氣相色譜理論及維護分析員必備

1、氣相色譜理論及維護分析員必備第1頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五1-1. 什么是色譜圖 1-2. GC理論 1-3. GC儀器維護色譜理論及維護第2頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五1-1 什么是色譜圖? 樣品與流動相、固定相之間的吸收、分配、離子交換、體積排阻等作用，將混合組分分離成各個獨立的組分。分離、定性、定量 ：分析色譜分離、純化 ：制備色譜 第3頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五1-1 什么是色譜圖? 保留時間 定性分析峰面積 定量分析第4頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五色譜方法的發(fā)展歷程部分片斷洗脫

2、 溶劑(s)色譜柱樣品Tswett (1906)色譜(chromatography)第5頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五色譜分析 氣相色譜 液相色譜 - 流動相 : 氣體 - 流動相: 液體 - 樣品的揮發(fā)性 - 樣品的溶解性 - M.W. 500 - 熱穩(wěn)定性 - 常溫分析 - 離子化合物 -分離: 親和力 及沸點不同 - 分離: 固定相和流動相的相互 親和力不同第6頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五1-2-1 GC 理論第7頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五GC分析流程圖第8頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五

3、載氣第9頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五推薦使用的載氣Best sensitivityN2Best sensitivityN2ECDBest Linear Dynamic rangeAr/CH4Generally usedN2FIDCan be usedH2,HeOptimum HeNPDOnly use HeHePDDUsed for analysis of H2 N2High sensitivity H2General DetectorN2IRDMSD Mass Range 10-800 m/z Must use HeHeMSDGenerally used HeTCD

4、SpecialDetectorRemarkCarrierDetector第10頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五 A : 水分捕集阱 B : 烴捕集阱 C : 氧氣捕集阱第11頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五進樣口第12頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五進樣口 填充柱進樣口 毛細管柱進樣口分流不分流其他：COC, PTV 預(yù)處理系統(tǒng) - 頂空, 吹掃捕集, 閥進樣, 裂解. 第13頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五各進樣口適用的色譜柱 填充柱進樣口 - 填充柱 - 內(nèi)徑大于0.53 mm的毛細管柱 毛細管柱進樣口

5、 - 毛細管柱(0.25 0.53mm I.D.)第14頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五分流進樣 適用于毛細管柱 樣品在高溫的進樣口氣化，一部分被帶入色譜柱，大部分放空 可適用于幾乎所有的樣品中，對溶劑沒有局限性 能得到很好的色譜峰第15頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五APC系統(tǒng) (分流模式)To DetectorSplit VentSeptum PurgeCarrier GasFlow Sensor FSPressure Sensor PSSeptum Purge RegulatorTrapOn/off valve VProportional Va

6、lve PV2Proportional Valve PV1Capillary inletHigh Flow RateLow Flow Rate第16頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五不分流進樣 全部的載氣被帶入色譜柱，沒有放空。 所有的樣品氣化之后，全部被帶入色譜柱。 因為樣品幾乎全被帶入色譜柱: 靈敏度高、重現(xiàn)性好第17頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五APC系統(tǒng) (不分流模式) To DetectorCarrier GasFlow Sensor FSPressure Sensor PSSeptum Purge RegulatorTrapOn/off

7、valve VProportional Valve PV2Proportional Valve PV1Capillary inletSeptum purgeSplit VentLow Flow RateHigh Flow Rate第18頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五進樣口處容易被污染的組件載氣流過的管線 隔墊 襯管第19頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五分流/不分流毛細進樣口結(jié)構(gòu)第20頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五設(shè)置柱溫箱溫度樣品的組分是否簡單，用恒溫分析是否可以完全分離？恒溫分析程序升溫YesNo第21頁，共80頁，202

8、2年，5月20日，0點7分，星期五等溫模式(a) 和程序升溫模式(b) 第22頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五等溫模式的設(shè)置設(shè)置柱溫箱的溫度5010/min 色譜柱的最高使用溫度-30觀察最后的柱后流出物的保留時間及溫度最后柱后流出物的溫度減去20 ，將它設(shè)為等溫模式的溫度如果未分離出成分，減小溫度之后再作分析改用程序升溫的方法或者其他色譜柱第23頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五程序升溫的設(shè)置第一步： 5010/min 色譜柱的最高溫度-30 (30min)進樣，觀察色譜圖設(shè)置初始溫度和時間設(shè)置升溫率設(shè)置最終溫度和時間確定最佳條件第24頁，共80頁，

