气相色谱仪标准操作培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,文档名称 | 章节名称,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,文档名称 | 章节名称,*,Agilent GC7890A气相色谱仪标准操作培训,王冲,2011.08.20,第一部分 气相色谱简介,2,文档名称 | 章节名称,色谱柱,流量,控制器,稳压器,空气,氢气,载气,分子筛,脱水管,固定,进样口,检测器,电子部件,PC,限流器,一、,典型的气相色谱,气相色谱仪的主要组成部分：气体、进样口、色谱柱、检测器、数据系统。,3,文档名称 | 章节名称,减压阀和流量控制器,推荐管线压力,空气压力：0.5MPa,氢气压力：0.4MPa,压力单位换算,1kpa=0.145psi=0.01bar,4,文档名称 | 章节名称,二、气体的使用和管路的配置,这些气体必须：,根据所使用的检测器类型而选择,惰性,干燥,纯净,载气纯度要求：,99.999%,以上,检测器载气,H2,He,N2,Ar,TCD,ECD,Ar+5%CH4,FID,*,NPD,*,FPD,*,注： 表示推荐，* 表示不推荐。,5,文档名称 | 章节名称,三、净化器,氧气捕集器,微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。,氧气也会降低ECD检测器的功能。,氧气捕集器 应连接在分子筛干燥器和仪器安装设备的进样口之间。,烃类,捕集器（活性炭）,捕集小分子烃类物质,水分,捕集器（硅胶、分子筛）,6,文档名称 | 章节名称,须使用,GC,专用铜管或不锈钢管。,塑料管会渗透,O2,和其它污染物。还可能会释放其它可被检测到的干扰物。,管子使用前,确保洁净，否则,先用,甲醇,冲洗，载气吹干。,根据工厂的推荐，每用完3瓶气，应更换,捕集器,，以防止发生气体的污染。,每隔一定时间，应对所有外加接头进检漏（大约每隔 4-6个月。,四、,管路和净化器注意事项,7,文档名称 | 章节名称,8,文档名称 | 章节名称,9,文档名称 | 章节名称,10,文档名称 | 章节名称,第二部分 进样口,11,文档名称 | 章节名称,12,文档名称 | 章节名称,隔垫吹扫的作用,带走隔垫分解的污染物及消除二次进样现象问：什么叫二次进样现象？,进样针进样后出针时残留在针外壁的样品所形成的第二次进样。,13,文档名称 | 章节名称,14,文档名称 | 章节名称,不分流过程中的溶剂效应,A,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,A,A,A,A,A,A,A,A,A,A,A,A,A,A,A = 被分析物,S = 溶剂,Solvent 沸点BP 推荐温度Temp,二氯甲烷Dichloromethane 40 10-30,氯仿Chloroform 61 25-50,二硫化碳Carbon Disulfide 46 10-35,乙醚Diethyl Ether 35 10-25,戊烷Pentane 36 10-25,正己烷Hexane 69 40-60,异辛烷Iso-Octane 99 70-90,不分流进样时，峰行很容易受影响：,一方面样品蒸汽的体积比较大，会使样品峰变宽。,另一方面样品蒸汽以很慢的流速经过进样口也会导致样品峰因扩散而变宽。,对于液体样品，通过设置合适的柱温参数以利用溶剂效应可以有效的改善因以上原因造成的峰展宽。,当采用不分流模式时，推荐柱箱采用程序升温，初始温度要低于溶剂沸点,20,.,15,文档名称 | 章节名称,16,文档名称 | 章节名称,节省载气,节省载气功能会在样品进入色谱柱后，减少分流出口的载气流量以节约载气。,柱前压和柱流速仍保持不变，只有分流出口的流量减少,（最小可设为15ml/min）,。,可用于分流和不分流方式。,节省载气启动的时间应选在样品进入色谱柱后,（推荐设在2.5min左右）,。,分流出口,流量,(mL/min),200 -,175 -,150 -,100 -,75 -,50 -,25 -,-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,预运行,时间,节省载气,流量,进样,节省载气启动时间设在 2.5 分钟。