如何建立气相色谱分析方法

如何建立气相色谱分析方法 在实际工作中，当我们拿到一个样品，我们该怎样定性和定量，建立一套完整的分析方法 是关键，下面介绍一些常规的步骤： 1、样品的来源和预处理方法 GC 能直接分析的样品通常是气体或液体，固体样品在分析前应当溶解在适当的溶 剂中，而且还要保证样品中不含 GC 不能分析的组分（如无机盐），可能会损坏色谱柱的 组分。这样，我们在接到一个未知样品时，就必须了解的来源，从而估计样品可能含有的 组分，以及样品的沸点范围。如果样品体系简单，试样组分可汽化则可直接分析。如果样 品中有不能用 GC 直接分析的组分，或样品浓度太低，就必须进行必要的预处理，如采用 吸附、解析、萃取、浓缩、稀释、提纯、衍生化等方法处理样品。 2、确定仪器配置 所谓仪器配置就是用于分析样品的方法采用什么进样装置、什么载气、什么色谱柱以及什 么检测器。 一般应首先确定检测器类型。碳氢化合物常选择 FID 检测器，含电负性基团（F、Cl 等） 较多且碳氢含量较少的物质易选择 ECD 检测器；对检测灵敏度要求不高，或含有非碳氢 化合物组分时，可选择 TCD 检测器；对于含硫、磷的样品可选择 FPD 检测器。 对于液体样品可选择隔膜垫进样方式，气体样品可采用六通阀或吸附热解析进样方法，一 般色谱仅配置隔膜垫进样方式，所以气体样品可采用吸附-溶剂解析- 隔膜垫进样的方式进 行分析。 根据待测组分性质选择适合的色谱柱，一般遵循相似相容规律。分离非极性物质时选择非 极性色谱柱，分离极性物质时选择极性色谱柱。色谱柱确定后，根据样本中待测组分的分 配系数的差值情况，确定色谱柱工作温度，简单体系采用等温方式，分配系数相差较大的 复杂体系采用程序升温方式进行分析。 常用的载气有氢气、氮气、氦气等。氢气、氦气的分子量较小常作为填充柱色谱的载气； 氮气的分子量较大，常作为毛细管气相色谱的载气；气相色谱质谱用氦气作为载气。 3、确定初始操作条件 当样品准备好，且仪器配置确定之后，就可开始进行尝试性分离。这时要确定初始分离条 件，主要包括进样量、进样口温度、检测器温度、色谱柱温度和载气流速。进样量要根据 样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。样品浓度不超过 10mg/mL 时填充柱的进 样量通常为 1-5uL，而对于毛细管柱，若分流比为 50：1 时，进样量一般不超过 2uL。进 样口温度主要由样品的沸点范围决定，还要考虑色谱柱的使用温度。原则上讲，进样口温 度高一些有利，一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点，但要低于易分解温度。 4、分离条件优化 分离条件优化目的就是要在最短的分析时间内达到符合要求的分离结果。在改变柱温和载 气流速也达不到基线分离的目的时，就应更换更长的色谱柱，甚至更换不同固定相的色谱 柱，因为在 GC 中，色谱柱是分离成败的关键。 5、定性鉴定 所谓定性鉴定就是确定色谱峰的归属。对于简单的样品，可通过标准物质对照来定性。就 是在相同的色谱条件下，分别注射标准样品和实际样品，根据保留值即可确定色谱图上哪 个峰是要分析的组分。定性时必须注意，在同一色谱柱上，不同化合物可能有相同的保留 值，所以，对未知样品的定性仅仅用一个保留数据是不够的，双柱或多柱保留指数定性是 GC 中较为可靠的方法，因为不同的化合物在不同的色谱柱上具有相同保留值的几率要小 得多。条件允许时可采用气相色谱质谱联机定性。 6、定量分析 要确定用什么定量方法来测定待测组分的含量。常用的色谱定量方法不外乎峰面积（峰高） 百分比法、归一化法、内标法、外标法和标准加入法（又叫叠加法）。峰面积（峰高）百 分比法最简单，但最不准确。只有样品由同系物组成、或者只是为了粗略地定量时该法才 是可选择的。相比而言，内标法的定量精度最高，因为它是用相对于标准物（叫内标物） 的响应值来定量的，而内标物要分别加到标准样品和未知样品中，这样就可抵消由于操作 条件（包括进样量）的波动带来的误差。至于标准加入法，是在未知样品中定量加入待测 物的标准品，然后根据峰面积（或峰高）的增加量来进行定量计算。其样品制备过程与内 标法类似但计算原理则完全是来自外标法。标准加入法定量精度应该介于内标法和外标法 之间。 7、方法的验证 所谓的方法验证，就是要证明所开发方法的实用性和可靠性。实用性一般指所用仪器配置 是否全部可作为商品购得，样品处理方法是否简单易操作，分析时间是否合理，分析成本 是否可被同行接受等。可靠性则包括定量的线性范围、检测限、方法回收率、重复性、重 现性和准确度等。 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，将它用于分析化学并配合适当的检 测手段，就成为色谱分析法。 色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸钙，将 含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。