第11章 气相色谱法

1、第二章 色谱理论基础 及 气相色谱法,第一节色谱法概述,固定相,流动相,色谱柱,一、色谱起源及发展,色谱法的发展历史,色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作,二、色谱法定义和特点,1、色谱法的定义 定义：利用物质的物理化学性质建立的分离、分析方法 实质：分离 目的：定性分析或定量分析 色谱法与光谱法的主要区别：色谱法具有分离及分析功能，而光谱法不具备分离功能。 分析混合物最有力的手段,2、色谱法的特点 （1）分离效率高 （2）应用范围广 （3）分析速度快。 （4）样品用量少 （5）灵敏度高 （6）分离和测定一次完成，可以和多种波。

2、第二章 气相色谱分析(Gas Chromatography),2-1 气相色谱法概述 色谱法(Chromatography)是一种分离分析方法。它是利用各物质在两相中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反复的分配来达到分离的目的 1903年,俄国植物学家Mikhail Tswett首先采用色谱法分离植物色素 Nobel Prize Laureates: A.J.P. Martin, and R.L.M. Synge(英国); Tiselins(瑞典)；1937-1972, 12 Nobel Prize awards related to chromatography,色谱分析示意图:,固定相:不动的一相; 流动相：携带样品流过固定相的流动体Tswett方法 (经典方法。

3、第八章 气相色谱法,气相色谱仪,固定相及色谱柱,气相色谱法类型,气相色谱条件选择,应用与示例,本章要求,掌握,熟悉,了解,固定相选择、 FID检测器、 气相色谱条件选择、定量分析,气相色谱仪的一般组成系统、ECD检测器,TCD、定性分析、近代气相色谱,GC 以气体为流动相的柱色谱分离技术,Gas Chromatography,英国生物化学家 Martin等在液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，可分离和分析复杂的多组分混合物。,定义,4,特点,高选择性 高灵敏度：10-13-10-11g 高柱效：n103-106 样品用量少 分析时间少 应用范围广：20%有机物。

4、第九章 气相色谱法 （ Gas Chromatography ）,9.1 气相色谱仪概述,9.3 进样系统,9.4 分离系统,9.5 检测系统,9.6 温控系统,9.2 气路系统,9.1 气相色谱仪概述,气相色谱法（GC）是英国生物化学家马丁等人在研究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混合物。 目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得气相色谱法成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。 气相色谱与质谱（GCMS）联用、气相色谱与Fourier红外光谱(GCFTIR）联用、气相色谱与原子发射光谱。

5、一、气相色谱法的分类 二、气相色谱实验技术 三、气相色谱检测器 四、分离条件的选择 五、毛细管气相色谱法,气相色谱法, 一、色谱法的分类,根据流动相的 物态可分为,气相色谱(GC)液相色谱(LC),超临界流体色谱 (SFC),根据固定相的外形分,柱色谱 平板色谱,平 板 色 谱,根据分离机理 可分为,吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱,二、气相色谱实验技术,一 气相色谱仪,GC工作过程,（一）载气系统,常用载气：氮气、氦气、氢气及氩气,气源 净化干燥管 载气流速控制装置,载气系统,（二）进样系统,温度比柱温高出1050,取样位置 试样导入色谱柱。

6、第二章 气相色谱法,南京工业大学生物与制药工程学院 国家生化工程技术研究中心,余定华 博士，副教授,上节课内容回顾,气相色谱的定性分析气相色谱的定量分析气相色谱柱,12.6 色谱定性分析方法,纯标准样对照,文献值对照,仪器联用定性,色谱自身定性保留值,12.7 色谱定量分析方法,定量依据：组分含量与峰面积成正比,峰面积A测定,积分软件,强大的分离能力,12.7 色谱定量分析方法,定量校正因子,原因:不同检测器对不同组分的灵敏度不同,测量f 常用标准物:苯(TCD), 正庚烷（FID),12.7 色谱定量分析方法,为什么要引入校正因子？,TCD原理： 热导系数。

7、第7章 气相色谱分析基本内容 7.1 气相色谱仪器气路系统、进样系统、柱分离系统、温控系统、各类检测器 7.2 气相色谱固定相气固色谱固定相（吸附剂）、气液色谱固定相（载体+固定液） 7.3 气相色谱分离分析条件,基本内容,柱长、载气及其流速、填充颗粒、柱温、进样量及进样方式 7.4 定性分析保留时间、经验规律、保留指数、双柱定性、仪器联用定性 7.5 定量分析校正因子、归一化法、外标法、内标法 7.6 毛细管色谱简介毛细管分类及特点,基本要求,1.了解气相色谱法的优点及适应范围; 2.理解固定相及重要操作条件选择的原则; 3.理解常用检测。

