢焰检测器需要用到三种气体：气体： N2 ：载气携带试样组分；：载气携带试样组分； H2 ：为燃气；：为燃气； 空气：助燃气。空气：助燃气。 (3) FID的原理的原理 A A区：预热区区：预热区B B层：点燃火焰层：点燃火焰C

32、 C层：热裂解区：层：热裂解区：温度最高温度最高D D层：反应区层：反应区a. 当有机物当有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入火的载气由喷嘴喷出进入火焰时，在焰时，在C层发生裂解反应产生自由基层发生裂解反应产生自由基 ： CnHm CHb. 产生的自由基在产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应： CH + O CHO+ + ec. 生成的正离子生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：碰撞而发生分子离子反应： CHO+ + H2O H3O+ + COd. d. 化

33、学电离产生的正离子和电子在外加恒化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定直流电场的作用下分别向两极定向定向运动而运动而产生微电流产生微电流（约（约10-610-14A）；）；e. 在一定范围内，微电流的大小与进入检在一定范围内，微电流的大小与进入检测器的被测组分质量成正比，所以测器的被测组分质量成正比，所以氢焰检测氢焰检测器是质量型检测器；器是质量型检测器；f. 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳原子被电离；十万分之一的碳原子被电离；g. g. 离子电流信号输出到记录仪，得到峰面离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质

34、量成正比的色谱流出曲线。积与组分质量成正比的色谱流出曲线。2.2.电子捕获检测器电子捕获检测器（electron capture detector, ECDelectron capture detector, ECD） 高选择性浓度型检测器高选择性浓度型检测器 仅对含有卤素、磷、硫、氧等亲电子基团的化合物仅对含有卤素、磷、硫、氧等亲电子基团的化合物有很高的灵敏度，检测下限有很高的灵敏度，检测下限1010-14 -14 g/mLg/mL。 较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的测定。测定。3.3.氮磷检测器氮磷检测器（nitrogen phosp

35、horus detector, NPDnitrogen phosphorus detector, NPD） 高选择性质量型检测器高选择性质量型检测器 专门用于检测含氮或含磷化合物专门用于检测含氮或含磷化合物 灵敏度比灵敏度比FIDFID高高10102 - 2 - 10104 4 倍。倍。4.4.火焰光度检测器火焰光度检测器（flame photometric detector, FPDflame photometric detector, FPD） 高选择性质量型检测器高选择性质量型检测器 专门用于检测含硫或含磷有机化合物专门用于检测含硫或含磷有机化合物5.5.热导检测器热导检测器（therm

36、al conductance detector, TCDthermal conductance detector, TCD） 通用型浓度型检测器通用型浓度型检测器 灵敏度较低，比灵敏度较低，比FIDFID低低10103 3 倍。倍。四、操作条件的选择四、操作条件的选择1.1.色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择(1) (1) 固定液极性的选择固定液极性的选择 “相似相溶相似相溶” 分离非极性组分时分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。 分离极性组分时分离极性组分时，一般选用极性固定液。 组成复杂、较难分离的试样组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。(2) (2) 固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择 配比：配比：固定液在载体上的涂渍量，一般指的是固定液与载体的百分比，配比通常在5%25%之间。 配比越低，载体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。 配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。 (3) (3) 柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择 增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间tR ，且柱阻力，不便操作。 柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析