氣相色譜儀培訓(xùn)教程

1、氣相色譜儀應(yīng)用培訓(xùn),2018/05/19,主要內(nèi)容,,氣相色譜的分離原理,3,,GC利用物質(zhì)的沸點(diǎn)，極性及吸附性質(zhì)的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)混合物的分離,氣相色譜與液相色譜的比較,4,GC& LC-流動(dòng)相,GC,LC,氣體（載氣）種類(lèi)少對(duì)分離結(jié)果影響不大參數(shù)優(yōu)化較簡(jiǎn)單成本低,液體種類(lèi)多對(duì)分離結(jié)果貢獻(xiàn)大參數(shù)優(yōu)化稍難成本高,5,GC& LC-固定相,GC,LC,選定一種載氣，然后通過(guò)改變色譜柱 (即固定相)以及操作參數(shù)(柱

2、溫和載氣流速等)來(lái)優(yōu)化分離。,選定色譜柱后，通過(guò)改變流動(dòng)相的種類(lèi)和組成以及操作參數(shù)(柱溫和流動(dòng)相流速等)來(lái)優(yōu)化分離。,6,GC& LC-分析對(duì)象,GC,LC,可揮發(fā)、熱穩(wěn)定沸點(diǎn)≤ 500 ℃占已知化合物中20~25%,除可直接GC分析的化合物，其余原則上可用LC分析,7,GC& LC-檢測(cè)技術(shù),GC,LC,熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)火焰離子化檢測(cè)器(FID)電子俘獲檢測(cè)器(ECD)氮磷檢測(cè)器(NPD) 其中FID對(duì)

3、大部分有機(jī)化合物均有響應(yīng)，且靈敏度相當(dāng)高，最小檢測(cè)限可達(dá)納克(ng)級(jí),紫外-可見(jiàn)光吸收檢測(cè)器(UV-Vis)示差折光檢測(cè)器(RID)。熒光檢測(cè)器（FLD）蒸發(fā)光閃射檢測(cè)器（ELSD）,8,GC& LC-制備分離,GC,LC,氣體餾分容易除去但柱容量小應(yīng)有有限可用填充柱進(jìn)行,制備LC應(yīng)用廣泛,9,氣相色譜的組成,10,,,,,,組分能否分開(kāi)，關(guān)鍵在于色譜柱；分離后組分能否鑒定出來(lái)則在于檢測(cè)器，所以分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)是

4、儀器的核心。,,氣路系統(tǒng),柱系統(tǒng),氣源 高壓鋼瓶氣體發(fā)生器氣路控制系統(tǒng) 控制閥電子氣路控制,柱溫箱溫度程序?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)當(dāng)被分析組分的沸點(diǎn)范圍很寬時(shí)，以等溫的方法進(jìn)行色譜分析就很難得到滿意的分析結(jié)果，此時(shí)宜采用程序升溫的辦法。色譜柱填充柱和毛細(xì)管柱,11,填充柱與毛細(xì)管柱的比較,12,毛細(xì)管柱,特點(diǎn)無(wú)固體填料，氣阻比填充柱小可以采用較長(zhǎng)的柱管和較小的內(nèi)徑，以及較高的載氣流速既沒(méi)有渦流擴(kuò)散，又減小了縱向擴(kuò)散造

5、成的譜帶展寬。較薄的液膜又在一定程度上抵消了由于載氣流速增大引起的傳質(zhì)阻力增大。,13,缺點(diǎn)柱容量小，進(jìn)樣量小，對(duì)進(jìn)樣技術(shù)要求更高。載氣流速的控制要求更加精確對(duì)檢測(cè)器的靈敏度要求更高,長(zhǎng)度,直徑,涂膜厚度,分流和分流比,14,分流比 = 分流流量/柱流量,進(jìn)樣系統(tǒng),進(jìn)樣口/氣化室自動(dòng)進(jìn)樣/手動(dòng)進(jìn)樣頂空進(jìn)樣,,15,過(guò)程:自動(dòng)加熱使汽液兩相達(dá)到平衡。將液面上氣體注入到氣相色譜并實(shí)現(xiàn)分離。,,,頂空進(jìn)樣器——什么時(shí)候采用?,需