,运行结束,节省载气流量,正常,流量,17,文档名称 | 章节名称,18,文档名称 | 章节名称,衬管的作用,1.保护色谱柱：不挥发组分滞留在衬管内。但当污染物积攒到一定量时，会吸附样品造成峰拖尾/分裂或出现鬼峰,2.衬管内少量经硅烷化处理的石英玻璃棉可防止注射器针尖的歧视（即针尖内的溶剂和易挥发组分首先汽化）；,3.加速样品汽化；避免固体物质进入并堵塞色谱柱,4.衬管下端有一个小凸起，便于分流，提高重复性。,19,文档名称 | 章节名称,分流/不分流进样口的日常维护,20,文档名称 | 章节名称,21,文档名称 | 章节名称,22,文档名称 | 章节名称,衬管的清洗和玻璃棉的使用,衬管的清洗,分类：分为未去活性的和工厂去活性的衬管,工厂去活性的衬管的清洗步骤：,移去玻璃棉,在溶剂中超声处理（甲醇、丙酮等）,清洗并干燥,精心处理避免划伤衬管的内表面,玻璃棉的使用,去活的玻璃棉填在靠近衬管的中间位置，以提供更多表面积，使样品迅速气化，减少热量不均匀现象。,另外玻璃棉可以捕集隔垫碎片和不挥发组分，防止污染色谱柱。,23,文档名称 | 章节名称,分流平板污染会导致重现性差及出现鬼峰，需定期检查，必要时进行清洗或更换,24,文档名称 | 章节名称,25,文档名称 | 章节名称,26,文档名称 | 章节名称,第三部分 色谱柱,27,文档名称 | 章节名称,色谱柱的类型,填充柱,仅用于特定的应用，如永久气体分析,开管毛细管柱,一般为熔融石英制成，内径是0.05-0.75mm,柱长可达150米,28,文档名称 | 章节名称,(占应用的90%),“相似相溶,或,同极性相互作用,通过样品在固定相中的分配或不同溶解度实现分离,组分基于不同的极性而分离 (偶极力的作用),通常,例如： 醇类是极性化合物,聚乙二醇(Carbowax)是极性固定相,气液色谱 (GLC),29,文档名称 | 章节名称,柱效:,色谱柱形成尖锐峰的能力,分离度:,色谱柱将两个峰彼此分开的能力,选择性:,色谱柱确认两个峰化学与/或物理性质差别的能力,优,差,优,差,柱分离指标,30,文档名称 | 章节名称,分析物,时间,进样,不保留组分,t,m,t,R,t,R,我们希望知道组分保留在固定相中的真实时间。,将 n与柱长相比,：,或,每米塔板数 (N) =,n,L,每块理论塔板高度 (HETP) =,n,L,因此，柱效越高， “N”值越大， “HETP”值越小,n = 5.545,t,R,W,h,2,t,R,-,t,m,=,t,R,t,R,t,R,计算柱效,R,t ,=,调整保留时间,n =,有效理论塔板数,Wh=半峰宽,31,文档名称 | 章节名称,柱长 (cm),不保留组分的保留时间 (sec),线速度 =,估算不保留组分的保留时间,如果溶剂是流出的第一个组分，就使用它的保留时间。,也可从打火机中取 5,cc,丁烷气，使用丁烷峰的保留时间。,GC/MS,用空气的保留时间,使用如下公式来估算柱长： Length =,dk,其中 d = 柱卷成的圈的直径,k = 柱圈圈数,= 3.14,使用下面的公式，可利用线速度计算流量,流量 (ml/min),=,r,2,m,60,其中 r = 柱半径 cm,m,=,平均线速度 cm/sec,60 = 从 sec 到 min 的转换因子,测量线速度和流量,32,文档名称 | 章节名称,HETP,C,传质阻力项,A,涡流项,分子扩散项,m,( opt,m),B,HETP = A +,+ C,m,B,m,柱效受载气线速度和流量影响。,曲线的最低点代表最小板高 HETP (或最大每米理论塔板数) 也就是最好的柱效。 毛细管柱中不存在“A”项。,柱效与载气线速度,HETP,与线速度形成的曲线叫做范德姆特曲线。,曲线最低点的线速度值即为可获得最好柱效的最佳线速度值。,33,文档名称 | 章节名称,使用内径更小的柱子。GC/MS要用o.25mm以下的柱子。,减小固定相百分组成或固定相液膜厚度。,减小进样量。,选用更长的柱子。,使用程序升温改善后流出组分峰形,。,好的进样技术可以保障高柱效。进样应该紧凑快速，,以免峰展宽。