9、2022年，5月20日，0點7分，星期五色譜柱第25頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五根據(jù)極性選擇色譜柱 極性 非極性 (HP-1, HP-5) : 沸點 中等極性 (HP-1701) : 沸點 氫鍵 極性(HP-INNOWax, HP-Wax) : 官能團的相互作用 第26頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五色譜柱選擇指南低高極 性HP-1Ultra 1HP-101HP-5, HP-5MSHP-5 traceUltra 2HP-1301HP-35HP-1701HP-50+HP-17HP-210HP-225HP-20MHP-InnowaxHP-FFAPHP

10、-Wax非極性中等極性極性HP-624HP-VOCHP-608第27頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五非極性色譜柱HP-1 (HP-101) - 100% 二甲基聚硅氧烷 - 二醇, 胺, 碳氫化合物, PCBs（多氯聯(lián)苯）, 殺蟲劑, 硫化物等 - 相似固定相：DB-1, BP-1, SPB-1, GB-1, CP-Sil 5, OV-1, SE-30第28頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五非極性色譜柱HP-5 - 5% 苯基/ 95% 二甲基聚硅氧烷 - 脂肪酸, 藥品, 甲基酯類化合物, 生物堿, 鹵化物 -相似固定相：DB-5, BP-5, SP

11、B-5, CP-Sil 8, SE-52, OV-5第29頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五中等極性色譜柱HP-35 - 35% 苯基 / 65% 二甲基聚硅氧烷 - 殺蟲劑, 麻醉藥, 胺類 -相似固定相：DB-35, RTX-35, SPB-35, AT-35, Sup-Herb第30頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五中等極性色譜柱HP-1701 - 14% 氰丙基苯基/86% 二甲基聚硅氧烷 - 有機氯農(nóng)藥, 除草劑, 殺蟲劑, TMS糖類 - 相似固定相： DB-1701, SPB-1701, OV-1701, CP-Sil 19 第31頁，共8

12、0頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五極性色譜柱HP-FFAP - 硝基對苯二酸改性的聚乙二醇 - 酸, 乙醇, 丙烯酸甲酯, 酮 - 相似固定相：DB-FFAP, OV-351, Stabilwax-DA 注 ：極性柱怕氧，載氣必虛除氧第32頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五柱參數(shù)總結(jié)30 m x 0.25 mm,0.25 m色譜柱柱長 色譜柱內(nèi)徑 鍵合相膜厚色譜柱柱長 ：柱長越長, 保留越長, 分離度越好, 柱效越高 色譜柱內(nèi)徑 ：內(nèi)徑越小, 保留越小, 分離度越好, 柱效越高 鍵合相膜厚： ?第33頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五色譜柱長

13、度與費用15m30m60m第34頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五柱老化 溫度設(shè)定 - 斷開與檢測器的連接 - 設(shè)定載氣流速 - 設(shè)定如下程序升溫801 hr23 /minMax. temp. -30 2hr第35頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五原理：FID以氫氣和空氣燃燒生成火焰為能源，當有機化合物進入火焰時，由于離子化反應(yīng)，生成比基流高的離子。這些帶正電荷的離子和電子分別在電場作用下向負極和正極移動形成離子流；此離子流經(jīng)放大器放大后可被檢測。氫火焰離子化檢測器（FID）原理第36頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五特點：體積小，靈

14、敏度高，死體積小，應(yīng)答時間快，但對部分物質(zhì)如H2、O2、N2、CO、CO2、NO、NO2、CS2、H2O等無響應(yīng)。屬破壞性檢測器。 FID檢測器特點適用范圍可揮發(fā)的有機化合物?？蓮V泛用于科研、高等院校、環(huán)保、衛(wèi)生防疫、臨床醫(yī)學、質(zhì)檢、食品、香料、生物化學、石油化工、冶金、煤炭等行業(yè)。第37頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五原理：氣流中樣品濃度發(fā)生變化，則從熱敏元件上所帶走的熱量也就不同，從而改變熱敏元件的電阻值，由于熱敏元件為組成惠斯頓電橋之臂，只要橋路中任何一臂電阻發(fā)生變化，則整個線路就立即有信號輸出。載氣入口載氣出口載氣出口熱導(dǎo)檢測器（TCD）原理第38頁，共80頁，2

