气相色谱法 海南大学分析测试中心.pdf

气相色谱法气相色谱法 Gas ChromatographyGas Chromatography海南大学分析测试中心海南大学分析测试中心 谢艳丽谢艳丽 俄国植物学家茨维特俄国植物学家茨维特俄国植物学家茨维特 俄国植物学家茨维特（TswettTswettTswettTswett)在在在在1906190619061906年使年使年使年使用的装置：色谱原型装用的装置：色谱原型装用的装置：色谱原型装 用的装置：色谱原型装 置，如图。置，如图。置，如图。置，如图。一、色谱法一、色谱法一、色谱法一、色谱法1.概述概述色谱法色谱法又称色谱分析色谱分析、色谱分析法色谱分析法、层析 法层析 法，是一种重要的分离分析方法，它是利用混合 物不同组分在两相中具有不同的分配系数（或吸 附系数、渗透性等），当两相作相对运动时，不 同组分在两相中进行多次反复分配实现分离后，通过检测器得以检测，进行定性定量分析。其中 不动的一相成为固定相，而携带混合物流过此固 定相的流体成为流动相。能完成这种分离的仪器即为色谱仪。2.2.特点特点特点特点混合物最有效的分离、分析方法，分离混合物最有效的分离、分析方法，分离混合物最有效的分离、分析方法，分离 混合物最有效的分离、分析方法，分离 效能高、灵敏度高、分析速度快。效能高、灵敏度高、分析速度快。效能高、灵敏度高、分析速度快。效能高、灵敏度高、分析速度快。3.色谱法原理 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、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、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。使原来微 小的差异累加产生了很大的效果，形成差速迁 移，使各组分在柱内移动的同时逐渐分离，并按 一定的先后次序从色谱柱中流出。使原来微 小的差异累加产生了很大的效果，形成差速迁 移，使各组分在柱内移动的同时逐渐分离，并按 一定的先后次序从色谱柱中流出。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中 各组分的分离与检测。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中 各组分的分离与检测。两相及两相的相对运动构成了色谱法的基 础。两相及两相的相对运动构成了色谱法的基 础。4.4.色谱法分类色谱法分类从不同角度有多种分类方法，主要有以下四种：从不同角度有多种分类方法，主要有以下四种：从不同角度有多种分类方法，主要有以下四种：从不同角度有多种分类方法，主要有以下四种：按流动相的状态不同主要分为三类：按流动相的状态不同主要分为三类：按流动相的状态不同主要分为三类：按流动相的状态不同主要分为三类：(1)(1)气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱：流动相为气体（称为载气）。流动相为气体（称为载气）。流动相为气体（称为载气）。流动相为气体（称为载气）。按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；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(2)(2)液相色谱液相色谱液相色谱液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。流动相为液体（也称为淋洗液）。流动相为液体（也称为淋洗液）。流动相为液体（也称为淋洗液）。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。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。离子色谱离子色谱离子色谱离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固 定相，不同定相，不同定相，不同定相，不同pHpH值的水溶液为流动相。值的水溶液为流动相。值的水溶液为流动相。值的水溶液为流动相。(3)(3)超临界色谱：流动相为超临界流体，以固体或液体作固定超临界色谱：流动相为超临界流体，以固体或液体作固定超临界色谱：流动相为超临界流体，以固体或液体作固定 超临界色谱：流动相为超临界流体，以固体或液体作固定 相的色谱。超临界流体：温度和压力在超临界温度和超临相的色谱。