,如何提高柱效,34,文档名称 | 章节名称,时间 ( Min.),4,5,6,4.5,5.5,1.0E5,2.0E5,3.0E5,4.0E5,5.0E5,6.0E5,响应值,RT = 4.41,RT = 4.59,RT = 5.10,分离度是柱将两个相邻峰分开能力的反映。,通过两个欲分离相邻峰的分开程度来测算分离度。一般我们选择两个最难分开的,峰，如果它们被成功分开，那么其它的也就解决了。,1.18 ( RT - RT ),2,1,(W + W ),1,2,R =,R = 1.5,认为可以实现基线分离,W,1,=,化合物1的半峰宽,W,2,=,化合物2的半峰宽,分离度,35,文档名称 | 章节名称,1. 欲分离样品,2. 柱内径,3. 固定相,4. 柱长,5. 膜厚或填充剂 %量,A.柱容量,B.保留能力,C.惰性,D.柱效,E.流失,柱选择方面的考虑,36,文档名称 | 章节名称,先试手边的柱子,向同事咨询,查询已发表的相似应用,如果难以确定，先用一个非极性柱，如,HP1,或,HP5,这只是一些好的开端，而操作者必须自行优化条件。,柱选择,37,文档名称 | 章节名称,恒温,程序升温,在整个分析过程中，色谱炉温保持恒定。,用初始时间设定运行结束时间。,升温速率设为“0”。,后流出的峰展宽。,当组分有较宽的沸点范围 (100,C),时使用。,减少分析时间并使峰变窄。,增加柱流失，引起基线漂移。,可设多阶程序升温。,柱温操作,38,文档名称 | 章节名称,Agilent 7890,气相色谱仪日常维护与故障诊断,色谱柱的维护与保存,安全保存中有两大要点：,1.,保存柱子切勿划伤。划伤后的柱子可能由于高温加热而足以使之从划痕处断裂。,2.,堵上柱子两端以保护柱子中的固定液不被氧气和其它污染物所污染。,当使用毛细管柱时，记住这是一种玻璃材质，一定注意保护眼睛。,39,文档名称 | 章节名称,色谱柱的维护,正确老化色谱柱,色谱柱需要老化的情况：新柱，柱效下降，长期使用；,老化温度选择：足够高以除去不挥发物，足够低以延长柱寿命和减少柱流失，老化温度越低时间应越长，确认柱最高使用温度。,按实际工作时的柱温程序重复升温，以使柱更好老化,色谱柱老化过程：卸下柱子，通载气，柱温设为比平常使用最高温度高约,10,，保证低于柱子最高使用温度，老化过夜。,40,文档名称 | 章节名称,41,文档名称 | 章节名称,第四部分 检测器,42,文档名称 | 章节名称,检测器类别,热导检测器,(TCD,）,氢火焰离子化检测器（,FID),电子捕获检测器（,ECD),氮磷检测器（,NPD),火焰光度检测器（,FPD),质谱检测器（,MSD),硫化学发光检测器（,SCD),氮化学发光检测器（,NCD),电导检测器（,ELCD,HALL),光离子化检测器（,PID),红外检测器（,IRD),原子发射检测器（,AED),43,文档名称 | 章节名称,pptrillion,ppb,ppm,ppthousand,percent,TCD,FID,ECD,AED,PID,NPD (N),NPD (P),MSD,(SIM),(SCAN),FPD (S),IRD,ELCD,ELCD,(S or N),(X),10,-15,fg,10,-12,pg,10,-9,ng,10,-6,m,g,10,-3,mg,GC检测器灵敏度范围的比较,44,文档名称 | 章节名称,氢火焰离子化检测器（FID),是一种破坏性，质量型检测器。氢火焰中燃烧产生大量碳正离子，被收集后形成检测器信号。是有机化合物检测常用的检测器。,45,文档名称 | 章节名称,FID操作参数的设置,推荐流量,推荐的检测器温度,250,如果检测器温度150 ，火焰将无法点燃,检测器温度应高于炉温50,气体类型,推荐的流量范围,典型流量,氢气,24-60ml/min,30ml/min,空气,200-600ml/min,300ml/min,柱流量与尾吹气加和,10-60ml/min,25ml/min,46,文档名称 | 章节名称,FID点火故障,气体问题,空气氢气比例不合适,氢气纯度不够,尾吹气或载气流量过大,硬件问题,点火线圈故障,喷嘴或线圈堵塞,检测器积水,安装错误,设置问题,点火补偿值设置不正确,温度设置不正确,使用大量的芳烃做溶剂引起火焰熄灭,47,文档名称 | 章节名称,FID的维护,FID收集极的清洗,将两个绝缘片和收集极置于水溶性洗涤剂中，超声5min,用尼龙刷子清洗每一部分,再超声清洗5min,用镊子将部件从水槽中取出，先用热的自来水冲洗，然后用少量色谱纯的甲醇冲洗。