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岛津气相色谱基础知识岛津国际贸易（上海）有限公司岛津国际贸易（上海）有限公司分析中心分析中心第一部分色谱原理和基本构成色谱原理和基本构成3 3 3 3Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited色谱起源石油醚碳酸钙颗粒色素色谱组分4 4 4 4Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited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流动相：携带样品流过整个系统的流体流动相：携带样品流过整个系统的流体固定相：色谱柱固定相，静止不动的一相固定相：色谱柱固定相，静止不动的一相色谱定义色谱是一种分离技术色谱主要是对混合物中的目标物进行分离和定量5 5 5 5Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 液相色谱：以液体作为流动相的色谱分离方法适用于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分析流动相具有运载样品分子和选择性分离的双重作用GC vs HPLC 气相色谱：以气相色谱：以气体气体作为流动作为流动相的色谱分离方法相的色谱分离方法 适用于沸点较低、热稳定性好的适用于沸点较低、热稳定性好的中小分子化合物的分析中小分子化合物的分析 流动相只起运载样品分子的能力流动相只起运载样品分子的能力 6 6 6 6Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited色谱法的特点分离效率高分离效率高分析速度快分析速度快 检测灵敏度高检测灵敏度高样品用量少样品用量少选择性好选择性好多组分同时分析多组分同时分析易于自动化易于自动化7 7 7 7Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited气相色谱构成示意图载气控制：手动、数字进样口：填充柱进样口、分流/不分流进样口、程序升温进样口色谱柱：填充柱、毛细柱检测器：FID、TCD、ECD、FPD、FTD数据处理：GCsolution、CS-light、Clarity-Shimadzu进样口色谱柱检测器温度控制区气相色谱主机钢瓶He,N2载气控制数据处理8 8 8 8Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited气相色谱基本流路图9 9 9 9Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited气相色谱基本控制参数 温度温度 压力（流量）压力（流量）温度、压力（流量）的时间程序温度、压力（流量）的时间程序第二部分载气部分载气部分11111111Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited载气纯度的重要性载气不纯带来的问题：载气不纯带来的问题：载气中氧的存在导致固定相氧化，损坏色谱柱，改变载气中氧的存在导致固定相氧化，损坏色谱柱，改变样品的保留值。样品的保留值。载气中水的存在导致部分固定相或硅烷化担体发生水载气中水的存在导致部分固定相或硅烷化担体发生水解，甚至损坏柱子。解，甚至损坏柱子。气体中有机化合物或其它杂质的存在产生基线噪音和气体中有机化合物或其它杂质的存在产生基线噪音和托尾现象。托尾现象。气体中夹带的粒状杂质可能是气路控制系统失灵。气体中夹带的粒状杂质可能是气路控制系统失灵。12121212Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited保证载气纯度的措施 保证载气纯度在保证载气纯度在99.999%99.999%99.999%99.999%以上以上 加装载气净化装置加装载气净化装置 10%10%10%10%的钢瓶气保有量的钢瓶气保有量13131313Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited压力单位换算100kPa100kPa100kPa100kPa1bar1bar1bar1bar1kPa1kPa1kPa1kPa1.021.021.021.0210101010-2-2-2-2kgf/cmkgf/cmkgf/cmkgf/cm2 2 2 21kgf/cm1kgf/cm1kgf/cm1kgf/cm2 2 2 298.1kPa98.1kPa98.1kPa98.1kPa1kPa1kPa1kPa1kPa1.451.451.451.4510101010-1-1-1-1psipsipsipsi1psi1psi1psi1psi6.89kPa6.89kPa6.89kPa6.89kPa第三部分进样口部分进样口部分15151515Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 分流分流/不分流进样不分流进样 填充柱进样填充柱进样 冷柱头进样冷柱头进样 程序升温进样程序升温进样分流分流/不分流进样是不分流进样是GCGCGCGC最为常用的进样方式最为常用的进样方式GC进样方式16161616Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedGC进样口的配置 SPL-2010 WBI-2010 OCI/PTV-2010 GC-2010 SPL-2010 Plus WBI-2010 Plus OCI/PTV-2010 GC-2010 Plus SPL-2014 WBI-2014 SINJ-2014 DINJ-2014 GC-2014 SPL-2014C DINJ-2014C GC-2014C进样口进样口配置配置 17171717Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 