8、在介绍色谱仪器时，我们提到色谱分离系统是色谱仪器中最为灵魂的部分，而其中分离柱中固定相组成与性质更是直接与分离效能有关。气相色谱柱可分为两类： 1）用于气固色谱的固定相：固体吸附剂； 2）用于气液色谱的固定相：固定液+载体。 介绍如下：,7.2 气相色谱固定相,气相色谱固定相,一、气固色谱固定相固体吸附剂该类型色谱柱是利用其中固体吸附剂对不同物质的吸附能力差别进行分离。主要用于分离小分子量的永久气体及烃类。 1. 常用固体吸附剂硅胶(强极性)、氧化铝(弱极性)、活性炭(非极性)、分子筛(极性，筛孔大小) 2. 人工合成固体。

9、1,第十章 气相色谱分析法,2,10-1 概述,一、气相色谱的分类、特点和作用 1. 色谱分析法简介俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如图。色谱法是一种分离技术。试样混合物的分离过程也就是试样中各组,分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。其中的一相固定不动，称为固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。,3,色谱法简介 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性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、。

10、第二章 气相色谱分析,复习重点,2-1气相色谱法概述,一、色谱法的定义 二、色谱法的分类 三、气相色谱仪的基本组成 四、色谱的基本术语,色谱法的定义 色谱法（Chromatography）：借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法（又称色层法或层析法）。主要用于分析多组分样品。 固定相：在色谱分离中固定不动，对样品产生保留的一相。 流动相：带动样品向前移动的另一相。,二、色谱法的定义,1、按两相物理状态分类,2、按固定相的形式分类,3、按分离机理分类,二、色谱法的分类,载气系统：包括气源、气体净化、。

11、1,第14章 气相色谱法,14-1 气相色谱仪 气相色谱仪由五大系统组成 一、气路系统 二、进样系统 三、分离系统 四、检测系统 五、记录系统,2,气相色谱结构流程 process of gas chromatograph,1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表;7-进样器；8-色谱柱；9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；,载气系统,进样系统,色谱柱,检测系统,温控系统,3,15-1-1气路系统,1、载气：相应高压钢瓶供给。 常用的载气有：氢气、氮气、氦气，氩气； 2、气路结构 单柱单气路 适用于恒温分析；双柱双气路 p324图 15-2 。

12、气 相 色 谱 法,第十章,Gas Chromatography GC,10-1 色谱法引论,一、概述, “色谱法”名称的由来,色 谱 带,利用混合物不同组分在固定相和流动相中分配系数(或吸附系数、渗透性等)的差异，使不同组分在作相对运动的两相中进行反复分配，实现分离的分析方法。,色谱法, 色谱法的分类,根据流动相的 物态分为,气相色谱(GC) 液相色谱(LC),超临界流体色谱(SFC),根据固定相的外形分,柱色谱 平板色谱,平 板 色 谱,根据分离机理 分为,吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱 亲和色谱,二、色谱流出曲线及有关术语,(一）保留值定性分析依据,1、死时。

13、第五节 分离条件的选择,一、GC速率理论范氏方程 二、分离度的影响因素 三、实验条件的选择,一、GC速率理论范氏方程,填充柱：H=A+B/u+Cu 空心毛细管柱：H=B/u+Cu A:涡流扩散项；B：纵向扩散系数；C：传质阻抗,u：载气线速度,气相色谱中影响柱效的因素： 柱填充的均匀程度和粒度（A项） 载气的种类（B项） 固定液的液膜厚度（C项） 载气的流速（纵向快速项和传质阻抗项） 柱温（B项和C相）,二、分离度的影响因素,分离度定义式 ： 分离度计算式：,柱选择项,柱容量项,柱效项,柱效项：柱性能 柱选择性项：固定液、柱温 柱容量项 ：柱温、固定液。

14、例题1：,在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R=1.5 。计算需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？解： r21= 100 / 85 = 1.18n有效 = 16R2 r21 / (r21 1) 2 = 161.52 (1.18 / 0.18 ) 2= 1547（块）L有效 = n有效H有效 = 15470.1 = 155 cm即柱长为1.55米时，两组分可以得到完全分离。,题2：,在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和12.8s，柱效为3600，计算分离度。要达到完全分离，即R=1.5，所需要的柱长。,分离度：,= 4.34 L1,第四章 气相色谱法,气相色谱仪,气相色。