,把部件放在纸巾上晾干，,48,文档名称 | 章节名称,FID的维护,FID喷嘴的清洗,将清洗丝从喷嘴顶部插入并穿过喷嘴。 插入抽出几次直到可以平滑抽拉。 小心不对喷嘴造成划痕。 (不要强迫用太粗的丝通过喷嘴开口，否则会损坏喷嘴。 如果喷嘴被损坏，就可能造成灵敏度下降、峰形变差、和/或点火困难。),在超声清洗池内充入水性洗涤剂， 将喷嘴置于其中。 超声5分钟。,使用喷嘴转刀清洗喷嘴内部。,再次超声5分钟。,注意: 超声之后直到重新安装好喷嘴，只能用镊子接触喷嘴!,从超声池中取出喷嘴并彻底沥洗之， 先用热的自来水，然后用少量的色谱纯甲醇。,用压缩空气或氮气吹干喷嘴， 然后将喷嘴置于纸巾上，待其风干。,49,文档名称 | 章节名称,电子捕获检测器（ECD),电子捕获检测器,是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。,是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。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。,50,文档名称 | 章节名称,电子捕获检测器（ECD),电子捕获检测器,是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。,是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。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。,51,文档名称 | 章节名称,ECD检测器,52,文档名称 | 章节名称,ECD的操作,检测器参数,推荐范围,毛细管柱尾吹气流量,10-150ml/min(常用的范围是30-60ml/min）,检测器温度,250 -400（至少比柱温高25 ）,53,文档名称 | 章节名称,ECD操作注意事项,选择高纯度气体做载气（纯度大于,99.999%,），尾吹气不可采用氢气和氦气，一定使用氮气或氮气,-,甲烷,微量的氧气会影响基线稳定性，应在气路里安装氧捕集阱,从检测器排出的废气具有放射性，要排出室外,如果检测器污染，不能拆开清洗，只能热清洗,在不使用,ECD,检测器时使用堵头将,ECD,进口和出口堵上,昨晚实验仔细洗手,54,文档名称 | 章节名称,ECD热清洗的步骤,55,文档名称 | 章节名称,1）热导检测器,热导检测器（TCD）：浓度型检测器，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，是目前应用最广泛的通用型检测器。,2）氢火焰离子化检测器,3）电子捕获检测器,电子捕获检测器（ECD）是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。是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。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。,4）火焰光度检测器,火焰光度检测器（FPD）对含硫和含磷的化合物有比较高的灵敏度和选择性。其检测原理是，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，透过干涉滤光片，用光电倍增管测量特征光的强度。,5）质谱检测器,质谱检测器（MSD）是一种质量型、通用型检测器，其原理与质谱相同。它不仅能给出一般GC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），而且能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。通过计算机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GC定性分析的有效工具。常被称为色谱-质谱联用（GC-MS）分析，是将色谱的高分离能力与MS的结构鉴定能力结合在一起。,56,文档名称 | 章节名称,谢谢!,