超临界流体：温度和压力在超临界温度和超临相的色谱。超临界流体：温度和压力在超临界温度和超临 相的色谱。超临界流体：温度和压力在超临界温度和超临 界压力之上的一种既不是气体也不是液体的流体。这种流界压力之上的一种既不是气体也不是液体的流体。这种流界压力之上的一种既不是气体也不是液体的流体。这种流 界压力之上的一种既不是气体也不是液体的流体。这种流 体因其密度不同，对各种物质具有不同的溶解能力。体因其密度不同，对各种物质具有不同的溶解能力。体因其密度不同，对各种物质具有不同的溶解能力。体因其密度不同，对各种物质具有不同的溶解能力。按固定相使用的形式:（1）柱色谱：固定相装在色谱柱内（2）纸色谱：固定相为滤纸（3）薄层色谱：将吸附剂粉末制成薄层作 固定相。按分离机制：（1）吸附色谱：利用吸附剂表面对不同组分的物理吸 附性能的差异进行分离。如液固色谱。（2）分配色谱：利用不同组分在两相中有不同的分配 系数进行分离。如液液色谱。（3）离子交换色谱：利用离子交换原理进行分离。（4）排阻色谱：利用多孔性物质对不同大小分子的排 阻作用进行分离 按使用领域不同对色谱仪的分类：按使用领域不同对色谱仪的分类：（1 1）分析用色谱仪：又可分为实验室用色谱仪分析用色谱仪：又可分为实验室用色谱仪 和便携式色谱仪。这类色谱仪主要用于各种样品和便携式色谱仪。这类色谱仪主要用于各种样品 的分析，其特点时色谱柱较细，分析的样品量的分析，其特点时色谱柱较细，分析的样品量 少。少。（2 2）制备用色谱仪：又可分为实验室用制备型色）制备用色谱仪：又可分为实验室用制备型色 谱仪和工业用大型制造纯物质的制备色谱仪。制谱仪和工业用大型制造纯物质的制备色谱仪。制 备型色谱仪可以完成一般分离方法难以完成的纯备型色谱仪可以完成一般分离方法难以完成的纯 物质制备任务，如纯化学试剂的制备，蛋白质的物质制备任务，如纯化学试剂的制备，蛋白质的 纯化。纯化。（3 3）流程色谱仪：在工业生产流出中为在线连续）流程色谱仪：在工业生产流出中为在线连续 使用的色谱仪。目前主要是工业气相色谱仪，用使用的色谱仪。目前主要是工业气相色谱仪，用 于化肥、石油精炼、石油化工及冶金工业中。于化肥、石油精炼、石油化工及冶金工业中。二、气相色谱法二、气相色谱法二、气相色谱法二、气相色谱法1.概述：概述：气相色谱法（GC）是从1952年才迅速发展起来的 一种分离分析方法。基于不同物质物化性质的差异，在固定相（色谱柱）和流动相（载气）构成的两相体 系中具有不同的分配系数（或吸附性能），当两相作 相对运动时，这些物质随流动相一起迁移，并在两相 间进行反复多次的分配（吸附脱附或溶解析 出），使得那些分配系数只有微小差别的物质，在迁 移速度上产生了很大的差别，经过一段时间后，各组 分之间达到了彼此的分离。被分离的物质依次通过检 测装置，给出每个物质的信息，一般是一个色谱峰。通过出峰的时间和峰面积，可以对被分离物质进行定 性和定量分析。2.2.应用应用应用应用石油化学、化工、有机合成、医药、生物化石油化学、化工、有机合成、医药、生物化 学、食品分析和环境监测等领域。在药物分析学、食品分析和环境监测等领域。在药物分析 中，气相色谱法已成为有关物质检查、原料药和中，气相色谱法已成为有关物质检查、原料药和 制剂的含量测定、中草药成分分析、药物的纯制剂的含量测定、中草药成分分析、药物的纯 化、制备的一种重要手段。化、制备的一种重要手段。气相色谱分析对象：气相色谱分析对象：分子量一般在分子量一般在10001000以下以下 低沸点、易挥发、热稳定性较好的化合物低沸点、易挥发、热稳定性较好的化合物 样品必须在进柱前变成气态分子样品必须在进柱前变成气态分子3.分类分类就其操作形式而言，气相色谱法属于柱色谱法。气相色谱法从不同的角度有不同的分类方法：按固定相的物态，分为气-固色谱法(GSC)及气-液色谱 法(GLC)两类。用液体做固定相时，必须将液体均匀 地涂布在多孔的化学惰性固体上。这时的固定相中的 液体叫固定液，它通常为高沸点有机物；将多孔的化 学惰性固体叫担体或载体。按柱的粗细和填充情况，分为填充柱色谱法及毛细管 柱色谱法两种。按分离机制，可分为吸附及分配色谱法两类。气-液色 谱法属于分配色谱法。在气-固色谱法中，固定相常用 吸附剂，因此多属于吸附色谱法。当固体固定相为分 子筛时，分离是靠分子大小差异及吸附两种作用。4.4.