6、要定量分析揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)樣品不適合直接進(jìn)樣時(shí)想要最少的樣品前處理時(shí)想要提高分析效率痕量化合物 / 低濃度,檢測(cè)系統(tǒng),17,FID 火焰離子化檢測(cè)器,工作原理:在火焰燃燒處和收集極（電極）上加一電壓 ,有機(jī)物都在火焰中燃燒(2000ºF)。在電極之間產(chǎn)生離子化介質(zhì)和電子。帶電粒子被收集極吸引和捕獲。離子流被放大和記錄。FID檢測(cè)器的響應(yīng):離子數(shù)目正比于碳原子數(shù)目(C-H鍵).一些官能團(tuán)如羰基(CO=)

7、、羥基(－OH）、鹵素（－X）、胺（NH4+）則很少或根本不會(huì)離子化。對(duì)無(wú)機(jī)氣體如H2O, CO2, SO2, 和Nox不靈敏。,18,檢測(cè)器溫度應(yīng)比柱溫箱設(shè)定的最高溫度高30℃，且大于150℃以防止水凝結(jié)在檢測(cè)器上。,ECD 電子俘獲檢測(cè)器,工作原理射線粒子使載氣離子化: N2 + β→ N2 + e-在電場(chǎng)中生成的正離子和電子向兩極移動(dòng)形成基流。當(dāng)電負(fù)性樣品進(jìn)入后即捕獲慢速低能量電子使基流下降形成信號(hào)。e- + sample

8、 → current loss對(duì)鹵素、過(guò)氧化物、醌類(lèi)金屬有機(jī)物及硝基化合物非常靈敏。 而對(duì)胺類(lèi)、醇類(lèi)及碳?xì)浠衔锊混`敏。,19,不論是否使用ECD檢測(cè)器，一定要有補(bǔ)充氣通過(guò)檢測(cè)器。,TCD 熱導(dǎo)檢測(cè)器,工作原理利用被測(cè)組分和載氣的熱導(dǎo)系數(shù)不同而響應(yīng)濃度型檢測(cè)器,幾乎對(duì)所有物質(zhì)均有響應(yīng)。有測(cè)量臂和參考臂兩部分，當(dāng)進(jìn)樣后，測(cè)量臂中是載氣和組分的混合物的氣體，參考臂中是純的載氣，兩邊的熱導(dǎo)系數(shù)不一樣而得到組分的響應(yīng)。,20,,NPD 氮

9、磷檢測(cè)器,FPD 火焰光度檢測(cè)器,NPD對(duì)氮磷化合物靈敏度高，專(zhuān)一性好，專(zhuān)用于痕量氮磷化合物的檢測(cè)。,主要用于含硫、磷化合物、特別是硫化物的痕量檢測(cè)。近年也用于有機(jī)金屬化合物或其他雜原子化合物的痕量檢測(cè)。,21,MSD 質(zhì)譜檢測(cè)器,(1)聯(lián)用 即將GC和MS通過(guò)接口聯(lián)接起來(lái)，GC將復(fù)雜混合物分離成單組分進(jìn)入MS進(jìn)行檢測(cè)或鑒定。(2)常規(guī)氣相色譜檢測(cè)器 自80年代初出現(xiàn)小型或臺(tái)式GC／MS(bench－top GC／MS)后

10、，特別是進(jìn)入90年代，由于適于GC／MS的應(yīng)用與日俱增，MS外形尺寸變小、成本和復(fù)雜性下降，以及穩(wěn)定性和耐用性的提高,已使它成為常規(guī)氣相色譜檢測(cè)器之一。稱為質(zhì)譜檢測(cè)器。 優(yōu)點(diǎn)：既可對(duì)未知化合物定性，又可對(duì)痕量組分定量。它靈敏度高、使用范圍廣。,22,不同檢測(cè)器可測(cè)定的化合物,23,,不同檢測(cè)器安裝時(shí)氣體的要求,24,氣相色譜的應(yīng)用,25,藥物分析中的應(yīng)用實(shí)例-1,1）原料藥中有機(jī)溶劑殘留的檢測(cè)色譜條件：色譜柱：聚乙二醇毛細(xì)管柱

11、（30 m×0.32 mm，1μm）氣化室溫度：200℃檢測(cè)器溫度：250℃ 柱溫：起始為30℃，維持4分鐘，再以30℃/min升至 205℃ 并維持7分鐘載氣：氮?dú)膺M(jìn)樣量：1µl檢測(cè)器：FID溶劑：二甲亞砜,26,例1：雷公藤內(nèi)酯 原料中石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷和氯仿殘留測(cè)定,藥物分析中的應(yīng)用實(shí)例-2,2）成分含量測(cè)定色譜條件：色譜柱：聚乙二醇毛細(xì)管柱（30m×0.32mm，1μm

