氣相色譜法測農(nóng)藥殘留演示文稿

氣相色譜法測農(nóng)藥殘留演示文稿目前一頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（優(yōu)選）氣相色譜法測農(nóng)藥殘留目前二頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第一節(jié)、氣相色譜分離原理

氣相色譜法是一種以氣體為流動相的柱色譜法，根據(jù)所用固定相狀態(tài)的不同可分為氣—固色譜和氣-液色譜。氣—固色譜以多孔性固體為固定相，分離的對象主要是一些永久性的氣體和低沸點的化合物；氣—液色譜的固定相是將高沸點的有機物涂漬在惰性擔體上。由于有很多種固定液可供選擇，故氣—液色譜選擇性較好，應用廣泛。

目前三頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點1．分離原理

氣相色譜的流動相為惰性氣體。當多組分的混合物樣品進入色譜柱后，由于吸附劑對每個組分的吸附力不同，經(jīng)過一定時間后，各組分在色譜柱中的運行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進入檢測器，而吸附力最強的組分最不容易被解吸下來，最后離開色譜柱。如此各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。

目前四頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點1．分離原理氣—液色譜

以均勻地涂在載體表面的液膜為固定相，這種液膜對各種有機物都具有一定的溶解度。當樣品被載氣帶入柱中到達固定相表面時，就會溶解在固定相中。當樣品中含有多個組分時，由于他們在固定相中的溶解度不同，經(jīng)過一段時間后，各組分在柱中的運行速度也就不同。溶解度小的組分先離開色譜柱，而溶解度大的組分后離開色譜柱。這樣，各組分在色譜柱中彼此分離，然后順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。目前五頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第二節(jié)、氣相色譜流程

目前六頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點

根據(jù)色譜流出曲線上得到的每個峰的保留時間，可以進行定性分析，根據(jù)峰面積或峰高的大小，可以進行定量分析。目前七頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第三節(jié)、氣相色譜儀

氣相色譜儀型號和種類繁多，但它們均由以下五大系統(tǒng)組成：①氣路系統(tǒng)；②進樣系統(tǒng)；③分離系統(tǒng)；④溫控系統(tǒng)；⑤檢測記錄系統(tǒng)。組分能否分開，關鍵在于色譜柱；分離后組分能否鑒定出來則在于檢測器，所以分離系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)是儀器的核心。目前八頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點一、氣路系統(tǒng)

氣路系統(tǒng)是指流動相連續(xù)運行的密閉管路系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可獲得純凈的、流速穩(wěn)定的載氣。氣路系統(tǒng)必須氣密性好、載氣純凈、流量穩(wěn)定且能準確測量。

1、載氣

它包括：

氣源(鋼瓶或氣體發(fā)生器);

凈化器;

氣體流速控制和測量裝置。目前九頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點一、氣路系統(tǒng)

常用的載氣:有氮氣、氫氣和氦氣等。載氣來源：由相應的高壓鋼瓶儲裝的壓縮氣源供給；也可以由氣體發(fā)生器提供。載氣選擇：主要由所用檢測器的性質(zhì)和分離要求決定，某些檢測器還需要輔助氣體。

載氣凈化：載氣的凈化由氣體凈化管來完成，常用的凈化劑有活性炭、硅膠和分子篩，分別用來除去烴類物質(zhì)、水分和氧氣。目前十頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點一、氣路系統(tǒng)

2、流量流量調(diào)節(jié)：通過穩(wěn)壓閥或穩(wěn)流閥控制。作用有兩個：①是通過改變輸出氣壓來調(diào)節(jié)氣體流量的大小；②是穩(wěn)定輸出氣壓。

恒溫色譜：當操作條件不變時，整個系統(tǒng)阻力不變，單獨使用穩(wěn)壓閥便可使色譜柱入口壓力穩(wěn)定，從而保持穩(wěn)定的流速。程序升溫色譜：由于柱內(nèi)阻力不斷增加，載氣的流量不斷減少，需要在穩(wěn)壓閥后連接一個穩(wěn)流閥，以保持恒定的流量。

目前十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點二、進樣系統(tǒng)