特点特点特点特点 优点：优点：优点：优点：分离效能高、选择性好（分离制备高纯物分离效能高、选择性好（分离制备高纯物 质，纯度可达质，纯度可达9999；可分离性能相近物质和多组；可分离性能相近物质和多组 分混合物）、灵敏度高（可检测出分混合物）、灵敏度高（可检测出1010-13131010-1111g g的的 物质）、样品用量少（进样量可在物质）、样品用量少（进样量可在1mg1mg以下）、以下）、分析速度快（几秒至几十分钟分析速度快（几秒至几十分钟)及应用广泛（易挥及应用广泛（易挥 发的有机物和无机物）等。发的有机物和无机物）等。缺点：缺点：缺点：缺点：受样品蒸气压限制，对于挥发性较差的液受样品蒸气压限制，对于挥发性较差的液 体、固体，需采用制备衍生物或裂解等方法，增体、固体，需采用制备衍生物或裂解等方法，增 加挥发性。加挥发性。5.5.方法原理方法原理方法原理方法原理气相色谱的分离原理有气固吸附色谱和气液分配色谱 之分，物质在固定相和流动相(气相)之间发生的吸附、脱 附或溶解、挥发的过程叫分配过程。在一定温度下组分在 两相间分配达到平衡时，组分在固定相与在气相中浓度之 比，称为分配系数。不同物质在两相间的分配系数不同，分配系数小的组分，每次分配后在气相中的浓度较大，当 分配次数足够多时，只要各组分的分配系数不同，混合的 组分就可分离，依次离开色谱柱。相邻两组分之间分离的 程度，既取决于组分在两相间的分配系数，又取决于组分 在两相间的扩散作用和传质阻力，前者与色谱过程的热力 学因素有关，后者与色谱过程的动力学因素有关。气相色谱以永久性气体（如氮气、氢气、氩气等）为流动 相（又称载气）以色谱柱入口与出口的压力差为动力源Agilent 6890N GCAgilent 6890N GC6.6.气相色谱仪器结构与原理气相色谱仪器结构与原理气相色谱仪器结构与原理气相色谱仪器结构与原理（1 1）仪器结构仪器结构 载气系统载气系统 进样系统（进样器）进样系统（进样器）分离系统（色谱柱）分离系统（色谱柱）检测系统（检测器）检测系统（检测器）数据处理系统数据处理系统（色谱工作站）（色谱工作站）气相色谱仪流程图方块图气相色谱仪流程图方块图载气进样器汽化器色谱柱检测器色谱工作站辅助气温控系统载气系统载气系统载气系统载气系统 包括气源、气体净化器、气路控制系统。包括气源、气体净化器、气路控制系统。载气是气相色谱过程的流动相，原则上说只要载气是气相色谱过程的流动相，原则上说只要 没有腐蚀性，且不干扰样品分析的气体都可以作载没有腐蚀性，且不干扰样品分析的气体都可以作载 气。常用的有气。常用的有HH2 2、HeHe、NN2 2、ArAr等。在实际应用中等。在实际应用中 载气的选择主要是根据检测器的特性来决定，同时载气的选择主要是根据检测器的特性来决定，同时 考虑色谱柱的分离效能和分析时间，例如氢火焰离考虑色谱柱的分离效能和分析时间，例如氢火焰离 子化检测器中，氢气是必用的燃气，用氮气作载子化检测器中，氢气是必用的燃气，用氮气作载 气。载气的纯度、流速对色谱柱的分离效能、检测气。载气的纯度、流速对色谱柱的分离效能、检测 器的灵敏度均有很大影响。器的灵敏度均有很大影响。气路控制系统的作用：将载气及辅助气进行稳气路控制系统的作用：将载气及辅助气进行稳 压、稳流及净化，以满足气相色谱分析的要求。压、稳流及净化，以满足气相色谱分析的要求。对载气的一般要求：对载气的一般要求：纯度最好大于纯度最好大于99.99599.995 氧气含量小于氧气含量小于2ppm2ppm 氧气、水分、烃类的杂质总量小于氧气、水分、烃类的杂质总量小于10ppm10ppm载气系统的结构和性能稳定而可调节的气流是气相 色谱仪正常运行的保证，系统 中的各部件都是为此目标，而 提供稳定、且具有一定流量（流速）的载气和辅助气。气源是气相色谱仪载气 和辅助气的来源，可以是高压 气体钢瓶，也可以是气体发生 器（氢气、氮气）和空气压缩 机。通常使用的载气有氮气、氢气、氦气、氩气，TCD多用氦气或氢 气，FID多用氦气或氮气，ECD 多用氮气或氩气（混合5的甲 烷气）。辅助气为空气和氢气。空气氮气氢气空气氮气氢气气体发生器气体发生器载气系统的结构和性能 减压阀用于氢气的减压阀俗称氢气表，用于 氧气、氮气的减压阀俗称氧气表，它们是将高压 钢瓶中的气体压力从10兆帕以上降低到0.5兆帕以 下，然后作为气源供气相色谱仪使用。为了防止 减压阀接错钢瓶，氢气减压阀的输入接头螺纹制 成反牙（逆时针旋转时拧紧）。氧（氮）气减压阀氧（氮）气减压阀氢气减压阀氢气减压阀载气系统的结构和性能 稳压阀又称为压力调节器，它能保持输出压 力不随输入压力的变化而改变，同时也能在输出 气阻发生变化时，保持输出压力不变。在气相色 谱仪中是最重要的部件。稳流阀它在输入气体压力不变的条件下，能 在流路气阻发生变化时，使输出流量（质量）保 持不变。