气相色谱基本原理汇编.ppt

气相色谱基本知识 一、概 述 １.起源：色谱分析法是一种分离技术.它是由俄国物理学家茨维特(Tswett)在1906年创立的,他在研究植物叶中的色素时,先用石油醚浸提植物中的色素,然后将浸提液注入到一根填充CaCO3的直立玻璃管的顶端(图a),再加入纯石油醚进行淋洗,淋洗结果使玻璃管内植物色素被分离成具有不同颜色的谱带(图b),他把这种分离方法称为色谱法;玻璃管称为色谱柱;管内填充物(CaCO3)是固定不动的,称为固定相;淋洗剂(石油醚)是携带混合物流过固定相的流体,称为流动相. 2.原理 使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动 的(固定相),另一相(流动相)携带混合物流过此固定相,与固 定相发生作用,在同一推动力下,不同组分在固定相中滞留 的时间不同,依次从固定相中流出,又称色层法,层析法 3.分类 (1)气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱(流动相) (2)柱色谱,纸(PC)色谱,薄层色谱(TLC)(固定相) (3)吸附色谱,分配色谱,离子交换色谱,排阻色谱(物理化学分离原理) 二、气相色谱的定义与分类 定义： 气相色谱法是以惰性气体(N2、Ｈe、Ar、H2等)为流动相的柱色谱分离技术,其应用于化学分析领域,并与适当的检测手段相结合,就构成了气相色谱分析法。 分类：根据固定相的状态不同，可将其分为气固色谱和气液色谱。 ３.气相色谱流程 气相色谱法用于分离分析样品的基本过程如下图： 气相色谱过程示意图 由高压钢瓶1供给的流动相载气。经减压阀2、净化器3、流量调节器4和转子流速计5后，以稳定的压力恒定的流速连续流过气化室6、色谱柱7、检测器8，最后放空。 三、气相色谱仪的结构 　气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、控温系统以及检测和记录系统。 １.气路系统 气路系统是指流动相----载气连续运行的密闭系统,它包括气源钢瓶、净化器、气体流速控制和测量装置。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响，因此必须注意控制。 常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气。载气的净化，需经过装有活性炭、分子筛或硅胶的净化器，以除去载气中的水、氧、油等不利的杂质。 ２.进样系统 组成：进样系统包括进样装置和汽化室两部分。 作用：是将液体或固体试样，在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。进样的多少，进样时间的长短，试样的气化速度等都会影响色谱的分离效果和分析结果的准确性和重现性。 1）进样器 液体样品的进样一般采用微量注射器。 气体样品的进样常用色谱仪本身配置的推拉式六通阀或旋转式六通阀定量进样,也可采用气密性针进样(手动进样) 进样口类型： 1)分流/不分流进样口 (SSI) 2)隔垫吹扫填充柱进样口 (PPI) 3)冷柱头进样口 4)程序升温汽化进样口 (PTV):进样口的加热丝可程序升温，适合多组分难分离的物质分离 5)顶空进样 6)微相固萃取进样 SSI 分流模式流路图 SSI 不分流模式流路图 ＳＳＩ分流流量计算 隔垫吹扫填充进样口 对于毛细管柱: 1.增加了隔垫吹扫的功能 隔垫吹扫的作用:由于要让进去的液体或固体样品在汽化室汽化,这里必然 有高温,高温会使隔垫上的一些易挥发的物质出来,同时由于进样针的插入,有可能会使垫圈上的物质脱落,若没有隔垫吹扫,则会使色谱图上出现鬼峰,采用隔垫吹扫,这些物质可以从隔垫吹扫气路吹走. 2.增加了排放多余样品的阀和管路 3.增加了尾吹气 由于毛细管柱载气流速低，进入检测器后发生突然减速，会引起色谱峰展宽，为此，在色谱柱出口加一个辅助尾吹气，以加速样品通过检测器。当检测池体积较大时，尾吹更是必要的。 歧视效应: 由于各种化合物的沸点不同,进入汽化室时,低沸点的完全气化,而高沸点的未完全气化,已经气化的物质被载气带入色谱柱,从而造成高沸点的物质回收率低,重现性差,且有拖尾,这种效应叫歧视效应. 减少歧视效应的方法: 1)采用分流/不分流技术 2)采用溶剂效应(即利用冷柱头进样技术/冷柱箱进样技术):把进样口的温度设高,柱的起始温度设低(温度的设定依据所用的溶剂而言,如丙酮的沸点56度,设定的温度应 低于丙酮的沸点),这样丙酮到达柱头时,会凝结下来,样品会被丙酮溶解凝聚在柱头,然后瞬时升温,温度要能够保证所有的样品成分及溶剂都挥发,使其在同一起跑线上,同时被载气带动,这样可以将歧视效应降到最低. 典型的进样口问题 １.污染： 重复使