15、022年，5月20日，0點7分，星期五特點：此檢測器幾乎對所有可揮發(fā)的有機和無機物質(zhì)均能響應(yīng)，但靈敏度較低。屬非破壞性檢測器。 熱導(dǎo)檢測器（TCD）適用范圍所有可揮發(fā)的有機和無機物?？蓮V泛用于科研、高等院校、石油化工、化工、冶金、煤炭、電力等行業(yè)。第39頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五原理：使載氣分子在63Ni輻射源中所產(chǎn)生的粒子的作用下離子化，在電場中形成穩(wěn)定的基流，當含電負性基團的組分通過時，俘獲電子使基流減小而產(chǎn)生電信號。電子捕獲檢測器（ECD）原理信號輸出 電極Ni63 廢氣口尾吹氣載氣第40頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五特點：對電負性物質(zhì)

16、（例如：鹵化物,有機汞，有機氯及過氧化物，金屬有機物，硝基、甾類化合物等）有很高的靈敏度。屬非破壞性檢測器。 ECD檢測器特點適用范圍對鹵素、硝基等化合物選擇性極好。可廣泛用于生物、醫(yī)藥、衛(wèi)生防疫、農(nóng)藥殘留、環(huán)境保護及氣象追蹤等領(lǐng)域的分析中。第41頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五注意：ECD檢測器所使用的載氣必須充分干燥，脫氧，不能使用發(fā)生器，必須用高純氣。如使用氮氣作載氣（N2：99.999%)ECD檢測器氣體使用要求第42頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五17種農(nóng)藥分析第43頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五原理在FID中加入一

17、個用堿金屬鹽制成的堿源，當樣品分子含有在燃燒時能與堿鹽起反應(yīng)的元素時，則將使堿鹽的揮發(fā)度增大，這些堿鹽蒸氣在火焰中將被激發(fā)電離，而產(chǎn)生新的離子流，從而輸出信號。 空氣入口 氫氣入口 信號輸出 載氣入口高壓銣珠氮磷檢測器（NPD）原理第44頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五特點這是一種有選擇性的檢測器，對含有能增加堿鹽揮發(fā)性的化合物特別敏感。對含氮、磷有機物有很高的靈敏度。屬破壞性檢測器。 NPD檢測器特點適用范圍含氮、磷化合物的分析?？蓮V泛用于環(huán)境保護、臨床醫(yī)學、食品、藥物、香料、刑事法醫(yī)等分析領(lǐng)域。第45頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五 載氣入口 空

18、氣入口火焰光度檢測器（FPD）原理原理當含S、P的化合物在富氫焰(氫氣與氧氣體積比3)中燃燒時，伴有化學發(fā)光反應(yīng)，分別發(fā)出(350480)nm和(480600)nm的一系列特征波長光；其中394nm和526nm分別為含S和含P化合物的特征波長。光信號經(jīng)濾波、放大，便可得到相應(yīng)的色譜峰空氣入口氫氣入口PMT濾光片第46頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五特點對磷、硫化合物有很高的選擇性，適當選擇光電倍增管前的濾光片將有助于提高選擇性，排除干擾。 FPD檢測器特點第47頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五使用范圍含磷、硫化合物的分析?？捎糜谑?、化工、環(huán)境保護及

19、食品中農(nóng)藥殘留量等分析領(lǐng)域中。FPD檢測器適用范圍第48頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五Advanced Pneumatic Control Upto 12 CHs for inlets, detectors and auxiliary gases Pressure setting range : 1 100 psi at 0.1 psi setting Split/splitless inlet : 0-200ml/min N2, 0-1000ml/min H2 or He Packed inlet : 0 - 100ml/min Fully controlled by