在程序升温气相色谱仪中为了在柱温变 化时保持载气流速不变，就必须使用稳流阀。通 常稳流阀必须与稳压阀配套使用，由稳压阀提供 稳定的气压给稳流阀作为输入气源，以保证稳流 阀输出稳定的流量。其他在气路系统中还有针形阀用于调节流路 的流量；开关阀用于流路气体对控制；六通阀用 于气体进样。稳 流 阀稳 流 阀开关阀开关阀针形阀针形阀稳压阀稳压阀电子流量控制系统 随着传感器和计算机技术的发展，自上世纪90年代 起，电子流量控制器被广泛地应用在气相色谱仪中，抛弃了传统的机械阀门，用先进的流量传感器替 代，使远程调节气相色谱仪各路气体流量成为现实。现在国内外均有商品化仪器供应。进样系统进样系统进样系统进样系统 包括进样器和汽化室，它的功能是引入试样，包括进样器和汽化室，它的功能是引入试样，并使试样瞬间汽化。并使试样瞬间汽化。气体样品可以用六通阀进样，进样量由定量管气体样品可以用六通阀进样，进样量由定量管 控制，可以按需要更换，进样量的重复性可达控制，可以按需要更换，进样量的重复性可达0.50.5。液体样品可用微量注射器进样，重复性比较。液体样品可用微量注射器进样，重复性比较 差，在使用时，注意进样量与所选用的注射器相匹差，在使用时，注意进样量与所选用的注射器相匹 配，最好是在注射器最大容量下使用。工业流程色配，最好是在注射器最大容量下使用。工业流程色 谱分析和大批量样品的常规分析上常用自动进样谱分析和大批量样品的常规分析上常用自动进样 器，重复性很好。在毛细管柱气相色谱中，由于毛器，重复性很好。在毛细管柱气相色谱中，由于毛 细管柱样品容量很小，一般采用分流进样器，进样细管柱样品容量很小，一般采用分流进样器，进样 量比较多，样品汽化后只有一小部分被载气带入色量比较多，样品汽化后只有一小部分被载气带入色 谱柱，大部分被放空。汽化室的作用是把液体样品谱柱，大部分被放空。汽化室的作用是把液体样品 瞬间加热变成蒸汽，然后由载气带入色谱柱。瞬间加热变成蒸汽，然后由载气带入色谱柱。汽化室：汽化室：对于液体、固体样品在进样之前一般要用对于液体、固体样品在进样之前一般要用 合适的溶剂进行稀释合适的溶剂进行稀释 温度：要求将样品各组分能够气化，一般温度：要求将样品各组分能够气化，一般 在在240240 以上以上 分流比：以保证有良好的峰形分流比：以保证有良好的峰形 要适时保持清洁要适时保持清洁分离系统分离系统分离系统分离系统分离系统主要由色谱柱组成，是气相色谱仪分离系统主要由色谱柱组成，是气相色谱仪 的心脏，它的功能是使试样在柱内运行的同时得的心脏，它的功能是使试样在柱内运行的同时得 到分离。到分离。样品在色谱柱内分离示意图气相色谱填充柱气相色谱填充柱气相色谱填充柱气相色谱填充柱 气固吸附色谱：以具有活性的多孔性固体（吸附气固吸附色谱：以具有活性的多孔性固体（吸附 剂）、高分子多孔聚合物等固体为固定相，所能剂）、高分子多孔聚合物等固体为固定相，所能 分析的样品主要是永久性气体和低分子量的烃类分析的样品主要是永久性气体和低分子量的烃类 等气态混合物。等气态混合物。气液分配色谱：固定相是涂在惰性固体担体（载气液分配色谱：固定相是涂在惰性固体担体（载 体）上的一层很薄的高沸点有机液体。体）上的一层很薄的高沸点有机液体。二者均以惰性气体为流动相二者均以惰性气体为流动相 毛细管柱毛细管柱 19571957年，美国学者年，美国学者GolayGolay在填充柱的基础上提出了在填充柱的基础上提出了 毛细管色谱气相色谱法毛细管色谱气相色谱法 渗透性大，分析速度快传质阻力小，可用长柱，渗透性大，分析速度快传质阻力小，可用长柱，并得高的总柱效。并得高的总柱效。由于它的分离高效率，因而对所涂的固定液性质由于它的分离高效率，因而对所涂的固定液性质 要求不像填充柱那样苛刻，只需几根极性不同的要求不像填充柱那样苛刻，只需几根极性不同的 毛细管即可解决大多数较复杂样品的分析毛细管即可解决大多数较复杂样品的分析 现代毛细柱是由石英拉制成空柱，外涂聚现代毛细柱是由石英拉制成空柱，外涂聚 酰亚胺层，柱内键合固定相等工艺完成酰亚胺层，柱内键合固定相等工艺完成 毛细管的内径只有毛细管的内径只有0.10.10.5mm0.5mm，长度可达，长度可达 100m 100m，常用的长度有，常用的长度有15m15m，30m30m，50m50m 柱压降只相当于柱压降只相当于4m4m长的填充柱，总理论板长的填充柱，总理论板 数一般可达数一般可达1010-3030万，使色谱分离能力大大万，使色谱分离能力大大 提高提高固定相组成极性类似品牌应用SE-30、OV-1OV-101二甲基硅氧烷非极性DB-1、HP-1、CP-Sil5CB、SPB-1、007-1、Rtx-1、BP-1烃类、胺类、酚类、农药、PCBs、挥发 