《生物仪器分析》课程教学课件（讲稿）气相色谱液相色谱导论（气相色谱法、高效液相色谱法）

第16章 气相色谱法 以气体为流动相的色谱分析法。 一、概述 二、气相色谱仪 三、气相色谱的固定相 四、操作条件的选择

第16章 气相色谱法 以气体为流动相的色谱分析法。 一 、概述 二、气相色谱仪 三、气相色谱的固定相 四、操作条件的选择

一、 概述 口气相色谱法：以气体为流动相的色谱分析法。 口气相色谱分析法的特点： 选择性高：能分离分析性质即为相近的物质； 灵敏度高：适用于微量和痕量分析： 分离效能高、速度快、应用范围广。 气相色谱要求试样汽化，不适用于大部分沸点高和热不稳 定的化合物，对于腐蚀性能和反应性能较强的物质难于分 析。 2

一、概述  气相色谱法：以气体为流动相的色谱分析法。  气相色谱分析法的特点： 选择性高：能分离分析性质即为相近的物质； 灵敏度高：适用于微量和痕量分析； 分离效能高、速度快、应用范围广。 气相色谱要求试样汽化，不适用于大部分沸点高和热不稳 定的化合物，对于腐蚀性能和反应性能较强的物质难于分 析。 •2

二、气相色谱仪 以气体作流动相而设计的色谱仪称为气相色谱仪。作为流 动相的气体称为载气，常用的载气有N2,H2,He,Ar等。 收空 图16-1气相色谱基本设备示意图 1一高压钢瓶：2一减压阀：3一净化器：4一气流调节阀：5一转子流量计：6-压力表： 7-进样器；8一色谱柱；9一检测器：10一记录仪 3

二、气相色谱仪 以气体作流动相而设计的色谱仪称为气相色谱仪。作为流 动相的气体称为载气，常用的载气有N2,H2,He,Ar等。 •3

二、气相色谱仪 气相色谱仪主要由气路系统、进样系统、分离系统、检测 系统、记录系统和温控系统六个基本单元组成，其中，分 离系统和检测系统是仪器的核心。 进样系统： 汽化室：将液体试样瞬间汽化。要求汽化室死体积小、热 容量大、内表面无催化活性； 进样装置：微量注射器和六通进样阀

二、气相色谱仪 气相色谱仪主要由气路系统、进样系统、分离系统、检测 系统、记录系统和温控系统六个基本单元组成，其中，分 离系统和检测系统是仪器的核心。 进样系统： 汽化室：将液体试样瞬间汽化。要求汽化室死体积小、热 容量大、内表面无催化活性； 进样装置：微量注射器和六通进样阀。 4

二、气相色谱仪 分离系统： 分离系统主要指色谱柱，柱内装填或涂渍色谱固定相，混 合试样的分离在色谱柱内完成。常用色谱柱为：填充柱和 毛细管柱。 填充柱柱管一般用不锈钢、玻璃或聚四氟乙烯等材料制成 ,形状有U型、螺旋形，柱内均匀、密实的填充着固定相； 毛细管柱用石英或玻璃制成，柱内涂一层固定液。 5

二、气相色谱仪 分离系统： 分离系统主要指色谱柱，柱内装填或涂渍色谱固定相，混 合试样的分离在色谱柱内完成。常用色谱柱为：填充柱和 毛细管柱。 填充柱柱管一般用不锈钢、玻璃或聚四氟乙烯等材料制成 ，形状有U型、螺旋形，柱内均匀、密实的填充着固定相； 毛细管柱用石英或玻璃制成，柱内涂一层固定液。 5

检测系统 气相色谱有两种检测类型：浓度型和质量型 口浓度型检测器 相应信号与载气中组分的瞬间浓度呈 线性关系，峰面积与载气流速成反比。常用的浓度型检 测器有热导检测器和电子捕获检测器。 】质量型检测器 相应信号与单位时间内进入检测器组 分的质量成线性关系，与组分在载气中的浓度无关，因 此峰面积不受载气流速影响。常用的质量检测器有氢火 焰离子化检测器和火焰光度检测器。 6

