1、HPLC Business DeptShimadzu Corporation气相色谱基础知识HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱起源石油醚碳酸钙颗粒色素色色谱谱组分HPLC Business DeptShimadzu Corporation二、定义 色谱法：利用组分在两相间分配系数不同 而进行分离的技术 移动相：携带样品流过整个系统的流体 固定相：静止不动的一相，色谱柱HPLC Business DeptShimadzu Corporation三、分类HPLC Business DeptShimadzu Corporation气相色谱流程图载气进样口
2、柱温箱检测器数据处理流量控制器HPLC Business DeptShimadzu Corporation载气作为流动相使用的气体： 惰性 气体扩散性小 纯净 便宜 与检测器相匹配常用气体：N2，He，H2，Ar等HPLC Business DeptShimadzu Corporation返回载气纯度： 高纯度载气有助于延长色谱柱使用寿命且提高检测器灵敏度氮气（纯度99.999%）氦气（纯度99.995%）氩气（纯度99.99%）氢气（纯度99.99%以上）注意安全载气HPLC Business DeptShimadzu Corporation流量控制器（CFC）流量控制器前视图AirH2PM
3、P表：恒压控制， 用于毛细柱分析M表：恒流控制 用于填充柱分析流量控制器顶视图HPLC Business DeptShimadzu Corporation载气控制方式的选择填充柱分析采用恒流方式（质量流量）毛细柱分析采用恒压方式6kg/cm2SPL/SplessINJ 1INJ2毛细柱毛细柱 填充柱填充柱1填充柱填充柱2HPLC Business DeptShimadzu Corporation流量控制器（CFC）返回阻尼管Air1Air2H2 1H2 2P1M1M2PrimaryFID1FID2ECDFPDSPLINJ1INJ2载气（68kgf/cm2）氢气空气FTDHPLC Busines
4、s DeptShimadzu Corporation进样口填充柱进样口（WBI）毛细管柱进样口（SPL/SPLESS）冷柱头进样口（OCI） 只适用于0.53mm ID的宽孔径毛细柱程序升温进样口（PTV） 可实现大体积进样（数十数百微升）进样口类型进样口类型HPLC Business DeptShimadzu Corporation进样口WBI，SPL/SPLESS 热进样，进样口温度比柱温高30左右 歧视效应：因插针和拔针过程中样品组分蒸发程度不同而导致测得结果中低沸点组分偏高，高沸点组分偏低。OCI，PTV 冷进样，有助于克服样品热分解和歧视效应 定量精度高进样口比较进样口比较NEXTH
5、PLC Business DeptShimadzu Corporation歧视效应的产生 进针进针 退针退针低沸点组分百分比偏高低沸点组分百分比偏高高沸点组分残留高沸点组分残留HPLC Business DeptShimadzu Corporation歧 视 效 应进进 样样 体体 积积 和和 峰峰 面面 积积 比比(%)0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 (uL)52 51 50 49 48n-C9n-C4返回HPLC Business DeptShimadzu Corporation冷进样概念样品是在溶液状态-低于样品沸点的温度下进样气化室快速升温使样品气化PTV进样方式分流进样(高浓
6、度样)无分流进样 (低浓度样)大体积进样LVI (痕量分析)OCI柱头进样 只适用于0.53内径的柱子 无分流流路，不能分析高浓度样品（污染柱子）， 进样量一般小于2ulHPLC Business DeptShimadzu CorporationSPLESS、OCI及PTV-SPLESS比较氨基甲酸盐农药的热分解现象SplitlessCool-on-ColumnSpless-PTVHPLC Business DeptShimadzu Corporation进样技术的改进溶溶剂剂 空气空气 样样品品 空气空气溶剂冲洗法溶剂冲洗法优点：减少热进样时的样品歧视效应HPLC Business Dept
7、Shimadzu Corporation载气玻璃衬管填充柱进样口填充柱进样口示意图填充柱进样口示意图HPLC Business DeptShimadzu Corporation进样口分流分流/ /不分流进样口示意图不分流进样口示意图毛细管柱分流比：SPL.RF1:F2隔垫吹扫出口分流出口载气玻璃衬管F2F1HPLC Business DeptShimadzu Corporation冷柱头进样口冷柱头进样口( (OCI)OCI) PTVPTV进样口进样口载气隔垫吹扫出口分流出口载气玻璃衬管F2F1加热-250/min隔垫吹扫出口玻璃衬管0.53mmID宽孔毛细柱进样口返回HPLC Busines