油、硫化物等SE-54SE-525%苯基，1%乙烯 基甲基硅氧烷弱极性DB-5、HP-5、CPSil 8CB、SPB-5、Rtx-5、Bp-5药物、芳烃类、酚、酯、生物碱、卤代烃OV-17017%氰甲基，7%苯 基甲基硅氧烷中等极 性DB-170、BP-10、HP-1701、CPSil 19CB、Rtx-1701、SPB-1701、药物、农药、除草 剂、TMS糖OV-1750%苯基甲基硅氧 烷中等极 性DB-17、HP-50、SP2250、CP-Sil 19、Rtx-50、SPB-50、药物、农药、甾类等PEG-20M聚乙二醇20M强极性DB-WAX、HP-Wax、Carbowax SUPELCOWAX10、CPWAX52CB醇类、酯、醛类、溶 剂、单芳、精油等FFAP聚乙二醇20M对苯 二甲酸的反应产 物强极性DB-FFAP.HP-FFAP.Nukol、SP-1000醇、酸、酯、醛、腈XE-60、25%氰乙基甲基硅 氧烷中极性酯、硝基化合物OV-22525%氰乙基，25%苯基甲基硅氧烷中极性DB-225、HP-225、SP-2330、SPB-225、CP-SIL43CB脂肪酸酯、PUFA、AlditolOV-21050%三氟丙基硅氧 烷极性DB210、Rtx200极性化合物、有机氯 化合物OV-275100%三氟丙基硅 氧烷强极性DB210、SP2401、Rtx200极性化合物、柱子选择柱子选择要在其极性上与被测物一致要在其极性上与被测物一致 一般，一个常规一般，一个常规GCGC实验室只要购置三种毛细实验室只要购置三种毛细 管柱，就可以应付管柱，就可以应付8585以上的分析任务。它以上的分析任务。它 们是：们是：OVOV-1(SE1(SE-30)30)、SESE-5454、OVOV-17(OV17(OV-1701)1701)。如果再加一根。如果再加一根PEGPEG-20M20M柱，则可应付柱，则可应付 9595的的GCGC分析任务。另加一根分析常规气体分析任务。另加一根分析常规气体 的的GASPROGASPRO柱，就能基本解决一般的常规分柱，就能基本解决一般的常规分 析。析。柱温的选择：柱温的选择：在柱子的的正常使用温度范围之内，小于在柱子的的正常使用温度范围之内，小于 柱子的最高使用温度约柱子的最高使用温度约20 20 初始温度，使样品的起始峰与溶剂峰的保初始温度，使样品的起始峰与溶剂峰的保 留时间有留时间有3 35min5min的时间间隔的时间间隔 升温速率，使各组分峰之间有适当时间间升温速率，使各组分峰之间有适当时间间 隔隔检测器检测器检测器检测器 其功能是对柱后已被分离的组分的信息转变其功能是对柱后已被分离的组分的信息转变 为便于记录的电信号，然后对各组分的组成和含为便于记录的电信号，然后对各组分的组成和含 量进行鉴定和测量，是色谱仪的眼睛。量进行鉴定和测量，是色谱仪的眼睛。检测器的选择：原则上，被测组分和载气在检测器的选择：原则上，被测组分和载气在 性质上的任何差异都可以作为设计检测器的依性质上的任何差异都可以作为设计检测器的依 据，但在实际中常用的检测器只有几种，它们结据，但在实际中常用的检测器只有几种，它们结 构简单，使用方便，具有通用性或选择性。检测构简单，使用方便，具有通用性或选择性。检测 器的选择要依据分析对象和目的来确定。器的选择要依据分析对象和目的来确定。常见检测器常见检测器常见检测器常见检测器 热导检测器（热导检测器（TCDTCD）氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（FIDFID）电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECDECD）火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPDFPD）氮磷检测器（氮磷检测器（NPDNPD）光离子化检测器（光离子化检测器（PIDPID）质谱检测器（质谱检测器（MSDMSD）热导池检测器热导检测器（热导检测器（热导检测器（热导检测器（TCDTCD）利用组分与载气的热导系数的差值进 行检测，属于浓度型检测器，即检测器的浓度型检测器，即检测器的 响应值与组分在载气中的浓度成正比。响应值与组分在载气中的浓度成正比。基本原理：基于不同物质具有不同的基本原理：基于不同物质具有不同的 热导系数，几乎对所有的物质都有响应，热导系数，几乎对所有的物质都有响应，是目前应用最广泛的通用型检测器。是目前应用最广泛的通用型检测器。