分流/不分流进样口结构F1F218181818Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited SPL进样口-分流流路19191919Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited SPL进样口-分流进样过程20202020Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited SPL进样口-不分流流路21212121Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited SPL进样口-不分流进样过程22222222Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedSPL进样口-不分流进样过程23232323Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited分流与不分流进样区别进样口温度设置可比分流进样稍低,但必须确保待测组分在瞬间不分流时完全汽化。分流出口的流量(分流阀开启后)一般为3060mL/min。进样量一般2L为了减小色谱峰峰展宽，可采用溶剂聚焦和高压进样。进样口温度应接近或等于样品最重组分的沸点选择合适的柱流量常用分流比范围在20:1200:1进样量一般 峰形和分离变好分析非极性化合物非极性柱(e.g.Rtx-1)分析极性化合物极性柱(e.g.Rtx-WAX）按照分析目的选择固定相按照分析目的选择固定相当组分沸点差异大时：-非极性柱(e.g.Rtx-1)当组分沸点差异不大时，如异构体：-极性柱(e.g.Rtx-WAX）48484848Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 按所需分离状况选择按所需分离状况选择需要高分离时：-内径:细、长度:长柱分离已足够，要缩短分析时间时：-内径:粗、长度:短、膜厚：薄柱 按分析目的选择按分析目的选择分析低沸点化合物时：-长度:长、膜厚：厚 柱 分析高沸点化合物时：-长度:短、膜厚:薄 柱柱内径、长度、膜厚选择 49494949Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited恒温分析与程序升温分析的比较 恒温分析恒温分析 程序升温分析程序升温分析适用于沸程窄样品组分适用于沸程窄样品组分 适用于沸程宽样品组分适用于沸程宽样品组分 50505050Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited常用商品化毛细柱对照表固定液类型50%50%50%50%cyanopropylmethylcyanopropylmethylcyanopropylmethylcyanopropylmethyl/50%50%50%50%phenylmethylphenylmethylphenylmethylphenylmethyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxaneRtx-225Rtx-225Rtx-225Rtx-225RestekJ&WSGEAlltechMachereyNagelDB-225DB-225DB-225DB-225100%100%100%100%dimethyldimethyldimethyldimethyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxaneBP225BP225BP225BP225AT-225AT-225AT-225AT-225Rtx-1Rtx-1Rtx-1Rtx-1Rtx-1msRtx-1msRtx-1msRtx-1msDB-1DB-1DB-1DB-1DB-1MSDB-1MSDB-1MSDB-1MSBP1BP1BP1BP1AT-1AT-1AT-1AT-1AT-1MSAT-1MSAT-1MSAT-1MSOptima 1Optima 1Optima 1Optima 1Optima 225Optima 225Optima 225Optima 22595%95%95%95%dimethyldimethyldimethyldimethyl/5%5%5%5%diphenyldiphenyldiphenyldiphenyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxanetrifluoropropylmethyltrifluoropropylmethyltrifluoropropylmethyltrifluoropropylmethyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxaneRtx-200Rtx-200Rtx-200Rtx-200Rtx-5Rtx-5Rtx-5Rtx-5Rtx-5msRtx-5msRtx-5msRtx-5msRxi-5msRxi-5msRxi-5msRxi-5msDB-DB-DB-DB-5 5 5 5DB-DB-DB-DB-5 5 5 5MSMSMSMSBP5BP5BP5BP5BPX5BPX5BPX5BPX5AT-5AT-5AT-5AT-5AT-5MSAT-5MSAT-5MSAT-5MSSE-54SE-54SE-54SE-54Optima 5Optima 5Optima 5Optima 5DB-200DB-200DB-200DB-200DB-210DB-210DB-210DB-210 65%65%65%65%dimethyldimethyldimethyldimethyl/35%/35%/35%/35%diphenyldiphenyldiphenyldiphenyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxane AT-210AT-210AT-210AT-210Rtx-35Rtx-35Rtx-35Rtx-35Rtx-35msRtx-35msRtx-35msRtx-35msDB-35DB-35DB-35DB-35DB-35MSDB-35MSDB-35MSDB-35MSBPX35BPX35BPX35BPX35BPX608BPX608BPX608BPX608AT-35AT-35AT-35AT-35-Optima 210Optima 210Optima 210Optima 21050%50%50%50%dimethyldimethyldimethyldimethyl/50%/50%/50%/50%diphenyldiphenyldiphenyldiphenyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxaneRxRxRxRxi i i i-17-17-17-17Rtx-50Rtx-50Rtx-50Rtx-50DB-17DB-17DB-17DB-17DB-608DB-608DB-608DB-608BPX50BPX50BPX50BPX50AT-50AT-50AT-50AT-50Optima 17Optima 17Optima 17Optima 176 6 6 6%cyanopropylphenyl/%cyanopropylphenyl/%cyanopropylphenyl/%cyanopropylphenyl/94949494%dimethyl polysiloxane%dimethyl polysiloxane%dimethyl polysiloxane%dimethyl polysiloxaneRtx-1301Rtx-1301Rtx-1301Rtx-1301Rtx-624Rtx-624Rtx-624Rtx-624DB-1301DB-1301DB-1301DB-1301DB-624DB-624DB-624DB-624BP624BP624BP624BP624AT-1301AT-1301AT-1301AT-1301AT-624AT-624AT-624AT-624Optima 1301Optima 1301Optima 1301Optima 1301Optima 624Optima 624Optima 624Optima 62414%14%14%14%cyanopropylphenylcyanopropylphenylcyanopropylphenylcyanopropylphenyl/86%86%86%86%dimethyldimethyldimethyldimethyl polysiloxanepolysiloxanepolysiloxanepolysiloxaneRtx-1701Rtx-1701Rtx-1701Rtx-1701DB-1701DB-1701DB-1701DB-1701BP10BP10BP10BP10AT-1701AT-1701AT-1701AT-1701Optima 1701Optima 1701Optima 1701Optima 1701polyethylene glycol(PEG)polyethylene glycol(PEG)polyethylene glycol(PEG)polyethylene glycol(PEG)Rtx-WAXRtx-WAXRtx-WAXRtx-WAXDB-WaxDB-WaxDB-WaxDB-WaxBPBPBPBP-20202020AT-WAXAT-WAXAT-WAXAT-WAXCarbonWAXCarbonWAXCarbonWAXCarbonWAXOptima WAXOptima WAXOptima WAXOptima WAXpolyethylene glycol 2-polyethylene glycol 2-polyethylene glycol 2-polyethylene glycol 2-nitroterephthalatenitroterephthalatenitroterephthalatenitroterephthalateStabiwax-DAStabiwax-DAStabiwax-DAStabiwax-DADB-FFAPDB-FFAPDB-FFAPDB-FFAPBP21BP21BP21BP21AT-1000AT-1000AT-1000AT-1000Optima FFAPOptima FFAPOptima FFAPOptima FFAP51515151Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited色谱柱固定相典型应用脂肪酸（游离）、香味挥发物、有机酸、溶剂CarboWAX polyethylene glycol Stabiwax-DA6醛类、芳香族化合物BTEX、香精油、FAMEs（酸酯顺反化合物）、二醇类、溶剂polyethylene glycol(PEG)Rtx-WAX5丙烯酸酯、甲醛、有机氯农药、香味化合物、有机磷农药、药物（酸性/中性）、基本药物、溶剂14%cyanopropylphenyl/86%dimethyl polysiloxaneRtx-17014挥发性化合物6%cyanopropylphenyl/94%dimethyl polysiloxaneRtx-6243醇类、联苯胺类、丁基锡类、消毒副产物、氯代烃类、有机氯农药、柴油中有机物、成瘾药物、香精油类、汽油中有机物、卤代乙酸、卤代醚类、烃类（易燃物）、亚硝胺类、硝基芳香烃类、PCBs、基本药物、酚类、多环芳烃、邻苯二甲酸酯类、硅氧烷、溶剂、类固醇类5%dimethyl/95%diphenyl polysiloxane Rtx-52空气样品、芳香族化合物、氯氟烃类化合物、香精油类、脂肪酸、香味挥发物、香味化合物、烃类、有机磷农药、氧化物（醚、醇等）、臭氧前体、溶剂、含硫化物、挥发物100%dimethyl polysiloxaneRtx-11应用领域（Restek GC 应用数据集）固定液名称名称序号52525252Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited毛细管柱流量设定 柱内径柱内径 流量流量(推荐推荐)0.25mm 12mL/min 0.32mm 24mL/min 0.53mm 58mL/min 53535353Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited色谱柱的老化 为什么必须进行色谱柱老化？