1進樣器：是把待測樣品(氣體或液體)快速而定量地加到色譜柱中進行色譜分離的裝置，包括進樣裝置和氣化室。進樣量的大小、進樣時間的長短和進樣的準確性對色譜分離效率和結(jié)果的準確性影響極大。常用的進樣裝置有注射器和六通閥。液體樣品通常采用不同規(guī)格的微量注射器進樣；氣體樣品則常用六通閥或醫(yī)用注射器進樣。目前十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點二、進樣系統(tǒng)六通閥分為推拉式和旋轉(zhuǎn)式兩種，常用的是旋轉(zhuǎn)式的六通閥。當六通閥處于取樣位時，樣品用注射器注射入定量管(儲樣管)中，轉(zhuǎn)至進樣位位置時，流動相將樣品帶入色譜柱中。目前十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點二、進樣系統(tǒng)2汽化室：液體樣品在進柱之前必須在氣化室內(nèi)變成蒸氣。氣化室位于進樣口的下端。汽化室要求：為了使樣品能瞬間氣化而不分解，要求氣化室熱容量大，溫度足夠高且無催化效應；為了盡量減少柱前峰展寬，氣化室的死體積也應盡可能小。氣化室是由一塊金屬制成，外套加熱塊，在氣化管內(nèi)常襯有石英套管以消除金屑表面的催化作用。目前十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點二、進樣系統(tǒng)

目前十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點三、分離系統(tǒng)

分離系統(tǒng)由色譜柱組成，是色譜儀的心臟，安裝在溫控的柱室內(nèi)用于分離樣品。色譜柱主要有兩類：填充柱和毛細管柱。

（一）填充柱：由不銹鋼或玻璃材料制成，內(nèi)裝固定相，一般內(nèi)徑為2-4mm，長1-10m。形狀有u形和螺旋形兩種，常用的是螺旋形。填充柱制備簡單，可供選擇的固定相種類多，柱容量大，分離效率也足夠高，應用很普遍。（二）毛細管柱：又叫空心柱，可分為填充型和開管型兩大類。

目前十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點三、分離系統(tǒng)

目前填充型柱已不太用了，開管型毛細管柱按固定相的涂漬方式分為多種。

毛細管材料：

可以是不銹鋼、玻璃和石英，柱內(nèi)徑一般<1mm。毛細管柱滲透性好，傳質(zhì)阻力小，柱長可長達幾十米，甚至幾百米。

毛細管特點：毛細管柱分辨率高(理論塔板數(shù)可達1.0x106)，分析速率快，樣品用量小。但柱容量小，對檢測器的靈敏度要求高，制備較難。

目前十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點三、分離系統(tǒng)—毛細管柱

目前十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點四、溫控系統(tǒng)

溫控系統(tǒng):是指對氣相色譜的氣化室、色譜柱和檢測器進行溫度控制的裝置。在氣相色譜測定中，溫度直接影響色譜柱的選擇分離、檢測器的靈敏度和穩(wěn)定性。檢測器溫度與柱溫相同或略高于柱溫，以防止樣品在檢測器冷凝。檢測器的溫度控制精度要求在±0.1℃以內(nèi)，柱的溫度也要求能精確控制。目前十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點四、溫控系統(tǒng)

色譜柱的溫度控制方式有恒溫和程序升溫兩種。程序升溫

具有改進分離、使峰變窄、檢測限下降及省時等優(yōu)點。對于沸點范圍很寬的混合物，往往采用程序升溫法進行分析。一般地，氣化室溫度比柱溫高30～70℃，以保證試樣能瞬間氣化而不分解.

目前二十頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點五、檢測記錄系統(tǒng)

檢測記錄系統(tǒng)包括：檢測器、放大器和記錄儀?，F(xiàn)已基本采用色譜工作站的計算機系統(tǒng)，不僅可對色譜儀進行實時控制，還可自動采集數(shù)據(jù)和完成數(shù)據(jù)處理。

由于毛細管柱具有柱容量小，出峰快的特點，因此必須有一些特殊的技術(shù)要求。它要求瞬間注入極小量樣品，需要響應快、靈敏度高的檢測器和快速響應的記錄儀。目前二十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點六、氣相色譜法的特點

氣相色譜法是先分離后測定，可以同時給出多組分混合物中各個組分的定性、定量結(jié)果。

1分離效率高：能同時分離和測定組成極其復雜的多組分混合物，如用毛細管柱一次能分離分析樣品中的150個組分。

2靈敏度高：氣相色譜法使用高靈敏度的檢測器，有的檢測器的檢測下限可達1.0×10-12—1.0×10-14g，是痕量分析不可缺少的工具之一。例如，它可檢測食品中1.0×10-9數(shù)量級的農(nóng)藥殘留量，大氣污染中1.0×10-12數(shù)量級的污染物。