在检测过程中样品不被破坏，因此可在检测过程中样品不被破坏，因此可 用于制备和其它联用鉴定技术。用于制备和其它联用鉴定技术。部分气体和蒸气在373K时的热导系数化合物热导系数化合物热导系数空气7.5甲烷10.9氢气53.4乙烷7.3氦气41.6丙烷6.3氧气7.6乙烯7.4氮气7.5乙炔6.8氩气5.2苯4.4一氧化碳7.2甲醇5.5二氧化碳5.3丙酮4.2单位：单位：105卡卡/厘米厘米度度秒秒缺点：检测器死体积大，常用于填充柱。目 前仅死体积小于50L以下的微型热导池 能于毛细管柱分析。灵敏度低，仅可分析含量在5g/mL级 或10ng以上的物质，常用于常量分析,线性 范围在105。操作不当，极宜烧毁检测元件。氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（FIDFID）该检测器是利用氢气燃烧形成的火焰现象测 定可燃性有机物质的检测器。FID在上世纪五十 年代研制色谱仪时就问世了。在色谱柱出口混入 氢气的载气进入离子室的喷口，在空气的助燃下，形成富氢火焰，在安装于喷嘴及其上方的一对 电极间加上数百伏直流电压（一般为100V250V），当柱后被分离的样品组分随载气在富氢火焰 中燃烧，被离解成正、负离子，在电场作用下，形成微电流，经高阻抗微电流放大器放大，转换 成低阻抗电压讯号，由色谱工作站或记录仪显示 出来。氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（FIDFID）原理：利用有机物在氢火焰的作用下化学电离而原理：利用有机物在氢火焰的作用下化学电离而 形成离子流，借测定离子流强度进行检测。形成离子流，借测定离子流强度进行检测。特点与应用：特点与应用：灵敏度高（110-10110-11g），线性范围宽（1107以上），响应快，易于掌握,操作条件不苛刻、噪声小、死体积小，是有机化操作条件不苛刻、噪声小、死体积小，是有机化 合物检测常用的检测器。但是检测时样品被破合物检测常用的检测器。但是检测时样品被破 坏，一般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量坏，一般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量 碳正离子的有机化合物。碳正离子的有机化合物。分析对象是绝大多数有机化合物，为质量型检 测器。检测器死体积小，适用于毛细管柱和大多数填 充柱。灵敏度高，可分析含量在5ng/mL或20ng以下的 物质，适用于微量分析，线性范围可达107。检测器的工作机理目前还未完全搞清楚，偏向 于化学电离过程。有机物在氢火焰中形成自由 基与氧生成正离子，再与水生成H3 O离子，由 化学电离产生的正离子和电子在电场作用下形 成微弱的离子流。不能分析无机物和无机化合物。使用中必须用氢气作为燃烧气，空气或氧气作 为助燃气，气路系统较复杂。电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECDECD）有选择性的高灵敏度的离子检测器，对卤素、硫、磷、氮等元素的物质 有强烈的响应信号，可用于甾族化合 物、金属有机化合物、金属螯合物、多环芳烃、多卤或多硫化合物的分析。在医学、农药、大气及水质污染等 领域得到广泛应用。电子捕获检测器（电子捕获检测器（电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECDECD）原理：利用电负性物质捕获电子的能力，通过测原理：利用电负性物质捕获电子的能力，通过测 定电子流进行检测。定电子流进行检测。特点：特点：ECDECD具有灵敏度高、选择性好的特点。是具有灵敏度高、选择性好的特点。是 专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合 物最有效的检测器，元素的电负性越强，检测器物最有效的检测器，元素的电负性越强，检测器 灵敏度越高，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等灵敏度越高，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等 的化合物有很高的响应。的化合物有很高的响应。应用：目前已广泛应用于有机氯和有机磷农药残应用：目前已广泛应用于有机氯和有机磷农药残 留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物 等的分析测定。它可用氮气或氩气作载气，最常等的分析测定。