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。峰和噪声；旧柱长时间未用，也存在同样问题。一般采用一般采用升温老化，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。持数小时。新柱老化时，不要连接检测器。新柱老化时，不要连接检测器。每天都要进行老化吗？每天都要进行老化吗？视仪器基线情况，确定是否需要老化以及老化时间。视仪器基线情况，确定是否需要老化以及老化时间。54545454Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited载气控制方式 恒流控制恒流控制（使用填充柱和宽口径毛细管柱时使用填充柱和宽口径毛细管柱时)不管色谱柱温度如何变化，载气流量始终恒定。不管色谱柱温度如何变化，载气流量始终恒定。(柱温上升时柱头压力自动调整柱温上升时柱头压力自动调整)恒压控制恒压控制(通常用于毛细管柱通常用于毛细管柱)载气柱头压力始终恒定。载气柱头压力始终恒定。(柱温变化时柱内流速同时改变柱温变化时柱内流速同时改变)恒线速度方式恒线速度方式(用于毛细管柱用于毛细管柱,GC-2010/2014,GC-2010/2014具有此功能具有此功能）柱内平均线速度维持不变柱内平均线速度维持不变.(色谱柱温度变化时柱压自动调整色谱柱温度变化时柱压自动调整)55555555Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedHETPHETPHETPHETP曲线曲线 （Rtx-1Rtx-1Rtx-1Rtx-1，30m30m30m30m，0.25mmi.d.0.25mmi.d.0.25mmi.d.0.25mmi.d.，0.250.250.250.25 mmmm）线线速度（速度（cm/seccm/seccm/seccm/sec）柱箱 130，样品 n-C15H320.00.0200.0200.0400.0400.0600.0600.0800.0800.01000.01000.01200.01200.01400.01400.00 01010202030304040505060607070HETP(HETP(HETP(HETP(m)m)m)m)柱箱柱箱 130 130，样品，样品 n-Cn-C1515H H32 32，k=7.6k=7.6 N2HeH2载气载气线速度线速度与理论塔板高度关系与理论塔板高度关系56565656Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 采用采用恒线速度方式恒线速度方式，通常能得到，通常能得到最高最高的的柱柱分离效率分离效率。0.25 0.25 0.25 0.25mmIDmmIDmmIDmmID x 30m,x 30m,x 30m,x 30m,dfdfdfdf=0.25=0.25=0.25=0.25mmmmHeHeHeHe:150kPa,2.32mL/min,45.1cm/sec150kPa,2.32mL/min,45.1cm/sec150kPa,2.32mL/min,45.1cm/sec150kPa,2.32mL/min,45.1cm/sec柱温柱温平均线速度平均线速度载气不同控制方式比较载气不同控制方式比较57575757Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited恒线速度应用数据0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5min02500050000750002.4652.9803.8334.0544.3344.5815.1140.51.01.52.02.53.03.54.04.5min02500050000750001.8672.3053.1173.3333.5943.8444.3310.51.01.52.02.53.03.54.04.5min02500050000750001.2651.6002.3322.4892.5382.7723.0333.512线速度线速度线速度线速度:15cm/s:15cm/s:15cm/s:15cm/s:15cm/s:15cm/s:15cm/s:15cm/s线速度线速度线速度线速度:20cm/s:20cm/s:20cm/s:20cm/s:20cm/s:20cm/s:20cm/s:20cm/s线速度线速度线速度线速度:30cm/s:30cm/s:30cm/s:30cm/s:30cm/s:30cm/s:30cm/s:30cm/s第五部分检测器检测器59595959Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited常用检测器无机气体、有机化合物50ppm以上氦气、氢气、氮气、氩气热导（TCD）氮、磷化合物数ppb以上氦气、氮气火焰热离子 （FTD）硫、磷化合物约0.1ppm氦气、氮气火焰光度 （FPD）有机卤素等化合物数ppb以上氮气电子捕获 （ECD）有机化合物数ppm以上氦气、氮气氢火焰离子化（FID）应用测定浓度载气种类检测器60606060Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedFID检测器61616161Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedFID检测器工作状态62626262Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedShimadzu International T