仪器分析气相色谱条件选择【知识荟萃】

1、气相色谱法分析条件选择,涂莎莎,1,行业重点,一、仪器选择,2,行业重点,1,气路系统,2,进样系统,3,分离和温控系统,4,检测系统,气相色谱,LOREM,5,数据记录和处理系统,气相色谱主要构造,3,行业重点,1,火焰离子化检测器,2,电子捕获检测器,3,火焰光度检测器,4,氮磷检测器,检测器,LOREM,5,热导池检测器,常用检测器,4,行业重点,常用检测器,5,行业重点,二、色谱柱的选择,6,行业重点,1.色谱柱种类,色谱柱有填充柱和毛细管柱。 填充柱内径34mm，长度13m。 毛细管柱内径0.10.5mm，长度通常为1050m。,7,行业重点,2.1固定相,气相色谱固定相分气液色谱固

2、定相和气固色谱固定相。 气固色谱固定相常用固体吸附剂做固定相。,8,行业重点,2.2颗粒直径,载体粒度越小，柱效越高。 但粒度太小，则阻力及柱压增加。 通常，对填充柱而言，粒度大小为内径的1/201/25为宜。,9,行业重点,2.3气液色谱固定相的选择,液体固定相有载体和固定液两部分组成。 载体是一种多孔性的惰性颗粒物质，具有较大的比表面积。,10,行业重点,2.4固定液的要求,1、挥发性小，操作温度下有较低蒸气压，以免流失。 2、热稳定性好，操作温度下不发生分解和聚合反应，并且液体状态，保持固定液原来的特性。 3、对试样有一定的溶解能力，以免被测组分被带走起不到分配作用。 4、具有良好的选择

3、性，即操作条件下，对沸点相近或者性质相似的不同物质有尽可能高的分离能力。 5、化学稳定性好，不与被测组分， 担体，载气发生 化学反应。,11,行业重点,2.5固定液的选择相似相溶原理,12,行业重点,2.4固定液的配比,配比即固定液与担体的质量之比，一般在5到25之间。 低固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允许的进样量低。 高沸点样品用低固定液配比（载体和固定液配比,即固定液涂渍量较少,1%到3%）,以防保留时间过长,峰扩散严重,导致柱效降低. 使用低固定液配比时,固定液在载体表面必须涂渍良好,以防色谱峰拖尾；低沸点样品宜用高固定液配比（5%到25）从而增大k,以达到良好分离.,13,行业重

4、点,2.5固定液最高使用温度,1.温度能够影响到色谱柱的柱效、分离选择性、检测灵敏度和稳定性。柱温改变，能影响分离效率和分析速率。提高柱温，可以改善传质阻力，有利于提高柱效，缩短分析时间，但降低了选择性，不利于分离。从分离角度上考虑，一般选用较低的柱温。 2.若柱温高于高于固定液最高温度会不利于分配或易造成固定液流失。 3.故温度要适宜，不得过低也不得超过固定相最高使用温度。,14,行业重点,3.1柱长的选择,分辨率与柱长的平方根成正比。在其他条件不变的情况下,为取得加倍的分辨率需有4倍的柱长。较短的柱子适于较简单的样品,尤其是由那些在结构、极性和挥发性上相差较大的组分组成的样品。 柱长增加可

5、以提高塔板数，使分离度提高。,15,行业重点,3.2内径的选择,柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比大口径柱有更高柱效，但柱容量更小。,16,行业重点,三、温度的选择,17,行业重点,1.1柱温,在气相色谱分离分析中，柱温是一个重要的操作变数，直接影响分离效能和分析速度，是条件选择的关键。 一般选择的基本原则是：在使最难分离的组分有尽可能好的分离高度的前提下，尽可能采取较低温度，但以保留时间适宜及不拖尾为度。 柱箱温度越高，峰高越高，峰宽越窄，但是峰与峰之间的间距会越小。反之温度越低，峰高越低，峰宽越宽，峰之间的间距越大。 柱温一般选择接近或略低于组分平均沸点时的温度。 选择

6、柱温的根据是混合物的沸点范围，固定液的配比和鉴定器的灵敏度。提高柱温可缩短分析时间； 降低柱温可使色谱柱选择性增大，有利于组分的分离和色谱柱稳定性提高，柱寿命延长。 对易挥发样用低柱温，不易挥发的样品采用高柱温。,18,行业重点,1.2气化室温度,一般控制在等于或稍高于待测组分的沸点，以保证迅速气化。 一般气化室温度比柱温高20到50度左右。 既能保证样品全部组分瞬间完全气化，又不引起样品分解。,19,行业重点,1.3检测室温度,检测器温度一般等于或者高于进样器30到50左右或气化室温度。,20,行业重点,四、载气及流速的选择,常用载气包括氦气、氮气、氩气、氢气和空气。 除了载气，有些需要助燃

