AgilentGCA气相色谱仪标准操作培训资料学习教案课件

会计学1AgilentGCA气相色谱仪标准操作培训资料会计学1AgilentGCA气相色谱仪标准操作培训资料2第一部分气相色谱简介第1页/共57页2第一部分气相色谱简介第1页/共57页3色谱柱流量控制器稳压器空气氢气载气分子筛脱水管固定进样口检测器电子部件PC限流器一、典型的气相色谱气相色谱仪的主要组成部分：气体、进样口、色谱柱、检测器、数据系统。第2页/共57页3色谱柱流量稳压器空气氢气载气分子筛脱水管固定进样口检测器电4减压阀和流量控制器推荐管线压力空气压力：0.5MPa氢气压力：0.4MPa压力单位换算1kpa=0.145psi=0.01bar第3页/共57页4减压阀和流量控制器第3页/共57页5二、气体的使用和管路的配置这些气体必须：根据所使用的检测器类型而选择惰性干燥纯净载气纯度要求：99.999%以上检测器\载气H2HeN2ArTCDECDAr+5%CH4FID*NPD*FPD*注：表示推荐，*表示不推荐。√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√第4页/共57页5二、气体的使用和管路的配置这些气体必须：根据所使用的检测器6三、净化器氧气捕集器微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。氧气也会降低ECD检测器的功能。氧气捕集器应连接在分子筛干燥器和仪器安装设备的进样口之间。烃类捕集器（活性炭）捕集小分子烃类物质水分捕集器（硅胶、分子筛）第5页/共57页6三、净化器氧气捕集器烃类捕集器（活性炭）水分捕集器（硅胶、7须使用GC专用铜管或不锈钢管。塑料管会渗透O2和其它污染物。还可能会释放其它可被检测到的干扰物。管子使用前确保洁净，否则先用甲醇冲洗，载气吹干。根据工厂的推荐，每用完3瓶气，应更换捕集器，以防止发生气体的污染。每隔一定时间，应对所有外加接头进检漏（大约每隔4-6个月。四、管路和净化器注意事项第6页/共57页7须使用GC专用铜管或不锈钢管。四、管路和净化器注意事项第8第7页/共57页8第7页/共57页9第8页/共57页9第8页/共57页10第9页/共57页10第9页/共57页11第二部分进样口第10页/共57页11第二部分进样口第10页/共57页12第11页/共57页12第11页/共57页13

隔垫吹扫的作用

带走隔垫分解的污染物及消除二次进样现象

问：什么叫二次进样现象？进样针进样后出针时残留在针外壁的样品所形成的第二次进样。第12页/共57页13隔垫吹扫的作用

14第13页/共57页14第13页/共57页15不分流过程中的溶剂效应ASSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSAAAAAAAAAAAAAAA=被分析物S=溶剂Solvent沸点BP推荐温度Temp二氯甲烷Dichloromethane4010-30氯仿Chloroform6125-50二硫化碳CarbonDisulfide4610-35乙醚DiethylEther3510-25戊烷Pentane3610-25正己烷Hexane6940-60异辛烷Iso-Octane9970-90不分流进样时，峰行很容易受影响：一方面样品蒸汽的体积比较大，会使样品峰变宽。另一方面样品蒸汽以很慢的流速经过进样口也会导致样品峰因扩散而变宽。对于液体样品，通过设置合适的柱温参数以利用溶剂效应可以有效的改善因以上原因造成的峰展宽。当采用不分流模式时，推荐柱箱采用程序升温，初始温度要低于溶剂沸点20℃.第14页/共57页15不分流过程中的溶剂效应ASSSSSSSSSSSSSSSS16第15页/共57页16第15页/共57页17节省载气节省载气功能会在样品进入色谱柱后，减少分流出口的载气流量以节约载气。柱前压和柱流速仍保持不变，只有分流出口的流量减少（最小可设为15ml/min）

