色谱分析（中国药科大学）第3章气相色谱分析

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1、第三章气相色谱分析第一节气相色谱仪的流程气相色谱仪是一种多组分样品的分离分析工具，它采用气体为流动相。其简化的工作流程见下图。载气由高压钢瓶或氮气发生器供给，经减压阀、流量表控制计量后，以稳定的压力、恒定的流速，连续流过气化室、色谱柱、检测器，最后放空。样品进样后在气化室高温气化，被栽气带入色谱柱进行分离，被分离后的样品组分再被栽气带入检测器进行检测，最后检测信号由工作站采集并记录。1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪。填充柱气路：气化室色谱

2、柱检测器工作站载气进样（以FID为检测器时）AirH2毛细管柱气路：气化室检测器工作站载气进样（以FID为检测器时）AirH2分流补气34毛细管柱气相色谱系统与填充柱气相色谱系统的气路显著不同，毛细管柱的载样量小，所需载气流速也小0.2~5ml/min，使用常规微量注射器进样时，柱子必然超负荷，得不到毛细管柱的高效分离能力。因此常用间接进样法，即分流进样法。分流进样法进入柱子的样品量只是进样量的极小部分，因此不会超载。此外，毛细管柱气路在柱后有补气（make-upgas，又称尾吹气），即从柱尾向检测器吹气，使柱中的组分一出来便被送到检测器，补气的目的是防止峰展宽。色谱柱是色谱仪

3、的“心脏”，样品中各组分的分离是在色谱柱中完成的。气相色谱法中所采用的柱子分二类：一类为填充柱，另一类为毛细管柱。图3-1填充柱34图3-2毛细管柱填充柱：内径2—6mm，柱长0.5—6m，柱内填充一定粒度的填料，填料的粒度一般有三种规格，即60—80目，80—100目、或100—120目。目为粒度单位，指一英吋长度上可排列的颗粒的数目。在填充柱色谱中，填料如用固体吸附剂则为气固填充柱色谱（GSC），如用涂了固定液的担体，则为气液填充柱色谱（GLC）。毛细管柱（又称Golay柱或空心柱），内径0.1—0.5mm，柱长10—100m，中空，内壁涂布或键合有固定液。色谱柱填充柱分析

4、柱制备柱：内径6~500mm，长2~6m气—固（吸附）气—液（分配）内径2~6mm，柱长0.5~6m，填料60~80目，80~100目，100~120目毛细管柱：内径0.1~0.5mm，固定液膜厚0.1~1.5μm,长10~100m34第二节填充柱一．固定液固定液是GLC的固定相，一般是高沸点有机物，有许多商品化的固定液可供用户选择，以适应不同样品的分析要求，柱中固定液的用量也可以根据不同的情况进行选择，因此，固定液具有广泛的适用性。（一）对固定液的要求：1．热稳定性好，化学稳定性好，在柱温下不热解，不应与样品组分、担体、柱材料及载气发生不可逆反应。2．蒸气压低，在操作温度下一

5、般应低于0.1mmHg，否则固定液易流失，影响柱使用寿命、保留时间及检测器。3．对样品组分有一定的溶解度，否则样品组分不被保留而得不到分离。4．对样品组分具有选择性，不同的组分有不同的分配系数，以利分离。5．对担体有湿润性，以利于在担体表面形成均匀液膜，以增加柱效。（二）固定液的使用温度固定液有最高使用温度及最低使用温度。最高——由固定液的热稳定性及蒸气压决定。最低——由固定液的熔点或软化点及粘度决定。（三）样品组分与固定液之间的分子作用力组分分配系数的大小是GC中的关键问题，这取决于样品组分与固定液之间的相互作用力。有关GC分离的相互作用力有四种：1．定向力由极性分子的永久偶

6、极间的静电作用形成的。如极性组分与强极性固定液PEG-20M等的作用力。2．诱导力在极性分子的永久偶极的电场作用下，邻近的可极化的非极性分子可产生诱导偶极，因而两分子间产生相互作用力，这种作用力通常较小。3．色散力34非极性分子由于原子核和电子的运动，产生瞬间偶极，因而产生相互作用，这种力普遍存在，但非极性分子间的作用力仅此一种。此作用力更弱。4．特殊作用力主要来源于组分与固定液形成络合物。例如含有Ag+的固定液与烯烃可形成络合物。（四）固定液及其选择选择固定液一般以“相似相容”为原则，即组分的结构、性质与固定液相似时，在固定相中的溶解度大，因而保留时间长；反之，溶解度小，保留

7、时间短。如烃类化合物最好用烃类固定液（角鲨烷、阿皮松L）。而极性化合物用极性固定液，如醇类可选用聚乙二醇为固定液。为此，固定液常以相对极性分类。1．RohrsChneider常数（罗氏常数）PRohrsChneider（罗氏）提出了一种固定相极性的分类法：以角鲨烷的极性为零，β，β＇—氧二丙腈的极性为100，其它固定液的极性按下式计算：固定液的相对极性P=100－100×q1－qxq1－q2式中，q为丁二烯和正丁烷在固定液上的相对保留值之比的对数，即：q=log×tR'丁二烯tR'正丁烷q1