目前二十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點六、氣相色譜法的特點

3選擇性好：能分離性質(zhì)極其相似的物質(zhì)，如同位素、同分異構(gòu)體、對映體及組成極復雜的混合物等。

4分析速率快：氣相色譜法測定一個樣品只需幾分鐘到幾十分鐘，如果用色譜工作站控制整個分析過程，自動化程度提高，分析速率更快。

5應用范圍廣：在儀器允許的氣化條件下，凡能夠氣化且熱穩(wěn)定、不具腐蝕性的樣品，都能用氣相色譜法分析。對于沸點過高而難以氣化或易熱解化合物，則可以通過化學衍生化的方法，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐讱饣驘岱€(wěn)定的物質(zhì)后再進行分析。氣相色譜法已廣泛用于石油化工、環(huán)境科學、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、生物化學、食品科學、生物工程等領域。目前二十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第四節(jié)、氣相色譜固定相

氣相色譜分析中，混合物中的各組分能否分離，主要取決于色譜柱中的固定相。

氣相色譜中所使用的固定相可以分為三類：

①固體固定相；②液體固定相；③合成固定相。

目前二十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點

一、固體固定相一、固體固定相

固體固定相一般采用固體吸附劑，主要用于分離和分析永久性氣體及氣態(tài)烴類物質(zhì)。利用固體吸附劑對氣體的吸附性能差別，來得到滿意的分析結(jié)果。常用的固體吸附劑主要有強極性:硅膠、氧化鋁非極性:活性炭和具有特殊吸附作用的分子篩。

特點：比表面積大、耐高溫和價廉的優(yōu)點；

缺點：柱效低、重現(xiàn)性差、不易得到對稱色譜峰。

目前二十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點二、液體固定相

液體固定相由固定液和擔體(載體)構(gòu)成，是氣相色譜中應用最為廣泛的固定相。

1、擔體：又稱載體，是一種多孔性的、化學惰性的固體顆粒。為固定液提供一個具有較大表面積的惰性表面，用以承擔固定液，使固定液能在其表面展成薄而勻的液膜。

目前二十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點2、固定液一般為高沸點有機物，均勻地涂在擔體表面，呈液膜狀態(tài)。對固定液的要求

①選擇性要好；②熱穩(wěn)定性好：在操作溫度下，不會發(fā)生聚合、分解和交聯(lián)等現(xiàn)象；③化學穩(wěn)定性好：固定液不能與試樣或載氣發(fā)生不可逆的化學反應；④對試樣各組分有適當?shù)娜芙饽芰?；⑤粘度低、凝固點低，以便在載體表面能均勻分布。（2）固定液的分類

固定液種類眾多，其組成、性質(zhì)和用途各不相同。現(xiàn)大多按固定液的極性和化學類型來進行分類。目前二十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第五節(jié)、檢測器

氣相色譜檢測器常用的熱導檢測器、火焰離子化檢測器、電子捕獲檢測器和火焰光度檢測器四種。

它們都是微分型檢測器，被測組分不在檢測器中積累，色譜流出曲線呈峰形，峰面積或峰高與組分的濃度或質(zhì)量成正比。根據(jù)檢測原理的不同，可分為濃度型和質(zhì)量型檢測器。目前二十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第五節(jié)、檢測器

濃度型檢測器:

測量的是載氣中某組分濃度瞬間的變化，即檢測器的響應值和進入檢測器的濃度成正比，如熱導檢測器和電子捕獲檢測器。

質(zhì)量型檢測器測量的是載氣中某組分進入檢測器的速度變化，即檢測器的響應值和單位時間內(nèi)進入檢測器的某組分的量成正比，如氫火焰離子化檢測器和火焰光度檢測器等。

目前二十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第五節(jié)、檢測器氣相色譜檢測器又可分為

通用性檢測器

如熱導和火焰離子化檢測器通用性檢測器對大多數(shù)物質(zhì)都有響應。

選擇性檢測器

如電子捕獲和火焰光度檢測器。選擇性檢測器只對某些物質(zhì)有響應，對其他物質(zhì)無響應或響應很小。目前三十頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（一）、(氫)火焰離子化檢測器(FID)