。可用于分流和不分流方式。节省载气启动的时间应选在样品进入色谱柱后（推荐设在2.5min左右）。分流出口流量(mL/min)200-175-150-100-75-50-25--2-1012345678910预运行时间节省载气流量进样节省载气启动时间设在2.5分钟。运行结束节省载气流量正常流量第16页/共57页17节省载气节省载气功能会在样品进入色谱柱后，减少分流出口的18第17页/共57页18第17页/共57页19衬管的作用1.保护色谱柱：不挥发组分滞留在衬管内。但当污染物积攒到一定量时，会吸附样品造成峰拖尾/分裂或出现鬼峰2.衬管内少量经硅烷化处理的石英玻璃棉可防止注射器针尖的歧视（即针尖内的溶剂和易挥发组分首先汽化）；3.加速样品汽化；避免固体物质进入并堵塞色谱柱4.衬管下端有一个小凸起，便于分流，提高重复性。第18页/共57页19衬管的作用第18页/共57页20分流/不分流进样口的日常维护第19页/共57页20分流/不分流进样口的日常维护第19页/共57页21第20页/共57页21第20页/共57页22第21页/共57页22第21页/共57页23衬管的清洗和玻璃棉的使用衬管的清洗分类：分为未去活性的和工厂去活性的衬管工厂去活性的衬管的清洗步骤：移去玻璃棉在溶剂中超声处理（甲醇、丙酮等）清洗并干燥精心处理避免划伤衬管的内表面玻璃棉的使用去活的玻璃棉填在靠近衬管的中间位置，以提供更多表面积，使样品迅速气化，减少热量不均匀现象。另外玻璃棉可以捕集隔垫碎片和不挥发组分，防止污染色谱柱。第22页/共57页23衬管的清洗和玻璃棉的使用衬管的清洗第22页/共57页24分流平板污染会导致重现性差及出现鬼峰，需定期检查，必要时进行清洗或更换第23页/共57页24分流平板污染会导致重现性差及出现鬼峰，需定期检查，必要时25第24页/共57页25第24页/共57页26第25页/共57页26第25页/共57页27第三部分色谱柱第26页/共57页27第三部分色谱柱第26页/共57页28色谱柱的类型填充柱仅用于特定的应用，如永久气体分析开管毛细管柱一般为熔融石英制成，内径是0.05-0.75mm,柱长可达150米第27页/共57页28色谱柱的类型填充柱第27页/共57页29(占应用的90%)“相似相溶"或同极性相互作用通过样品在固定相中的分配或不同溶解度实现分离组分基于不同的极性而分离(偶极力的作用)通常例如： 醇类是极性化合物 聚乙二醇(Carbowax)是极性固定相气液色谱(GLC)第28页/共57页29(占应用的90%)“相似相溶"或同极性相互作用通过样品在30柱效: 色谱柱形成尖锐峰的能力分离度: 色谱柱将两个峰彼此分开的能力选择性: 色谱柱确认两个峰化学与/或物理性质差别的能力优差优差柱分离指标第29页/共57页30柱效: 色谱柱形成尖锐峰的能力优差优差柱分离指标第2931分析物时间进样不保留组分tmtR'tR我们希望知道组分保留在固定相中的真实时间。将n与柱长相比：或每米塔板数(N)=nL每块理论塔板高度(HETP)=nL因此，柱效越高，“N”值越大，“HETP”值越小n=5.545tR'Wh2tR-tm=tR'tR'tR'计算柱效Rt'=调整保留时间n=有效理论塔板数Wh=半峰宽第30页/共57页31分析物时间进样不保留组分tmtR'tR我们希望知道组分保32柱长(cm)不保留组分的保留时间(sec)线速度=估算不保留组分的保留时间如果溶剂是流出的第一个组分，就使用它的保留时间。也可从打火机中取5cc丁烷气，使用丁烷峰的保留时间。GC/MS用空气的保留时间使用如下公式来估算柱长：Length=