它可用氮气或氩气作载气，最常 用的是高纯氮。用的是高纯氮。火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPDFPD）对含硫和含磷的化合物有比较高的灵敏对含硫和含磷的化合物有比较高的灵敏 度和选择性。度和选择性。原理：当含磷和含硫物质在富氢火焰中燃原理：当含磷和含硫物质在富氢火焰中燃 烧时，分别发射具有特征的光谱，透过干烧时，分别发射具有特征的光谱，透过干 涉滤光片，用光电倍增管测量特征光的强涉滤光片，用光电倍增管测量特征光的强 度。度。含磷农药十组分分析图谱含磷农药十组分分析图谱（FPDFPD检测器）检测器）敌百虫，敌敌畏，甲胺磷，乙酰甲胺磷，甲拌磷，乐 果，甲基对硫磷，毒死蜱，杀螟硫磷，马拉硫磷。敌百虫，敌敌畏，甲胺磷，乙酰甲胺磷，甲拌磷，乐 果，甲基对硫磷，毒死蜱，杀螟硫磷，马拉硫磷。10ppm含磷农药六组分分析图谱含磷农药六组分分析图谱（FPDFPD检测器）检测器）氢气，氧气，一氧化碳，甲烷，二氧化碳，乙炔，乙烷，乙烯氢气，氧气，一氧化碳，甲烷，二氧化碳，乙炔，乙烷，乙烯敌百虫，敌敌畏，乐果，杀螟硫磷，马拉硫磷，毒死蜱。敌百虫，敌敌畏，乐果，杀螟硫磷，马拉硫磷，毒死蜱。10ppm氮磷检测器NPD氮磷检测器氮磷检测器（NPD）也称为碱焰离子化检测 器（AFID）、火焰热离子化检测器（FTD）和热离子检测器（TID），与FID结构相似，仅在氢气喷口上方有一含碱金属盐的陶瓷珠，所用碱金属有Na、Rb、Cs。它是一种对含 氮、磷化合物有特别高的灵敏度和响应值。当氢气流经被加上低电压大电流的陶瓷珠时，产生微弱的电流，在电场的作用下形成基 流。当有含氮或磷组分通过时，使基流发生 变化，而形成电信号（即出峰）。结论1.NPD是仅对氮、磷化合物有极高的选择与分 析能力。磷可达0.01pg数量级；氮可达0.1pg数 量级，线性范围在104。2.检测器灵敏度与噪声取决于“陶瓷珠”的性能外，还与载气的种类有关，如：用氮气作载气要 比用氦气作载气提高灵敏度10。3.碱金属盐（陶瓷珠）的种类对检测器的可靠性 和灵敏度有影响。对可靠性的优劣次序：Na RbCs；对灵敏度的优劣次序：Rb Na Cs。4.操作要求高，过大的电流将使碱金属的蒸发速 度加快，使检测器的寿命降低。含磷农药十五组分分析图谱含磷农药十五组分分析图谱（NPDNPD检测器）检测器）敌敌畏、甲拌磷、速灭磷、甲胺磷、氧化乐果、二嗪农、乙拌磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、喹硫磷、稻丰散、乙硫磷敌敌畏、甲拌磷、速灭磷、甲胺磷、氧化乐果、二嗪农、乙拌磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、喹硫磷、稻丰散、乙硫磷含磷农药四组分分析图谱含磷农药四组分分析图谱（NPDNPD检测器）检测器）敌敌畏，甲拌磷敌敌畏，甲拌磷。甲基对硫磷，对硫磷。甲基对硫磷，对硫磷。1ppm光离子化检测器（PID）原理：原理：原理：原理：各种化合物的电离电位小于或等于各种化合物的电离电位小于或等于(10.6eV)紫 外光的辐射能量时，就可电离为正离子和电子，在电 场作用下形成电流紫 外光的辐射能量时，就可电离为正离子和电子，在电 场作用下形成电流(I0)。样品：样品：样品：样品：环氧乙烷、苯、甲苯、二甲苯、乙烯、丙稀、丁 烯、二氯甲烷、烷烃辛烃，丙酮、乙醛己醛、磷化 氢、氟里昂等（环氧乙烷、苯、甲苯、二甲苯、乙烯、丙稀、丁 烯、二氯甲烷、烷烃辛烃，丙酮、乙醛己醛、磷化 氢、氟里昂等（150ppm）。）。质谱检测器（质谱检测器（质谱检测器（质谱检测器（MSDMSD）原理：质量型、通用型检测器，其原理与质谱相原理：质量型、通用型检测器，其原理与质谱相 同。同。它不仅能给出一般它不仅能给出一般GCGC检测器所能获得的色谱图检测器所能获得的色谱图（总离子流色谱图或重建离子流色谱图），而且（总离子流色谱图或重建离子流色谱图），而且 能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。通过电脑能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。通过电脑 对标准谱库的自动检索，可提供化合物分析结构对标准谱库的自动检索，可提供化合物分析结构 的信息，故是的信息，故是GCGC定性分析的有效工具。常被成为定性分析的有效工具。常被成为 色谱质谱联用（色谱质谱联用（GCGC-MSMS）分析，是将色谱的高）分析，是将色谱的高 分离能力与分离能力与MSMS的结构鉴定能力结合在了一起。