12、）氣化室溫度：200℃檢測(cè)器溫度：250℃ 柱溫：起始為80℃，維持2分鐘，再以10℃/min升至110℃，30℃/min至180℃，維持2min載氣：氮?dú)馊軇?0％乙醇的水溶液,27,例2：芙萊克森（Flexogan）納米乳軟膏透皮接收液中樟腦，薄荷腦含量測(cè)定,對(duì)照品圖,接收液圖,主要內(nèi)容,,,認(rèn)識(shí)我們的GC,Pictures of PE Clarus 600,29,Clarus 600 – coupled with HS

13、-16,30,GC主機(jī),31,頂空進(jìn)樣部件,32,樣品盤(pán),傳輸線,手動(dòng)進(jìn)樣和自動(dòng)進(jìn)樣,33,主要內(nèi)容,,,觸摸屏的使用,,35,開(kāi)機(jī)和方法調(diào)用,開(kāi)啟載氣，打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)，儀器自檢完成后，儀器顯示如左圖畫(huà)面，按Log in進(jìn)入儀器狀態(tài)畫(huà)面。按屏幕顯示方法開(kāi)始加熱各部分溫度，當(dāng)所有部分都達(dá)到設(shè)定值后，屏幕顯示“ READY ”即可進(jìn)樣分析。,36,,,,按Tools 鍵，選擇Method Editor菜單，進(jìn)入方法編輯。在方法編輯里面，

14、可以打開(kāi)，編輯，存儲(chǔ)，刪除，激活方法。 在方法編輯頁(yè)面下，點(diǎn)擊要設(shè)置的項(xiàng)目，如進(jìn)樣口，柱溫箱，檢測(cè)器。設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，存儲(chǔ)并激活該方法。,37,,,Atten：衰減倍數(shù) 1， 2， 4，…64 軟件 -6，-5，-4，…0,38,,,,,,,,,39,,,,,頂空進(jìn)樣器觸摸屏的使用,40,幾個(gè)溫度：進(jìn)樣口>傳輸線 >取樣針>爐溫 中間間隔最好在10℃以

15、上 幾個(gè)時(shí)間： 加壓時(shí)間：1~3 min 進(jìn)樣時(shí)間：0.05~0.1 min 拔針時(shí)間：0.2~0.5 min 保溫時(shí)間：20~45 min GC循環(huán)時(shí)間：分析時(shí)間加至少 0.5 min一個(gè)壓力：頂空壓力比GC柱頭壓至少高5~7 psi,,連接頂空時(shí)GC主機(jī)觸摸屏：tools-配置-進(jìn)樣口-連接頂空進(jìn)樣,Total chrom軟件的使用,41,推薦使用方法,① 將氣體鋼瓶打開(kāi)，打開(kāi)電腦主機(jī)，然后打開(kāi)儀器電源。②待儀

16、器自檢完成后，登陸，按屏幕顯示方法加熱各部分溫度，達(dá)到設(shè)定值后，屏幕顯示“Ready”。③啟動(dòng)GC工作站，編輯新方法或調(diào)用已有方法、報(bào)告模板和樣品序列表。④ 進(jìn)入setup畫(huà)面，確定后聯(lián)機(jī)。成功后工作站的儀器狀態(tài)成綠色。點(diǎn)擊觸摸屏“開(kāi)始”鍵或工作站“Run”鍵運(yùn)行序列表進(jìn)行樣品分析。 使用頂空進(jìn)樣器時(shí)，只能使用觸摸屏“開(kāi)始”鍵運(yùn)行,42,關(guān)機(jī)步驟,① 將各進(jìn)樣口Injector Oven 設(shè)為 Off，Detector O

17、ven 設(shè)為Off，將柱溫箱設(shè)為30℃，保持載氣流量（可編輯一方法運(yùn)行）。② 等到進(jìn)樣口，檢測(cè)器溫度均低于70℃，柱溫箱降到40℃以下。③關(guān)閉GC主電源。④關(guān)閉各鋼瓶氣。,43,常見(jiàn)問(wèn)題及注意事項(xiàng),Attention,44,氣相色譜對(duì)氣體的要求,高純氦(氮) 純度：99.999% 減壓表輸出壓力范圍0-0.6 Mpa高純氫 純度：99.995% 減壓表輸出壓力范圍0-0.6 Mpa壓縮空氣：無(wú)油, 無(wú)水, 無(wú)烴, 減壓表輸出壓