dk其中d=柱卷成的圈的直径

k=柱圈圈数

=3.14使用下面的公式，可利用线速度计算流量

流量(ml/min)=r2

m60其中r=柱半径cmm=平均线速度cm/sec60=从sec到min的转换因子测量线速度和流量第31页/共57页32柱长(cm)不保留组分的保留时间(sec)线速33HETPC传质阻力项A涡流项分子扩散项m(optm)}}B{HETP=A++CmBm柱效受载气线速度和流量影响。曲线的最低点代表最小板高HETP(或最大每米理论塔板数)也就是最好的柱效。毛细管柱中不存在“A”项。柱效与载气线速度HETP与线速度形成的曲线叫做范德姆特曲线。曲线最低点的线速度值即为可获得最好柱效的最佳线速度值。第32页/共57页33HETPC传质阻力项A涡流项分子扩散项m34使用内径更小的柱子。GC/MS要用o.25mm以下的柱子。减小固定相百分组成或固定相液膜厚度。减小进样量。选用更长的柱子。使用程序升温改善后流出组分峰形。@ 好的进样技术可以保障高柱效。进样应该紧凑快速， 以免峰展宽。如何提高柱效第33页/共57页34使用内径更小的柱子。GC/MS要用o.25mm以下的柱子35时间(Min.)4564.55.51.0E52.0E53.0E54.0E55.0E56.0E5响应值RT=4.41RT=4.59RT=5.10分离度是柱将两个相邻峰分开能力的反映。通过两个欲分离相邻峰的分开程度来测算分离度。一般我们选择两个最难分开的峰，如果它们被成功分开，那么其它的也就解决了。1.18(RT-RT)21(W+W)12R=R=1.5认为可以实现基线分离

W1=化合物1的半峰宽

W2=化合物2的半峰宽分离度第34页/共57页35时间(Min.)4564.55.51.0E52.0E361.欲分离样品2.柱内径3.固定相4.柱长5.膜厚或填充剂%量A. 柱容量B. 保留能力C. 惰性D. 柱效E. 流失柱选择方面的考虑第35页/共57页361.欲分离样品柱选择方面的考虑第35页/共57页37先试手边的柱子向同事咨询查询已发表的相似应用如果难以确定，先用一个非极性柱，如HP1或HP5这只是一些好的开端，而操作者必须自行优化条件。柱选择第36页/共57页37先试手边的柱子柱选择第36页/共57页38恒温程序升温在整个分析过程中，色谱炉温保持恒定。用初始时间设定运行结束时间。升温速率设为“0”。后流出的峰展宽。

