气相色谱仪培训教程PPT.ppt

2018/05/19 主 要 内 容 基 本 工 作 原 理1 图 示 硬 件 组 成2 操 作 使 用 方 法3 问 题 及 注 意 事 项4 气相色谱的分离原理 3GC利 用 物 质 的 沸 点 ， 极 性 及 吸 附 性 质 的 差 异 来 实 现 混 合 物 的 分 离 气相色谱与液相色谱的比较 4 流 动 相1 固 定 相2 分 析 对 象3 检 测 技 术4 制 备 分 离5 GC& LC-流动相GC LC 气 体 （ 载 气 ） 种 类 少 对 分 离 结 果 影 响 不 大 参 数 优 化 较 简 单 成 本 低 液 体 种 类 多 对 分 离 结 果 贡 献 大 参 数 优 化 稍 难 成 本 高 5 GC& LC-固定相GC LC 选 定 一 种 载 气 ， 然 后 通 过 改变 色 谱 柱 (即 固 定 相 )以 及 操作 参 数 (柱 温 和 载 气 流 速 等 )来优 化 分 离 。 选 定 色 谱 柱 后 ， 通 过 改 变 流动 相 的 种 类 和 组 成 以 及 操 作参 数 (柱 温 和 流 动 相 流 速 等 )来优 化 分 离 。 6 GC& LC-分析对象GC LC 可 挥 发 、 热 稳 定 沸 点 500 占 已 知 化 合 物 中 2025% 除 可 直 接 GC分 析 的 化 合 物 ，其 余 原 则 上 可 用 LC分 析 7 GC& LC-检测技术GC LC 热 导 检 测 器 (TCD) 火 焰 离 子 化 检 测 器 (FID) 电 子 俘 获 检 测 器 (ECD) 氮 磷 检 测 器 (NPD) 其 中 FID对 大 部 分 有 机 化 合 物 均有 响 应 ， 且 灵 敏 度 相 当 高 ， 最 小检 测 限 可 达 纳 克 (ng)级 紫 外 -可 见 光 吸 收 检 测 器 (UV-Vis) 示 差 折 光 检 测 器 (RID)。 荧 光 检 测 器 （ FLD） 蒸 发 光 闪 射 检 测 器 （ ELSD） 8 GC& LC-制备分离GC LC 气 体 馏 分 容 易 除 去 但 柱 容 量 小 应 有 有 限 可 用 填 充 柱 进 行 制 备 LC应 用 广 泛 9 气相色谱的组成 10 气 路 系 统进 样 系 统柱 系 统检 测 系 统数 据 处 理 组 分 能 否 分 开 ， 关 键 在 于 色 谱 柱 ； 分 离 后组 分 能 否 鉴 定 出 来 则 在 于 检 测 器 ， 所 以 分离 系 统 和 检 测 系 统 是 仪 器 的 核 心 。 气 路 系 统 柱 系 统 气 源 高 压 钢 瓶 气 体 发 生 器 气 路 控 制 系 统 控 制 阀 电 子 气 路 控 制 柱 温 箱 温 度 程 序 实 现 的 基 础 当 被 分 析 组 分 的 沸 点 范 围 很 宽 时 ，以 等 温 的 方 法 进 行 色 谱 分 析 就 很难 得 到 满 意 的 分 析 结 果 ， 此 时 宜采 用 程 序 升 温 的 办 法 。 色 谱 柱 填 充 柱 和 毛 细 管 柱 11 填充柱与毛细管柱的比较 12 参 数 内 径 mm 常 见 长 度m 每 米 柱 效N 柱 材 料 柱 容 量 程 序 升 温应 用 固 定 相填 充 柱 2 5 0.5-3 1000 玻 璃 、不 锈 钢 mg级 基 线 漂 移 载 体 固定 相 毛 细 管 柱 0.1-0.53 10-60 3000 熔 融 石英 100ng 基 线 稳 定 固 定 液 毛细管柱特 点 无 固 体 填 料 ， 气 阻 比 填 充柱 小可 以 采 用 较 长 的 柱 管 和 较小 的 内 径 ， 以 及 较 高 的 载 气流 速既 没 有 涡 流 扩 散 ， 又 减 小了 纵 向 扩 散 造 成 的 谱 带 展 宽 。