检测系统  气相色谱有两种检测类型：浓度型和质量型  浓度型检测器 相应信号与载气中组分的瞬间浓度呈 线性关系，峰面积与载气流速成反比。常用的浓度型检 测器有热导检测器和电子捕获检测器。  质量型检测器 相应信号与单位时间内进入检测器组 分的质量成线性关系，与组分在载气中的浓度无关，因 此峰面积不受载气流速影响。常用的质量检测器有氢火 焰离子化检测器和火焰光度检测器。 6

检测系统 1、热导检测器 属于通用型检测器，对无机物有机物都能进行分析。 2、氢火焰离子检测器 只对碳氢化合物产生信号。 3、电子捕获检测器 只对具有电负性的物质如含卤素，S,P,0,N的物质有相应， 而且电负性越强、检测器的灵敏度越高。 4、火焰光度检测器 对硫、磷化合物具有高选择性、高灵敏度的检测器。 >

检测系统 1、热导检测器 属于通用型检测器，对无机物有机物都能进行分析。 2、氢火焰离子检测器 只对碳氢化合物产生信号。 3、电子捕获检测器 只对具有电负性的物质如含卤素，S,P,O,N的物质有相应， 而且电负性越强、检测器的灵敏度越高。 4、火焰光度检测器 对硫、磷化合物具有高选择性、高灵敏度的检测器。 7

三、气相色谱的固定相 固定相是色谱柱的核心部分，样品组分的分离在很大程度 上取决于固定相的选择。气相色谱固定相分为固体固定相 、液体固定相和聚合物固定相。 1、固体固定相 固体固定相一般采用固体吸附剂，主要用于分析永久性气 体及一些低沸点烃类物质。常用的固体吸附剂有：活性炭 、硅胶、氧化铝和分子筛等。 心

三、气相色谱的固定相 固定相是色谱柱的核心部分，样品组分的分离在很大程度 上取决于固定相的选择。气相色谱固定相分为固体固定相 、液体固定相和聚合物固定相。 1、固体固定相 固体固定相一般采用固体吸附剂，主要用于分析永久性气 体及一些低沸点烃类物质。常用的固体吸附剂有：活性炭 、硅胶、氧化铝和分子筛等。 8

三、气相色谱的固定相 2、液体固定相 液体固定相由载体和固定液（高沸点有机物)组成。 载体：负载一层均匀的固定液薄膜的多孔性的惰性固体颗 粒。常用硅藻土型载体。 固定液：按极性分为四类：非极性、中等极性、强极性和 氢键型固定液。 固定液的选择 一般根据“相似相溶”的原则。 9

三、气相色谱的固定相 2、液体固定相 液体固定相由载体和固定液（高沸点有机物）组成。 载体：负载一层均匀的固定液薄膜的多孔性的惰性固体颗 粒。常用硅藻土型载体。 固定液：按极性分为四类：非极性、中等极性、强极性和 氢键型固定液。 固定液的选择 一般根据“相似相溶”的原则。 9

四、操作条件的选择 为了在较短时间内获得较满意的色谱分析结果，除了选择 合适的固定相之外，还要选择最佳的操作条件，以提高柱 效能，增大分离度，满足分离分析的需要。 1、载气及其流速的选择 载气的选择从两方面考虑：①检测器的适应性，如热导检 测器常用H2,He作载气，电子捕获检测器常用N2作载气；② 当流速较小时，分子扩散项(B/u)是色谱峰扩张主要因素 ,应采用相对分子质量较大的载气N2、Ar;当流速较大时 ，传质阻力项(Cu)其主要作用，应采用相对分子质量较 大的载气H2、He。 10

四、操作条件的选择 为了在较短时间内获得较满意的色谱分析结果，除了选择 合适的固定相之外，还要选择最佳的操作条件，以提高柱 效能，增大分离度，满足分离分析的需要。 1、载气及其流速的选择 载气的选择从两方面考虑：①检测器的适应性，如热导检 测器常用H2,He作载气，电子捕获检测器常用N2作载气；② 当流速较小时，分子扩散项（B/u）是色谱峰扩张主要因素 ，应采用相对分子质量较大的载气N2 、Ar；当流速较大时 ，传质阻力项（Cu）其主要作用，应采用相对分子质量较 大的载气H2 、He。 10