氫火焰離子化檢測器(flameiOlllzationdetector，F(xiàn)ID)簡稱氫焰檢測器，是氣相色譜最常用的檢測器之一。它結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、死體積小、響應快、線性范圍寬、穩(wěn)定性好，對含碳有機物有很高的靈敏度，一般比TCD靈敏度高幾個數(shù)量級，能檢測到1.0×10-12g·s-1的痕量物質(zhì)。但FID屬選擇性檢測器，只對有機化合物產(chǎn)生信號，不能檢測永久性氣體、水、CO、CO2、氮氧化物、H2S等物質(zhì)，且經(jīng)FID檢測后，樣品被破壞，不能進行收集。

目前三十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（一）、(氫)火焰離子化檢測器(FID)

氫焰檢測器的主要部分是一個離子室。離子室一般用不銹鋼制成，包括氣體入口，火焰噴嘴，一對電極和外罩。

目前三十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（一）、(氫)火焰離子化檢測器(FID)

氫氣混合后一起進入離子室，由毛細管噴嘴噴出。氫氣在空氣的助燃下經(jīng)引燃后進行燃燒，以燃燒所產(chǎn)生的高溫火焰(約2100℃)為能源，使被測有機物組分電離成正負離子。在氫火焰附近設有收集極(正極)和極化極(負極)，在此兩極之間加有150～300V的極化電壓，形成一直流電場。產(chǎn)生的離子在收集極和極化極之間的外電場作用下定向運動而形成電流。

目前三十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（一）、(氫)火焰離子化檢測器(FID)

被測組分電離的程度與其性質(zhì)有關，一般在氫火焰中電離效率很低，大約每50萬個碳原子中有一個碳原子被電離，因此產(chǎn)生的電流很微弱，需經(jīng)放大器放大后，才能在記錄系統(tǒng)上得到色譜峰。產(chǎn)生的微電流大小與進入離子室的被測組分含量有關。目前三十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（二）、電子捕獲檢測器

電子俘獲檢測器的構(gòu)造如圖所示。在檢測器池體內(nèi)有一圓筒狀β放射源(63Ni或3H)作為陰極，一個不銹鋼棒作為陽極。在此兩極間施加一直流或脈沖電壓。當載氣(一般采用高純氮)進入檢測25時．在放射源發(fā)射的β射線作用下發(fā)生電離

目前三十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（二）、電子捕獲檢測器

生成的正離子和慢速低能量的電子，在恒定電場作用下向極性相反的電極運動，形成恒定的電流即基流。當具有電負性的組分進人檢測器時，它俘獲了檢測器中的電子而產(chǎn)生帶負電荷的分子離子并放出能量：帶負電荷的分子離子和載氣電離產(chǎn)生的正離子復合成中性化合物，被載氣攜出檢測器外：

由于被測組分俘獲電子，其結(jié)果使基流降低，產(chǎn)生負信號而形成倒峰。組分濃度愈高，倒峰愈大。由于電子俘獲檢測器常用于痕量的具有特殊官能團的組分的分析，如食品、農(nóng)副產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留量。載氣純度和流速對信號值和穩(wěn)定性有很大的影響。檢測器的溫度對響應值也有較大的影響。由于線性范圍較狹，要注意進樣量不可太大。目前三十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（三）、火焰光度檢測器(FPD)FPD(flamephotometricdetector,FPD)又稱硫、磷檢測器，是一種對含硫、磷有機化合物具有高選擇性和高靈敏度的質(zhì)量型色譜檢測器。檢出限可達1.0×10-13g．s-1(對P)或1.0×10-11g．s-1對S)。FPD可用于大氣中痕量硫化物以及農(nóng)副產(chǎn)品、水中的納克級有機磷和有機硫農(nóng)藥殘留量的測定。

目前三十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（三）、火焰光度檢測器(FPD)

這種檢測器主要由火焰噴嘴、濾光片和光電倍增管三部分組成，見圖。

目前三十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點（三）、火焰光度檢測器(FPD)

當含有硫(或磷)的試樣進入氫焰離子室，在富氫—空氣焰中燃燒時，有下述反應：

RS+空氣+O2→SO2+CO2

2SO2+8H→2S+4H2O亦即有機硫化物首先被氧化成SO2，然后被氫還原成S原子，S原子在適當溫度下生成激發(fā)態(tài)的S2*分子，當其躍遷回基態(tài)時，發(fā)射出350～430nm的特征分子光譜。