较 薄 的 液 膜 又 在 一 定 程 度 上 抵 消 了 由 于 载 气 流 速 增 大 引起 的 传 质 阻 力 增 大 。 13缺 点柱 容 量 小 ， 进 样 量 小 ， 对 进 样 技 术 要 求 更 高 。载 气 流 速 的 控 制 要 求 更 加 精 确对 检 测 器 的 灵 敏 度 要 求 更 高长 度 直 径 涂 膜 厚 度 分流和分流比 14分 流 比 = 分 流 流 量 /柱 流 量 进样系统 进 样 口 /气 化 室 自 动 进 样 /手 动 进 样 顶 空 进 样 15 过 程 :自 动 加 热 使 汽 液 两 相 达 到 平衡 。将 液 面 上 气 体 注 入 到 气 相 色谱 并 实 现 分 离 。 顶 空 进 样 器 什 么 时 候 采 用 ?需 要 定 量 分 析 挥 发 性 有 机 物 时样 品 不 适 合 直 接 进 样 时想 要 最 少 的 样 品 前 处 理 时想 要 提 高 分 析 效 率痕 量 化 合 物 / 低 浓 度 检测系统FID 氢 火 焰 离 子 化 检 测 器 Flame ionization detectorECD 电 子 俘 获 检 测 器 Electron capture detectorTCD 热 导 检 测 器 Thermal conductivity detectorNPD 氮 磷 检 测 器 Nitrogen phosphor detectorFPD 火 焰 光 度 检 测 器 Flame photometric detectorMSD 质 谱 检 测 器 Mass spectrometry detector 17 FID 火焰离子化检测器 工 作 原 理 : 在 火 焰 燃 烧 处 和 收 集 极 （ 电 极 ） 上 加 一 电 压 ,有机 物 都 在 火 焰 中 燃 烧 (2000F)。 在 电 极 之 间 产 生离 子 化 介 质 和 电 子 。 带 电 粒 子 被 收 集 极 吸 引 和 捕获 。 离 子 流 被 放 大 和 记 录 。 FID检 测 器 的 响 应 : 离 子 数 目 正 比 于 碳 原 子 数 目 (C-H键 ). 一 些 官 能 团 如 羰 基 (CO=)、 羟 基 ( OH） 、 卤 素（ X） 、 胺 （ NH 4+） 则 很 少 或 根 本 不 会 离 子 化 。对 无 机 气 体 如 H2O, CO2, SO2, 和 Nox不 灵 敏 。 18 ECD 电子俘获检测器 工 作 原 理 射 线 粒 子 使 载 气 离 子 化 : N2 + N2 + e- 在 电 场 中 生 成 的 正 离 子 和 电 子 向 两 极 移动 形 成 基 流 。 当 电 负 性 样 品 进 入 后 即 捕获 慢 速 低 能 量 电 子 使 基 流 下 降 形 成 信 号 。 e- + sample current loss 对 卤 素 、 过 氧 化 物 、 醌 类 金 属 有 机 物 及 硝 基化 合 物 非 常 灵 敏 。 而 对 胺 类 、 醇 类 及 碳 氢 化 合 物 不 灵 敏 。 19 TCD 热导检测器 工 作 原 理 利 用 被 测 组 分 和 载 气 的 热 导 系 数 不 同 而 响 应 浓 度 型 检 测 器 ,几 乎 对所 有 物 质 均 有 响 应 。 