15、第二章 气相色谱法理论基础 （Theory of Gas Chromatography）,2.1 概述 1903年俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。 （1）固定相 （2）流动相 （3）分离原理当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，从而按先后不同的次序从固定相中流出。,Michael Tswett(1872-1919), a Russian botanist , discovered the basic principles of column chromatography. He separated plant pigments by eluting a mixture of the pigments on a column of calcium carbonate. The various pigments separated into colored bands; h。

16、1,气相色谱,Gas Chromatography,药物分析教研室,2,主要内容,概述 色谱法基本理论 固定相 气相色谱仪 分离条件的选择 分析方法,3,本章层次,掌握：固定相的选择、 FID检测器、 选择气相色谱条件、定量分析 熟悉： 气相色谱仪的一般组成系统、ECD检测器 了解：TCD、定性分析、近代气相色谱法,4,第1节 概述,定义：GC是以气体为流动相的柱色谱分离技术。 起源：GC是英国生物化学家 Martin A T P等人在研究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分离和分析复杂的多组分混合物。,5,按固定相分类：,载体固定液相 GLC表。

17、第 16 章 Gas chromatography16. 1 内容提要16.1.1 基本概念气相色谱法(GC)是以气体为流动相的色谱分析法。气液色谱法(GLC) 以气体为流动相，液体为固定相的色谱法。气固色谱法(GSC)以气体为流动相，固体为固定相(一般指吸附剂)的色谱法。填充柱气相色谱法使用填充色谱柱的气相色谱法。毛细管柱气相色谱法使用毛细管柱的气相色谱法。程序升温气相色谱法将色谱柱按照预定的程序连续地或分阶段地进行升温的气相色谱法。多维气相色谱法将两个或更多个色谱柱组合，通过切换，可对组分进行正吹、反吹或切割等操作的气相色谱法。全二维气相色谱。

18、第六章 气相色谱法 Gas Chromatography（GC）,6.1 概述,6.2 色谱流出曲线及有关术语,6.3 色谱法基本原理,6.4 分离度及基本色谱分离方程式,6.5 气相色谱仪,6.6 气相色谱固定相,6.7 气相色谱检测器,6.8 色谱分离操作条件的选择,6.9 定性与定量分析,6.10 毛细管气相色谱法简介,6.1 概述,6.1.1 色谱发展史,1906年，Tsweet 柱色谱分离叶绿素 1952年，James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气液色谱方法（GasLiquid Chromatography），因而获得了1952年的诺贝尔化学奖。 1956年，Van Deemter等在前人研究的基础上发展了描述色谱过程的速率。

19、第19章 气相色谱法,Gas Chromatography （GC）,本章主要内容,气相色谱仪,仪器的结构、各部件的作用和组成,GC中常用检测器的种类、特点及其应用,气相色谱固定相及其选择,固定液与组分的相互作用,固定液的选择原则及出峰情况,气相色谱条件的选择,气相色谱分析方法及应用,一、气相色谱的定义,以气体为流动相的色谱模型,二、气相色谱的分类,1、按固定相的不同,多孔性固体,永久性气体（O2、N2、CO2等）和低沸点化合物,气固色谱,气液色谱,惰性载体涂渍高沸点固定液,适合450 oC以下能气化热稳定性好的组分,2、按柱子的不同,填充柱气相色谱 毛细管。

20、第二章 气相色谱法,分析化学（仪器分析部分）,2-1 气相色谱仪 2-2 气相色谱固定相及其选择 2-3 气相色谱分离条件的选择 2-4 气相色谱分析法及应用,目 录,2-1-1 气相色谱仪的工作过程 2-1-2 气相色谱仪的主要部件1. 气路系统2. 进样系统3. 分离系统4. 温控系统5. 检测系统 2-1-3 气相色谱检测器,2-1 气相色谱仪,2-1-1 气相色谱仪的工作过程,2-1-2 气相色谱仪的主要部件,1-载气钢瓶；2-减压阀； 3-净化干燥管；4-针形阀； 5-流量计；6-压力表； 7-进样器；8-色谱柱； 9-热导检测器；10-放大器； 11-温度控制器；12-记录仪；,气路系统,进样系。