的结构鉴定能力结合在了一起。常用气相色谱仪检测器性能比较检测 器响应 特性噪声A基流A检测限g/s线性 范围响应 时间s最低检测量gTCD浓度0.005 0.01mV无1109g/mL10410511104106FID质量15101451011210121061070.151013ECD浓度1101110123 H：106Ni63：10911014 g/mL102111014FPDP质量S浓度1109 10101106 109P：11012 S：11011P:103S:1020.111010NPD质量51014 21011 N:10-13P:10-14104105111013PID质量151014 11010 110131071080.111011本表摘自分析仪器手册主编：朱良漪本表摘自分析仪器手册主编：朱良漪气相色谱的检测器气相色谱的检测器气相色谱的检测器气相色谱的检测器 将经色谱柱分离后各个组分分量的变化转化成将经色谱柱分离后各个组分分量的变化转化成 易检测的电信号，然后记录或显示出来。易检测的电信号，然后记录或显示出来。检测器的温度一般要高于气化室检测器的温度一般要高于气化室101020 20 专用气相色谱仪专用气相色谱仪商 品 化 热 解 吸 仪图片不按比例图片不按比例吸附管老化箱吸附管老化箱居住环境的改善，新的装饰材料、油漆 涂料，给我们带来了欣喜，同时也带来了新 的环境污染。分析和测试空气中总挥发性有 机物，保护自然环境和国民的身体健康已成 为当务之急。室内、外大气中TVOC（总挥 发性有机物）的分析研究早已在科研系统、大专院校、环境保护和卫生防疫系统中开展。其难度在于被测空气样品中TVOC的组成 非常复杂，且含量很低，尤其是居住室内的 空气中的TVOC，一般浓度在0.0005mg/m3 10mg/m3范围，样品需经浓缩和热解吸，才能用气相色谱仪分析。热解吸仪的原理M.LUO热解吸仪是针对国家质量检验检疫 总局、中华人民共和国建设部联合颁 布的GB/50325GB/5032520012001民用建筑工程民用建筑工程 室内环境污染控制规范室内环境污染控制规范国家标准中 的室内大气中苯和TVOC 检测方法，而制造的。热解吸仪作为一个特种配件与常规 气相色谱仪平台使用，用于检测室内 空气中的挥发性有机化合物苯、甲 苯、对（间）二甲苯、邻二甲苯、十 一烷。热解吸仪的原理M.LUO热解吸仪安装在色谱仪 上M.LUO汽油芳烃色谱仪这是专为石油工业分析汽油而开发的 专用气相色谱仪，配置专用色谱柱和进样 阀件系统，自动完成汽油的全分析。M.LUO白 酒 分 析 色 谱 仪这是专为白酒制造行业分析产品 白酒的专用气相色谱仪，现已成为制酒 行业堵绝假酒和毒酒的必备设备，它也 是以常规气相色谱仪为基础的仪器。M.LUO变压器油溶解气体 分析色谱仪M.LUO这是专为电力行业测定大型变压器的 潜伏性故障而开发的专用气相色谱仪，它 是气相色谱仪的派生产品。M.LUO变压器油溶解气体分析色谱仪分析谱图M.LUO0.289 H20.7031.085 CO2.096 CH42.653 w3.293 C2H3.677 C2H63.996 C2H25.957 CO2123456789101112131415mV0.71.42.12.83.54.24.95.66.377.7min氢氢一 氧 化 碳一 氧 化 碳甲 烷甲 烷乙 烷乙 烷乙 烯乙 烯乙炔乙炔二氧化碳二氧化碳在 线 色 谱 仪 安 装 在 某 热 电 厂仪器安装在 防护箱内仪器安装在 防护箱内衍生化色谱方法衍生化色谱方法衍生化色谱方法衍生化色谱方法 对于极性大、易形成分子间氢键而难挥发对于极性大、易形成分子间氢键而难挥发 热不稳定、化学活性高的化合物，可将其热不稳定、化学活性高的化合物，可将其 进行化学衍生化，转化成为非极性或弱极进行化学衍生化，转化成为非极性或弱极 性的衍生物，提高其挥发度以满足气相色性的衍生物，提高其挥发度以满足气相色 谱分析的要求谱分析的要求裂解气相色谱法裂解气相色谱法裂解气相色谱法裂解气相色谱法 对于高分子化合物，可将其在一定的条件下热裂对于高分子化合物，可将其在一定的条件下热裂 解成易挥发的小分子，然后由载气送入色谱柱进解成易挥发的小分子，然后由载气送入色谱柱进 行分析行分析 由于裂解产物的组成和相对含量与被测物质的组由于裂解产物的组成和相对含量与被测物质的组 成和结构有一定的对应关系，因此每种物质裂解成和结构有一定的对应关系，因此每种物质裂解 后得到具有各自特征性的色谱图。根据指纹图中后得到具有各自特征性的色谱图。根据指