有 测 量 臂 和 参 考 臂 两 部 分 ， 当 进 样 后 ， 测 量 臂 中 是 载 气 和 组 分 的 混合 物 的 气 体 ， 参 考 臂 中 是 纯 的 载 气 ， 两 边 的 热 导 系 数 不 一 样 而 得 到组 分 的 响 应 。 20 NPD 氮 磷 检 测 器 FPD 火 焰 光 度 检 测 器 NPD对 氮 磷 化 合 物 灵 敏 度 高 ，专 一 性 好 ， 专 用 于 痕 量 氮 磷化 合 物 的 检 测 。 主 要 用 于 含 硫 、 磷 化 合 物 、特 别 是 硫 化 物 的 痕 量 检 测 。近 年 也 用 于 有 机 金 属 化 合 物或 其 他 杂 原 子 化 合 物 的 痕 量检 测 。 21 MSD 质谱检测器(1)联 用 即 将 GC和 MS通 过 接 口 联 接 起 来 ， GC将 复 杂 混 合 物 分 离 成 单 组分 进 入 MS进 行 检 测 或 鉴 定 。(2)常 规 气 相 色 谱 检 测 器 自 80年 代 初 出 现 小 型 或 台 式 GC MS(benchtop GC MS)后 ， 特 别 是 进 入 90年 代 ， 由 于 适 于 GC MS的 应 用 与 日俱 增 ， MS外 形 尺 寸 变 小 、 成 本 和 复 杂 性 下 降 ， 以 及 稳 定 性 和 耐 用 性 的提 高 ,已 使 它 成 为 常 规 气 相 色 谱 检 测 器 之 一 。 称 为 质 谱 检 测 器 。 优 点 ： 既 可 对 未 知 化 合 物 定 性 ， 又 可 对 痕 量 组 分 定 量 。 它 灵 敏 度 高 、使 用 范 围 广 。 22 不同检测器可测定的化合物 23 不同检测器安装时气体的要求 24 气相色谱的应用 25 天 然 气 、 煤 气 、 永 久 气 体 、 原 油 、 汽 油 、 柴 油 、渣 油 、 乙 烯 、 丙 稀 、 煤 化 工 ， 多 晶 硅石 油 化 工 土 壤 、 大 气 、 水 的 监 测环 境 保 护 食 品 添 加 剂 农 药 残 留 包 装 材 料 VOC食 品 分 析 有 机 溶 剂 残 留 药 物 成 分 含 量 测 定药 物 分 析 药物分析中的应用实例-11） 原 料 药 中 有 机 溶 剂 残 留 的 检 测色 谱 条 件 ：色 谱 柱 ： 聚 乙 二 醇 毛 细 管 柱（ 30 m 0.32 mm， 1m）气 化 室 温 度 ： 200检 测 器 温 度 ： 250 柱 温 ： 起 始 为 30 ， 维 持 4分 钟 ， 再 以30 /min升 至 205 并 维 持 7分 钟载 气 ： 氮 气进 样 量 ： 1l检 测 器 ： FID溶 剂 ： 二 甲 亚 砜 26 药物分析中的应用实例-22） 成 分 含 量 测 定色 谱 条 件 ：色 谱 柱 ： 聚 乙 二 醇 毛 细 管 柱（ 30m 0.32mm， 1m）气 化 室 温 度 ： 200检 测 器 温 度 ： 250 柱 温 ： 起 始 为 80 ， 维 持 2分 钟 ， 再以 10 /min升 至 110 ，30 /min至 180 ， 维 持 2min载 气 ： 氮 气 溶 剂 ： 20 乙 醇 的 水 溶 液 27 主 要 内 容 基 本 工 作 原 理1 图 示 硬 件 组 成2 操 作 使 用 方 法3 问 题 及 注 意 事 项4 Pictures of PE Clarus 600 29 Clarus 600 coupled with HS-16 30 GC主机 31 前 后 进 样 口 前 后 检 测 器自 动 进 样 器 触 摸 屏柱 温 箱 顶空进样部件 32 样 品 盘传 输 线 手动进样和自动进样 33 主 要 内 容 基 本 工 作 原 理1 图 示 硬 件 组 成2 操 作 使 用 方 法3 问 题 及 注 意 事 项4 35 开机和方法调用 开 启 载 气 ， 打 开 仪 器 电源 开 关 ， 仪 器 自 检 完 成后 ， 仪 器 显 示 如 左 图 画面 ， 按 Log in进 入 仪 器 状态 画 面 。 