8、s DeptShimadzu Corporation色谱柱气相色谱固定相气相色谱固定相固体- 活性炭、活性铝、硅胶、分子筛等，用于无机气体及低碳烃分析液体- 硅酮、聚乙二醇、聚脂等，用于液体样品及高沸点化合物分析HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱色谱柱类型色谱柱类型填充柱宽孔径毛细管柱细孔径毛细管柱内径（mm）240.530.10.32柱长（m）0.51051005100流量（ml/min）10604300.33.0HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱柱性能指标：柱性能指标： 柱效、分离度HPLC B
9、usiness DeptShimadzu Corporation色谱柱柱效柱效 通常以理论塔板数（n）或理论塔板高度（H）表示 H= L/n L为柱长 22/)(54.5hRWtnhh/2Wh/2开始tRHPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱载气流速与柱效关系HETPVan Deemter方程HETP=A+B/u+Cuu cm/suoptHminHPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱载气种类对柱效的影响载气种类对柱效的影响HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱使用
10、内径较小的柱减小固定相液膜厚度减小进样量使用更长的色谱柱使用程序升温/升压如何提高柱效如何提高柱效NEXTHPLC Business DeptShimadzu Corporation内径对毛细柱分离的影响0.22mm x 25m返回HPLC Business DeptShimadzu Corporation膜厚对毛细柱分离的影响CBP1-W25-100膜厚 5umCBP1-W25-500膜厚 1um返回HPLC Business DeptShimadzu Corporation进样量对毛细柱分离的影响返回HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱线速度：
11、 柱长：Ldk 式中 d为柱圈直径；k为柱圈圈数 tm为不保留组分的保留时间，可采用低碳烃如甲烷的保留时间。柱流量：Fr2*60 式中 r为柱内半径，cm； 为载气线速度，cm/s载气线速度和流量测定载气线速度和流量测定mtLu HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱 式中：tR1，tR2分别为两个相邻峰的保留时间 W1，W2分别为两个相邻峰的峰宽 当R1.5时，分离程度可达99.7，认为两峰完全分离。分离度（分离度（R）：）：柱将两个相邻峰彼此分离的程度。1212)(2WWttRRRHPLC Business DeptShimadzu Corpor
12、ation色谱柱的选择固定液极性的选择（按相似相溶原则）非极性固定液-有按沸点顺序溶出倾向极性固定液 - 沸点相同时，按极性由小到大 的顺序溶出固定液的浓度或毛细管柱的膜厚对低沸点化合物 高浓度（10%30%)高膜厚(15m)对高沸点化合物 低浓度（1%5%)低膜厚(0.250.5m)HPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱各公司常用色谱柱牌号对照表各公司常用色谱柱牌号对照表固定液名称ShimadzuJ&WHPSupelcoChrompack100%聚甲基硅氧烷OV-1OV-101CBP1DB1HP1SPB-1CP-Sil 5CB95甲基5苯基SE-5
13、4CBP-5DB5HP5SPB-5CP-Sil 8CB50甲基50苯基OV-17CBP-10DB17HP17SPB-35CP-Sil 19CB聚乙二醇PEG20MCBP20DBWAXHPWAXSUPELCO-WAXCP-Sil 52CBHPLC Business DeptShimadzu Corporation色谱柱色谱柱的老化色谱柱的老化为什么必须进行色谱柱老化？新色谱柱含有溶剂和高沸点物质，所以基线不稳，出现鬼峰和噪声；旧柱长时间未用，也存在同样问题。一般采用升温老化，即从室温程序升温到最高温度，并在高温段保持数小时。新柱老化时，最好不要连接检测器。每天都要进行老化吗？视仪器基线情况，确定