S+S→S2*S2*→S2+hν含磷試樣主要以HPO碎片的形式發(fā)射出480～600nm波長的特征光。這些發(fā)射光通過濾光片照射到光電倍增管上，將光轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏鳎?jīng)放大后在記錄系統(tǒng)上記錄下硫或磷化合物的色譜圖。至于含碳有機物，在氫焰高溫下進行電離而產(chǎn)生微電流，經(jīng)收集極收集，放大后可同時記錄下來。因此火焰光度檢測可以同時測定硫、磷和有機物，即火焰光度檢測器、氫焰檢測器聯(lián)用。

目前三十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點熱離子化檢測器(TID)

熱離子化檢測器(TID)又稱氮磷檢測器，對含氮、磷的有機化合物有響應。其靈敏度比FID分別高50倍和500倍?？捎糜跍y定痕量含氮和含磷的有機化合物，是一種高靈敏度、高選擇性且線性范圍寬的新型檢測器。目前四十頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第六節(jié)、定性和定量分析方法

1、定性分析方法：氣相色譜定性分析就是確定色譜圖上各個峰的歸屬。在同一色譜條件下，不同的物質(zhì)也可能具有近似或相同的保留值。因此，有時還需要其他一些化學分析方法相配合，才能準確地判斷某些組分是否存在。用已知純物質(zhì)對照定性是最方便、最可靠的方法?？梢圆捎帽Ａ糁捣?、相對保留值法、加入已知物增加峰高法的方法。目前四十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點1、定性分析方法

在相同的色譜條件下，將待測物質(zhì)與已知的純物質(zhì)分別進樣，若兩者的保留值相同，則可能是同一種物質(zhì)，此即為保留值法。利用保留值法進行定性分析時，應嚴格控制實驗條件，且操作條件要穩(wěn)定。當兩次分析的條件不能做到完全一致時，可以采用相對保留值法定性。對于復雜樣品，由于其流出色譜峰間距太近或操作條件不易控制時，可在試樣中加入已知的純物質(zhì)，在相同的條件下進樣，對比加已知物前后的色譜峰，若某色譜峰增高了，則原樣中可能含有該已知物。目前四十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點2、定量分析方法

定量分析依據(jù)是在一定操作條件下，待測組分的質(zhì)量與檢測器產(chǎn)生的信號(峰面積或峰高)成正比，即

式中，分別為峰面積和峰高定量校正因子。只要確定了峰面積或峰高及校正因子，就能計算待測組分在混合物中的含量。如果色譜峰對稱而且尖、窄，則可假設半峰寬不變，用峰高定量；否則只能用峰面積定量；對于不同峰形的色譜峰，應采取不同的測量方法。

目前四十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點①歸一化法將所有出峰組分的含量之和按100％計算的定量方法稱為歸一化法。它簡單準確，不必稱量和準確進樣，操作條件如進樣量、載氣流速等變化時對結(jié)果影響較小，是氣相色譜法中常用的一種定量方法，只有當樣品中的所有組分經(jīng)色譜分離后均能產(chǎn)生可以測量的色譜峰時才能使用，不適于痕量分析。

當測量參數(shù)為峰面積時，歸一化的計算公式為

式中：為被測組分的質(zhì)量分數(shù),分別為樣品中各組分峰面積和定量校正因子。目前四十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點②外標法也叫標準曲線法，把待測組分的純物質(zhì)配成不同濃度的標準系列，在一定操作條件下分別向色譜柱中注入相同體積的標準樣品，測得各峰的峰面積或峰高，繪制A-c的標準曲線。在完全相同的條件下注入相同體積的待測樣品，根據(jù)所得的峰面積或峰高從曲線上查得含量。在已知組分標準曲線呈線性的情況下，可以用單點校正法測定。配制一個與被測組分含量相近的標準物，在同一條件下先后對被測組分和標準物進行測定，被測組分的質(zhì)量分數(shù)為式中：Ai和As分別為被測組分和標準物的數(shù)次峰面積的平均值；Ps為標準物的質(zhì)量分數(shù)。也可以用峰高代替峰面積進行計算。目前四十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十五點第七節(jié)、