按 屏 幕 显 示 方 法 开 始 加热 各 部 分 温 度 ， 当 所 有部 分 都 达 到 设 定 值 后 ，屏 幕 显 示 “ READY ” 即可 进 样 分 析 。 36 按 Tools 键 ， 选 择 Method Editor菜单 ， 进 入 方 法 编 辑 。 在 方 法 编 辑 里面 ， 可 以 打 开 ， 编 辑 ， 存 储 ， 删 除 ，激 活 方 法 。 在 方 法 编 辑 页 面 下 ， 点 击 要 设 置 的项 目 ， 如 进 样 口 ， 柱 温 箱 ， 检 测 器 。设 置 相 应 的 参 数 ， 存 储 并 激 活 该 方法 。 37 Atten： 衰 减 倍 数 1， 2， 4， 64 软 件 -6， -5， -4， 0 38 39 顶空进样器触摸屏的使用 40 几 个 温 度 ：进 样 口 传 输 线 取 样 针 炉 温 中 间 间 隔 最 好 在 10 以 上 几 个 时 间 ： 加 压 时 间 ： 13 min 进 样 时 间 ： 0.050.1 min 拔 针 时 间 ： 0.20.5 min 保 温 时 间 ： 2045 min GC循 环 时 间 ： 分 析 时 间 加 至 少 0.5 min一 个 压 力 ：顶 空 压 力 比 GC柱 头 压 至 少 高 57 psi Total chrom软件的使用 41 推荐使用方法 将 气 体 钢 瓶 打 开 ， 打 开 电 脑 主 机 ， 然 后 打 开 仪 器 电 源 。 待 仪 器 自 检 完 成 后 ， 登 陆 ， 按 屏 幕 显 示 方 法 加 热 各 部 分 温 度 ， 达 到 设定 值 后 ， 屏 幕 显 示 “ Ready”。 启 动 GC工 作 站 ， 编 辑 新 方 法 或 调 用 已 有 方 法 、 报 告 模 板 和 样 品 序 列 表 。 进 入 setup画 面 ， 确 定 后 联 机 。 成 功 后 工 作 站 的 仪 器 状 态 成 绿 色 。 点 击 触 摸 屏 “ 开 始 ” 键 或 工 作 站 “ Run” 键 运 行 序 列 表 进 行 样 品 分 析 。 使 用 顶 空 进 样 器 时 ， 只 能 使 用 触 摸 屏 “ 开 始 ” 键 运 行 42 关机步骤 将 各 进 样 口 Injector Oven 设 为 Off， Detector Oven 设 为 Off， 将 柱 温 箱设 为 30 ， 保 持 载 气 流 量 （ 可 编 辑 一 方 法 运 行 ） 。 等 到 进 样 口 ， 检 测 器 温 度 均 低 于 70 ， 柱 温 箱 降 到 40 以 下 。 关 闭 GC主 电 源 。 关 闭 各 钢 瓶 气 。 43 Attention 44 气相色谱对气体的要求 高 纯 氦 (氮 ) 纯 度 ： 99.999% 减 压 表 输 出 压 力 范 围 0-0.6 Mpa 高 纯 氢 纯 度 ： 99.995% 减 压 表 输 出 压 力 范 围 0-0.6 Mpa 压 缩 空 气 ： 无 油 , 无 水 , 无 烃 , 减 压 表 输 出 压 力 范 围 0-0.6 Mpa 45 触摸屏上显示PPC SHUTDOWN ，软件不能控制仪器.应该如何处理？ 仪 器 主 机 具 有 自 我 保 护 功 能 .