此时，玻璃管的上端立即出现几种 颜色的混合谱带。然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移动，并逐 渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并可分别进行鉴 定。色谱法也由此而得名。 现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方法也早已得到了极大的发展，但其分离的原 理仍然是一样的。我们仍然叫它色谱分析。 一、色谱分离基本原理： 由以上方法可知，在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，我们把它叫做固定相；另一 相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。 色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力 的不同来进行分离的。 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不 相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相 发生相互作用。 由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不 同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相 保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流出。与适当的柱后检测方法结合，实 现混合物中各组分的分离与检测。 二、色谱分类方法： 色谱分析法有很多种类，从不同的角度出发可以有不同的分类方法。 从两相的状态分类： 色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可分为气相色谱法（GC）和液相色谱 法（LC）。固定相既可以是固体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱法和 液相色谱法分为气-液色谱、气 -固色谱、液-固色谱、液- 液色谱。 GC7890F 气相色谱仪 操作规程，填充柱恒温操作 1.打开载气高压阀，调节减压阀至所需压力（载气输入到 GC7890 系列气相色谱仪的压力 必须在 0.343MPa0.392MPa，如果使用氢气为载气时，输入到气相色谱仪的载气入口压 力应为 0.343MPa）。打开净化器上的载气开关阀，用检漏液检漏，保证气密性良好。调 节载气稳流阀载气使流量达到适当值（查 N2 或 H2 流量输出曲线 7890II 用刻度流量表） ，通载气 10min 以上。 2.打开电源开关，根据分析需要设置柱温、进样温度和 FID 检测器的温度（FID 检测器的 温度应100 ）。 3.打开空气、氢气高压阀，调节减压阀至所需压力(空气输入到 GC7890 系列气 相色谱仪的压力必须在 0.294MPa0.392MPa ，氢气输入到 GC7890 系列气相 色谱仪的压力必须在 0.196MPa0.392MPa)。打开净化器的空气、氢气开关阀， 分别调节空气和氢气针形阀使流量达到适当值（查空气和 H2 流量输出曲线针 形阀刻度流量表）。 4.按基流键，观察此时的基流值。 5.按量程键，设置 FID 检测器微电流放大器的量程。按衰减键，设置输出信号的衰减值。 6. 打开 T2000P 色谱工作站 点击电脑桌面上 图标打开 T2000P 色谱工作站，进入通道 1，点击【样品项】，选择【添 加】，进入样品项设置界面，点击【新建】按钮，进入【新建一个样品项】的窗口，根据 提示完成样品信息和使用方法的设置，并点击【完成】按钮确认，即可完成样品项设置， 回到“样品项设置通道 1”界面，点击【加入】，然后点击【关闭】，此时界面回到通 道 1。选择刚刚加入的样品项，让其反蓝显示，点击 图标（即数据采集开始图标），色谱 工作站开始走基线。 7.待 FID 检测器的温度升高到 100以上，按 点火键，点燃 FID 检测器的火焰。 8.点火后再观察基流值，如果此时基流显示值大于原来的显示值, 说明 FID 的火焰已点燃 （色谱工作站上基线急剧上升后将回到高于点火前基线的位置）。 9.进样分析 点火后让基线走一段时间，平稳后点击色谱工作站上图标（即数据采集结束图标），停 止走基线，色谱工作站处于等待状态，用微量进样器进样，同时按下信号遥感器，色谱工 作站开始数据采集。待峰出完后，点击图标，停止数据采集。 在停止采集后，可以在通道 1 界面“ 已完成进样”这里找到刚刚采集的谱图名，让其反蓝显 示，然后点击 按钮，进入“再处理 ”界面；点击 按钮，进入 “报告预览”界