18、力范圍0-0.6 Mpa,45,觸摸屏上顯示PPC SHUTDOWN ，軟件不能控制儀器.應(yīng)該如何處理？,儀器主機(jī)具有自我保護(hù)功能.如果某項(xiàng)參數(shù)長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到要求，儀器就會(huì)報(bào)警并關(guān)閉所有加熱及氣路模塊.這時(shí)軟件將不能控制儀器.退出軟件并重起GC主機(jī)可以解決此問(wèn)題.,46,,進(jìn)樣口,47,1.各種類(lèi)型的進(jìn)樣口，在哪里可以看到？,,,返回,在觸摸屏上可以看到CAP（普通毛細(xì)柱進(jìn)樣口），PSS（可編程毛細(xì)柱進(jìn)樣口）PKD（填充柱進(jìn)樣口）

19、,2.色譜柱柱頭壓，流速哪里可以看到？,,,返回,3. 分流流量哪里可以看到？在哪里可以實(shí)測(cè)？,,返回,,前側(cè)進(jìn)樣口分流,后側(cè)進(jìn)樣口分流,,,色譜柱的安裝,51,色譜柱的安裝,安裝毛細(xì)管柱需要用到的工具注意石墨壓環(huán)的方向,返回,色譜柱兩端采用的螺母和石墨壓環(huán)不一樣.,進(jìn)樣口端應(yīng)該留多長(zhǎng)：不同的進(jìn)樣口不一樣（測(cè)量時(shí)到螺母的末端）,,,,檢測(cè)器端的尺寸從哪里開(kāi)始計(jì)算？ 色譜柱尖端到螺母的末端,,,在觸摸屏里有長(zhǎng)度的詳細(xì)紀(jì)錄,,,返回

20、,不同檢測(cè)器的長(zhǎng)度紀(jì)錄,,,,,5.如何切割毛細(xì)柱.（切割要求：尖端要平齊）,,檢測(cè)器,59,1. 如何確認(rèn)FID已經(jīng)點(diǎn)著火呢？,,在觸摸屏上選擇范圍為1（不要選20 ）觀察火焰的基流信號(hào)，非0.0x mv時(shí)就算點(diǎn)著了.,,,2.為什么FID點(diǎn)不著火呢？,氫氣和空氣流量設(shè)定不合適：正確流量氫氣45 空氣450最好實(shí)際測(cè)量一下氫氣和空氣流量點(diǎn)火線圈是否亮：有無(wú)紅色,,3.為什么只有基線，沒(méi)有色譜峰,可能火焰沒(méi)點(diǎn)著.自動(dòng)調(diào)零不合適

21、，基線跑到軟件記錄線以下了（去掉軟件中的自動(dòng)調(diào)零可以解決）,,返回,4.實(shí)際測(cè)量氫氣和空氣的流量需要的工具,,返回,5.沒(méi)有進(jìn)樣的狀態(tài)下為什么會(huì)出現(xiàn)很多雜峰？,問(wèn)題可能來(lái)自好幾個(gè)方面：進(jìn)樣口，色譜柱，檢測(cè)器為了使問(wèn)題簡(jiǎn)單化：將檢測(cè)器用封堵堵上采集信號(hào)，判斷雜峰是不是來(lái)自檢測(cè)器.如果檢測(cè)器沒(méi)有問(wèn)題，可以更換一根色譜柱來(lái)判斷是不是色譜柱流失.清理進(jìn)樣口后采集信號(hào)，判斷是否進(jìn)樣口污染.,,頂空進(jìn)樣器,65,注意事項(xiàng),頂空進(jìn)樣器插入進(jìn)樣口

22、的長(zhǎng)度為 42±5 mm在使用頂空進(jìn)樣器時(shí)，GC操作屏顯示的分流流量并不是實(shí)際值，需要實(shí)際測(cè)定。在使用頂空進(jìn)樣器時(shí)，若基質(zhì)中含水，則爐溫不得超過(guò)100℃。,66,,軟件相關(guān)問(wèn)題,67,三步法獲得定量結(jié)果,Totalchrom軟件中有哪幾種文件格式？,.mth　方法文件.rpt 報(bào)告模板文件.raw　原始數(shù)據(jù)文件.rst　 結(jié)果文件.seq　 序列文件不要使用漢字及非字母符號(hào)命名，避免Setup時(shí)引起