当组分有较宽的沸点范围(>100°C)时使用。减少分析时间并使峰变窄。增加柱流失，引起基线漂移。可设多阶程序升温。柱温操作第37页/共57页38恒温程序升温在整个分析过程中，色谱炉温保持恒定。柱温39Agilent7890气相色谱仪日常维护与故障诊断色谱柱的维护与保存安全保存中有两大要点：1.保存柱子切勿划伤。划伤后的柱子可能由于高温加热而足以使之从划痕处断裂。2.堵上柱子两端以保护柱子中的固定液不被氧气和其它污染物所污染。当使用毛细管柱时，记住这是一种玻璃材质，一定注意保护眼睛。第38页/共57页39Agilent7890气相色谱仪日常维护与故障诊断第40色谱柱的维护正确老化色谱柱色谱柱需要老化的情况：新柱，柱效下降，长期使用；老化温度选择：足够高以除去不挥发物，足够低以延长柱寿命和减少柱流失，老化温度越低时间应越长，确认柱最高使用温度。按实际工作时的柱温程序重复升温，以使柱更好老化色谱柱老化过程：卸下柱子，通载气，柱温设为比平常使用最高温度高约10℃，保证低于柱子最高使用温度，老化过夜。第39页/共57页40色谱柱的维护第39页/共57页41第40页/共57页41第40页/共57页42第四部分检测器第41页/共57页42第四部分检测器第41页/共57页43检测器类别热导检测器(TCD）氢火焰离子化检测器（FID)电子捕获检测器（ECD)氮磷检测器（NPD)火焰光度检测器（FPD)质谱检测器（MSD)硫化学发光检测器（SCD)氮化学发光检测器（NCD)电导检测器（ELCD,HALL)光离子化检测器（PID)红外检测器（IRD)原子发射检测器（AED)第42页/共57页43检测器类别热导检测器(TCD）第42页/共57页44pptrillionppbppmppthousandpercentTCDFIDECDAEDPIDNPD(N)NPD(P)MSD(SIM)(SCAN)FPD(S)IRDELCDELCD(SorN)(X)10-15fg10-12pg10-9ng10-6mg10-3mgGC检测器灵敏度范围的比较第43页/共57页44pptrillionppbppmppthousandpe45氢火焰离子化检测器（FID)是一种破坏性，质量型检测器。氢火焰中燃烧产生大量碳正离子，被收集后形成检测器信号。是有机化合物检测常用的检测器。第44页/共57页45氢火焰离子化检测器（FID)是一种破坏性，质量型检测器。46FID操作——参数的设置推荐流量推荐的检测器温度250℃如果检测器温度＜150℃，火焰将无法点燃检测器温度应高于炉温50℃气体类型推荐的流量范围典型流量氢气24-60ml/min30ml/min空气200-600ml/min300ml/min柱流量与尾吹气加和10-60ml/min25ml/min第45页/共57页46FID操作——参数的设置推荐流量气体类型推荐的流量范围典47FID点火故障气体问题空气氢气比例不合适氢气纯度不够尾吹气或载气流量过大硬件问题点火线圈故障喷嘴或线圈堵塞检测器积水安装错误设置问题点火补偿值设置不正确温度设置不正确使用大量的芳烃做溶剂引起火焰熄灭第46页/共57页47FID点火故障气体问题第46页/共57页48FID的维护FID收集极的清洗将两个绝缘片和收集极置于水溶性洗涤剂中，超声5min用尼龙刷子清洗每一部分再超声清洗5min用镊子将部件从水槽中取出，先用热的自来水冲洗，然后用少量色谱纯的甲醇冲洗。把部件放在纸巾上晾干，第47页/共57页48FID的维护FID收集极的清洗第47页/共57页49FID的维护FID喷嘴的清洗将清洗丝从喷嘴顶部插入并穿过喷嘴。插入抽出几次直到可以平滑抽拉。小心不对喷嘴造成划痕。(不要强迫用太粗的丝通过喷嘴开口，否则会损坏喷嘴。如果喷嘴被损坏，就可能造成灵敏度下降、峰形变差、和/或点火困难。)在超声清洗池内充入水性洗涤剂，将喷嘴置于其中。超声5分钟。使用喷嘴转刀清洗喷嘴内部。再次超声5分钟。

注意:超声之后直到重新安装好喷嘴，只能用镊子接触喷嘴!

从超声池中取出喷嘴并彻底沥洗之，先用热的自来水，然后用少量的色谱纯甲醇。用压缩空气或氮气吹干喷嘴，然后将喷嘴置于纸巾上，待其风干。第48页/共57页49FID的维护FID喷嘴的清洗第48页/共57页50电子捕获检测器（ECD)电子捕获检测器是利用电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测。是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。广泛应用于有机氯和有机磷农药残留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析测定。它可用氮气或氩气作载气，最常用的是高纯氮。第49页/共57页50电子捕获检测器（ECD)第49页/共57页51电子捕获检测器（ECD)电子捕获检测器是利用电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测。是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。广泛应用于有机氯和有机磷农药残留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析测定。它可用氮气或氩气作载气，最常用的是高纯氮。第50页/共57页51电子捕获检测器（ECD)第50页/共57页52ECD检测器第51页/共57页52ECD检测器第51页/共57页53ECD的操作检测器参数推荐范围毛细管柱尾吹气流量10-150ml/min(常用的范围是30-60ml/min）检测器温度250℃-400℃（至少比柱温高25℃）第52页/共57页53ECD的操作检测器参数推荐范围毛细管柱尾吹气流量10-154ECD操作注意事项选择高纯度气体做载气（纯度大于99.999%