如 果 某 项 参 数 长 时 间 达 不 到 要求 ， 仪 器 就 会 报 警 并 关 闭 所 有 加 热 及 气 路 模 块 .这 时 软 件 将不 能 控 制 仪 器 . 退 出 软 件 并 重 起 GC主 机 可 以 解 决 此 问 题 . 46 进 样 口 47 1 .各种类型的进样口，在哪里可以看到？ 返 回 在 触 摸 屏 上 可 以 看 到CAP（ 普 通 毛 细 柱 进 样 口 ） ， PSS（ 可 编 程 毛 细 柱 进 样 口 ）PKD（ 填 充 柱 进 样 口 ） 2 .色谱柱柱头压，流速哪里可以看到？ 返 回 3 . 分流流量哪里可以看到？在哪里可以实测？ 返 回 前 侧 进 样 口 分 流后 侧 进 样 口 分 流 色 谱 柱 的 安 装 51 色谱柱的安装 安 装 毛 细 管 柱 需 要 用到 的 工 具 注 意 石 墨 压 环 的 方 向 返 回 色谱柱两端采用的螺母和石墨压环不一样. 进 样 口 端 检 测 器 端 进样口端应该留多长：不同的进样口不一样（测量时到螺母的末端） 检测器端的尺寸从哪里开始计算？ 色谱柱尖端到螺母的末端 在触摸屏里有长度的详细纪录 返 回 不同检测器的长度纪录 5 .如何切割毛细柱.（切割要求：尖端要平齐） 检 测 器 59 1 . 如何确认FID已经点着火呢？ 在 触 摸 屏 上 选 择 范 围 为 1（ 不 要选 20 ） 观 察 火 焰 的 基 流 信 号 ，非 0.0 x mv时 就 算 点 着 了 . 2 .为什么FID点不着火呢？ 氢 气 和 空 气 流 量 设 定 不 合 适 ： 正 确 流 量 氢 气 45 空 气 450 最 好 实 际 测 量 一 下 氢 气 和 空 气 流 量 点 火 线 圈 是 否 亮 ： 有 无 红 色 3 .为什么只有基线，没有色谱峰 可 能 火 焰 没 点 着 . 自 动 调 零 不 合 适 ， 基 线 跑 到 软 件 记 录 线 以 下 了 （ 去 掉 软 件中 的 自 动 调 零 可 以 解 决 ） 返 回 4 .实际测量氢气和空气的流量需要的工具 返 回 5 .没有进样的状态下为什么会出现很多杂峰？ 问 题 可 能 来 自 好 几 个 方 面 ： 进 样 口 ， 色 谱 柱 ， 检 测 器 为 了 使 问 题 简 单 化 ： 将 检 测 器 用 封 堵 堵 上 采 集 信 号 ， 判 断杂 峰 是 不 是 来 自 检 测 器 . 如 果 检 测 器 没 有 问 题 ， 可 以 更 换 一 根 色 谱 柱 来 判 断 是 不 是色 谱 柱 流 失 . 清 理 进 样 口 后 采 集 信 号 ， 判 断 是 否 进 样 口 污 染 . 顶 空 进 样 器 65 注意事项 顶 空 进 样 器 插 入 进 样 口 的 长 度 为 42 5 mm 在 使 用 顶 空 进 样 器 时 ， GC操 作 屏 显 示 的 分 流 流 量 并 不 是 实 际 值 ， 需 要实 际 测 定 。 在 使 用 顶 空 进 样 器 时 ， 若 基 质 中 含 水 ， 则 炉 温 不 得 超 过 100 。 66 软 件 相 关 问 题 67 三步法获得定量结果报 告 模 板方 法 文 件 序 列 表建 立 建 立 建 立 Totalchrom软件中有哪几种文件格式？.mth 方 法 文 件.rpt 报 告 模 板 文 件.raw 原 始 数 据 文 件.rst 结 果 文 件.seq 序 列 文 件 不 要 使 用 汉 字 及 非 字 母 符 号 命 名 ， 避 免 Setup时 引 起 错 误 返 回包 含 了 化 合物 的 命 名 和定 量 信 息 70 Thanks