14、是否需要老化以及老化时间。HPLC Business DeptShimadzu Corporation进样口、色谱柱、检测器的温度设定进样口温度考虑样品中各组分的沸点，设定温度使样品瞬间汽化。色谱柱温度考虑样品中各组分的沸点，及希望的分析周期，宽沸程样品应使用程序升温。检测器温度防止检测器污染，一般比色谱柱温度高20-30。DET.TINJ.TCOL.T+20DET.TINJ.TCOL.T+20HPLC Business DeptShimadzu Corporation出现鬼峰的原因：出现鬼峰的原因：色谱柱返回1. 进样隔垫失效2。进样口污染3. 载气含水分及其它不纯物4. 不锈钢管及阀污染5
15、. 填料老化不足6. 填充剂劣化HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器广谱检测器： FID、TCD选择性检测器： FTD、FPD、ECD气相色谱常用检测器气相色谱常用检测器HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器原理 组分在氢火焰中燃烧电离生成各种正离子、负离子和电子，被收集转变为电流，经放大后即为检测器信号。应用范围 碳氢化合物对FID无响应的物质 O2 、N2 、H2 、CO 、CO2 、CS2 、NH3 、H2O、稀有气体、氮的氧化物等FID（氢火焰离子化检测器）（氢火焰离子化检测器）HPLC Busi
16、ness DeptShimadzu Corporation检测器FID操作流量设定操作流量设定气体种类流量范围，mL/min推荐流量，mL/min载气（填充柱）3060载气（毛细管柱）15氢气406050空气400600500柱流量尾吹气306030HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器温度 检测器温度至少高于柱温20极性（POL） 1，2量程（RANGE） 03FID操作参数设定操作参数设定HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器原理 当携带了样品的载气流过检测器时，因导热系数的差异使铼钨丝的温度发生变化，
17、引起电阻值发生变化而产生色谱信号。应用范围 有机、无机化合物TCD（热导检测器热导检测器）HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器流量 参比池和样品池流量尽量相同温度 检测器温度至少高于柱温30电流（CURR，mA） 电流设定应参考仪器所附参照表 关机时，电流设为0或一小值（35mA）极性（POL） 1，2TCD操作参数设定操作参数设定HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器灯丝电流越大，灵敏度越高检测器温度越低，灵敏度越高用氢气或氦气作载气比氮气灵敏度高影响影响TCD检测灵敏度的因素检测灵敏度的因素HPLC
18、Business DeptShimadzu Corporation检测器原理： 当电负性大的物质通过检测器时，将会捕获低能热电子，引起池电流的减小，为保持电流恒定所加上的相应脉冲数的变化即为色谱信号。应用范围 有机卤代物，含电负性基团（如CO，NO2）的有机物ECD检测器检测器HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器 设定参数 1)温度 最高温度350 2)电流（CURR，nA） 电流设定越高，灵敏度越高，噪声大，寿命短，一般设定在1nA或1nA以下 3)量程（RANGE） 0，1ECD检测器检测器HPLC Business DeptShimadzu
19、Corporation检测器原理 含硫或含磷化合物在火焰中燃烧发出特征波长的光，经光电倍增管转变为电信号输出。应用范围 有机硫、有机磷化合物FPD检测器检测器HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器 设定参数 1）温度 底部、中部温度设置 2）量程（Range） FPD检测器检测器HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器原理 含氮或含磷化合物到达富含碱金属盐蒸气的火焰中发生热分解，热分解产物吸收碱金属放出的电子，碱金属阳离子被收集极收集，作为信号电流被检测。应用范围 有机氮、有机磷化合物FTD检测器（氮磷检测器）检测器（氮磷检测器）HPLC Business DeptShimadzu Corporation检测器 设定参数 1）温度 2）量程（Range） 3）背景电流（CURR，nA）FTD检测器检测器返回HPLC Business DeptShimadzu Corporation数据处理岛津气相色谱数据处理单元：GCSolution色谱工作站CLASS-GC10色谱工作站CR6A色谱数据处理机CR7A色谱数据处理机CR8A色谱数据处理机返回