20、 Keyboard and/or Autochro-2000 Constant Flow and Pressure Ramped Flow and Pressure Gas saving & FID Auto-ignition第49頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五Advanced Pneumatic ControlReproducibility TestFor C14 C17Under constant flow 0.06% RSD for RT 2.6% RSD for Area第50頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五Advanced Pneumat

21、ic ControlReproducibility TestFor C14 C17Under constant pressure 0.05% RSD for RT 壓力增加 = 流速降低 (更換色譜柱玻璃毛及密封墊)第61頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五出現(xiàn)鬼峰表現(xiàn) 沒有進樣，出現(xiàn)不規(guī)則色譜峰可能的原因及排除方法 - 進樣口被污染:清洗襯管, 更換進樣口隔墊 - 色譜柱污染 : 老化色譜柱 = 在程序升溫的過程中，不進樣，觀察不規(guī)則色譜峰 第62頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五毛細柱進樣口這部分可能產(chǎn)生漏氣！第63頁，共80頁，2022年，5月20日

22、，0點7分，星期五毛細柱進樣口 分流進樣 : 進入進樣口的樣品，部分進入色譜柱，大部分放空 - 如果系統(tǒng)存在問題，壓力可能為0 - 峰面積減少，并洗脫時間推遲壓力高于或是低于正常壓力峰面積增加或是減少保留時間后移, 出現(xiàn)譜帶擴寬的現(xiàn)象出現(xiàn)鬼峰第64頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五壓力高于或是低于正常壓力表現(xiàn) 顯示壓力高于或是低于正常壓力可能的原因及排除辦法 - 高壓 : 進樣口或是襯管污染 - 低壓 : 有泄露 在進樣口隔墊，襯管及色譜柱連接處檢查泄漏 - 沒有壓力 : 移出色譜柱并把進樣口與色譜柱連接處用死堵堵上 檢查壓力是否增加 如果沒有，說明進樣口部分存在問題第65

23、頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五峰面積增加或減少表現(xiàn) 峰面積增加或是減少可能的原因及排出的方法 - 檢查分流比 : 檢查色譜柱流速及分流流速 - 檢漏:進樣口隔墊, O型圈, 玻璃襯管,石墨密封墊 - 檢查分流口是否被堵住 - 檢測器的問題 = 參閱檢測器部分 第66頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五保留時間后移,出現(xiàn)譜帶延展的現(xiàn)象表現(xiàn) 保留時間后移，出現(xiàn)譜帶延展的現(xiàn)象可能的原因及解決辦法 - 檢查隔墊吹掃的流速 - 柱效 : 色譜柱老化 - 檢查色譜柱連接 : 死體積 - 檢漏 : 密封墊 - 檢查進樣口的溫度第67頁，共80頁，2022年，5月20

24、日，0點7分，星期五出現(xiàn)鬼峰表現(xiàn) 沒有進樣品，但出現(xiàn)不規(guī)則峰可能原因及解決辦法 - 玻璃襯管污染 : MeOH : Acetone=1:1, 30min Sonication / 更換襯管 - 色譜柱污染 : 色譜柱老化 - 流路, 分流口污染（極度粘稠的樣品） =更換 第68頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五 進樣口部分維護推薦時間 PeriodTrapevery 2 monthsLeak check for carrier gasif necessaryLeak check for injectorif necessarySeptumafter used 20times

25、Cleaning injector / linerif necessaryLeak check for carrier gasif necessaryLeak check for injectorif necessarySeptumafter used 20timesCleaning injector if necessaryCleaning linerwhen leak detectedReplace O-ringwhen leak detectedVent Line cleaningwhen leak detectedReplace sealwhen defectedInjectorCap

26、illaryPackedMaintenance第69頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五2. 柱溫箱第70頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五維護推薦時間Periodif necessaryif necessarywhen replace columnif necessaryheater / sensorColumn ovenMaintenancecheck column connection temperaturecolumn conditioning第71頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五色譜柱老化 - 色譜柱連接進樣口（與檢測器部分斷開） - 根據(jù)安裝的色譜柱設(shè)定流速 - 初始溫度. 100 (1 hr) - 2-3 /min - 最終溫度(Max. temp 3) / 2-3 hr 第72頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五3.檢測器第73頁，共80頁，2022年，5月20日，0點7分，星期五FID 點火溫度在 200或更高1) 點火失敗2)