7、气。,21,行业重点,4.1载气选择,选择何种气体作载气，首先要考虑使用何种检测器。 载气选择还与流速有关。,22,行业重点,4.2载气流速,根据范氏方程可知： 涡流扩散项与载气流速无关; 当载气流速u小时，分子扩散项对柱效的影响是主要的，因此选用分子量较大的载气，如N2、Ar，可使组分的扩散系数Dm(g)较小，从而减小分子扩散的影响，提高柱效; 当载气流速u较大时，传质阻力项对柱效的影响起主导作用，因此选用分子量较小的气体，如H2、He作载气可以减小气相传质阻力，提高柱效。 载气流速(u)对柱效的影响从速率方程可知，分子扩散项与流速成反比，传质阻力项与流速成正比，所以要使理论塔板高度H最小，

8、柱效最高，必有一最佳流速。,23,行业重点,4.2载气流速,实际工作中， 为了缩短分析时间， 常使载气流速稍高于最佳流速。,24,行业重点,五、进样的选择,进样迅速(塞子状)以防止色谱峰扩张。 进样量要适当：在检测器灵敏度允许下，尽可能少的进样量，以获得较好的分离度和峰形。 液体样0.110ul，气体试样为0.110ml。 进样方式：手动进样和自动进样器。,25,行业重点,3,与其他方法结合,2,加入已知物增加峰高法,定性,LOREM,1,相对保留值定性,六、分析方法的选择,26,行业重点,6.1定量方法的选择,27,行业重点,6.2定量方法的选择,(1)归一化法：当试样中有n个组分，各组分的

9、量分别为m1, m2 ,m3- mn ，全部组分都显示出色谱峰，可用归一化法也称为面积归一化法。归一化法简便、准备。进样量的准备性和操作条件的变动对测定结果影响不大，但仅适用于试样中所有组分全部出峰的情况。 (2)内标法：取标准被测成分，按依次增加或减少的已知阶段量，各自分别加入各单体所规定的定量内标准物质中，调制标准溶液。分别取此标准液的一定量注入色谱柱，根据色谱图取标准被测成分的峰面积、峰高和内标物质的峰面积、峰高的比例为纵坐标，取标准被测成分量和内标物质量之比，或标准被测成分量为横坐标，制成标准曲线。 然后按单体中所规定的方法调制试样液。在调制试样液时，预先加入与调制标准液时等量的内标物

10、质。然后按制作标准曲线时的同样条件下得出的色谱，求出被测成分的峰面积或峰高和内标物质的峰积或峰高之比，再按标准曲线求出被测成分的含量。 所用的内标物质，应采用其峰面积的位置与被测成分的峰的位置尽可能接近并与被测成分以外的峰位置完全分离的稳定的物质。 (3)标准曲线法也称为外标法：取标准被测成分按依次增加或减少阶段法，各自调制成标准液，注入一定量后，按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵坐标，而以标准被测成分的含量为横坐标，制成标准曲线。然后按单体中所规定的方法制备试样液。取试样液按制标准曲线时相同的条件作出色谱图，求出被测成分的峰面积和峰高，在相应组分的标准曲线上查出对应的浓度。,28,行业

11、重点,气相色谱法同时测定白酒中的8种物质,29,行业重点,仪器：,气相色谱仪（配备FID）， DB-624UI(毛细管色谱柱） 条件： 柱温程序升温 白酒沸点78.4以上，100以下。 试验考察了不同的初始温度(35、40 、50 、60、 80 、100)与不同分流比组合色谱条件对被测成分分离度的影响，得到最佳色谱条件。即柱温：初始温度为 80，以3 min升至110，再以45min升至200 ，保持8 min；以保证白酒中各组分在相应的温度下得到良好的分离。最终温度不能太高，一般不超过250 ，防止色谱柱温过高，引起固定液挥发流失，分离效能变差，出现基线漂移，或导致色谱柱失效。,30,行业

12、重点,条件：,进样口温度为220 ， （一般气化室温度比柱温高20到50度左右。） 检测器温度为220 ， （检测器温度一般等于或者高于进样器30到50左右或气化室温度。） FID 检测器的温度通常控制在150250 ，避免水蒸汽在检测器中凝结，增大噪声而降低检测器的灵敏度，也可以避免出现检测器点火困难的问题。,31,行业重点,条件：,采用毛细管色谱柱时，柱容量小，进样量通常在0.12 L。 氢气(H2)：空气(O2：)：尾吹气(N2)=40：400：30：载气流速为25 mLmin。 一般FID用高纯 N2 做载气，H2 做燃烧气，空气作助燃气。 H2 的流速与载气N2 流速相当（毛细管色谱柱载气流量+载气分流