海南大学
课程论文
题目：顶空气相色谱在药物研究的应用学号：20090412310018
姓名：潘成凯
年级：09级
学院：材料与化工学院
系别：生物工程系
专业：生物工程
指导教师：赵富春老师
完成日期：2012 年12 月26 日
顶空气相色谱在药物研究的应用
09生工潘成凯20090412310018
摘要:
关键字：
顶空气相色谱分析法是对液体或固体试样中的挥发性成分进行分析的最有效方法，是色谱分析的一种特殊形式，这一方法从气相色谱仪角度讲．是一种进样系统，即“顶空进样系统”。顶空进样就是样品在一密闭的恒温系统中，挥发组分气液（气固）两相达到平衡时，从上部空间取样，然后用气相色谱分析法进行测定。根据取样和进样方式的不同，顶空分析有静态分析和动态分析[1]。静态顶空是指将样品密封在顶空瓶子中，在一定的温度下加热，使得气液（固）之间达到气液平衡，然后取气相部分进入GC检测。根据一次的检测结果进而确定待检测样品中挥发性成分的含量。如果进行多次取样，直至样品中挥发性组分完全萃取出来，这就是动态顶空GC。静态顶空气相色谱简单便宜，而动态顶空气相色谱价格昂贵，不易操作【2】。
一、顶空气相色谱简介
1.1原理
顶空气相色谱利用液(固)体中的挥发性组分i在密闭恒温系统中达平衡后，气相和液(固)相中挥发性组分比值恒定的原理，对平衡后液(固)体上部的蒸气进行气相色谱分析。顶空瓶中试样上面的蒸汽压相当低时，峰面积Ai的大小与试样上面的气相中挥发性组分i的蒸汽压pi
成正比，在真实体系中，当系统达到平衡时，Ai=fi*pi=ki*xi（fi为校正因子，pi为i的饱和蒸汽压，xi为组分i的摩尔分数），通过顶空分析，可确定试样中待测组分的含量【3】。
静态顶空气相色谱是将适量样品密封在留有充分空间的容器中，在一定温度下放置一段时间使气液（或气固）两相达到平衡，取容器上方的气体进行G C 分析。按达到气液（或气固）平衡的次数可分为一次顶空进样法和多次顶空进样法。按仪器模式可分为顶空气体直接进样模式、平衡加压采样模式和加压定容采样进样模式【4】。动态顶空气相色谱是在未达到气液平衡状况下进行多次取样，直至样品的挥发性组分完全萃取出来为止，因此又称气相连续萃取。常用的方法是向样品中不断通入惰性气体（气体萃取剂），挥发性成分即随萃取气体从样品溢出，然后由吸附装置（捕集器）收集，解吸后进入G C 仪分析，这种动态顶空GC 通常称为吹扫- 捕集顶空气相。动态顶空分析根据捕集模式可以分为吸附剂捕集模式和冷阱捕集模式[5]。
1.2仪器构造及部件
顶空气相色谱仪具有一般色谱仪的结构，在进样系统有自己独特的一面，其由载气系统、进样系统、分离柱、检测系统和温度控制系统5部分组成，载气系统主要作用是使样品能顺利进入分离柱，进样系统主要是负责将样品汽化，分离柱是色谱的核心部件，决定了色谱的分离性能，检测系统用于对样品进行检测并转化为信息进行放大，温度控制系统则对汽化室、分离室、检测室进行温度的控制。顶空气相色
谱的进样系统需要一个恒温浴的过程，使样品汽化充满取样品，普通
的气相色谱是用进样针进样，进样体积在ul级别，样品为液体；顶空进样进样体积在ml级别，进入气相色谱的为气体。【6】
1.3检测方法、条件及其发展特点
顶空气相色谱顶空分析源于分析固体或液体顶部蒸气相中的有机挥发性物质，其出现早于气相色谱法。1939年Harger等对水相中醇含量的测定为该方法的雏形。到1958年，顶空气相色谱作为一种独立的样品处理技术和气相色谱联用进行挥发物和半挥发物的分析方法出现报道【7】。早期恒温浴的温度在120℃到150℃，现在已经升到190℃甚至更高，扩大了顶空进样器的应用范围。现在适合顶空气相色谱法的检测器有火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD)、氮磷检测器、火焰光度检测器、电子捕获检测器、质谱检测器等。
二、顶空气相色谱在药物研究的应用
1、顶空气相色谱在中药物质分析中的应用
翁雪香等【8】利用顶空固相微萃取技术富集筒篙挥发性化合物，用手动的固相微萃取装置顶空萃取30 min, 萃取温度为60℃。提取物在GC 进样口( 270℃) 脱附2 min, 载气为氦气，检测器温度280℃，然后进行GC- MS 检测分析。经气-质联用仪分析，共分离鉴定出25种化合物，大约占总峰面积99. 8%，主要的化合物有蒎烯38.6%、罗勒烯19.3%、2-己烯醛9.0%，1，6，10-十五碳三烯6.4%、乙酸冰片酯4.30%、大根香叶烯2.7%和金合欢烯1.1%和2-乙基-4丁醇8%等。用气相顶空技术得到的结果，与溶剂提取法得到的结果相比，是一种测
定茼蒿易挥发性成分简单、迅速、有效的方法。
薛健等【9】采用顶空吹扫法进行采样，在气相色谱220℃时进样，进样量为2.0微升，分流比1：50，检测室温度200℃的条件下进行测定，结果检测出的100多个成分中有30多种化合物相同，而相差2倍以上的有15种化合物，相差5倍以上的有4种化合物，而其余成分不同，为顶空色谱在道地与非道地药材的区别上提供了一定的理论指导。
魏宁漪【10】等利用顶空进样和固相微萃取进样，将40mg对照样品置于20ml顶空样品瓶中，加热温度为120℃，时间0.5小时，顶空时进样2ml，在270℃时进行进样，载气为氦气，流速1ml/min，进行气相色谱检测，结果显示，可以检测出其中的樟脑、龙脑、己酸、苯酚、辛酸等掺假成分。
徐娟华【11】采用顶空气相谱法测定鸡肝散中7种挥发油成分含量。以乙酸乙酯为溶剂, 顶空条件为平衡温度90℃，时间为30min，气体1ml自动进样，气相采用程序升温法: 初始温度60℃, 以30℃/min 升至90℃,再以5℃/min升至180℃; 进样口温度200℃, 检测器温度240℃。7种成分能较好分离, a- 蒎烯、B- 蒎烯、L, 8- 桉叶醚、樟脑、芳樟醇、乙酸龙脑酯和龙脑平均回收率分别为96. 6%、97.0%、97. 8%、99.9%、96.5%、97.4%、97.1%.由此可知，顶空气相色谱能够很好的对中药材中的挥发油进行检测。
于生等[22]于150℃对药材粉末加热60m in 后取顶空气体0.5ml, 进样口200℃，FID220℃检测。通过对10批猫爪草药材色谱图的统计分
析, 标定了12个共有峰。认为此方法简便, 稳定性、重现性好, 具有可操作性。
陈建伟[ 23] 在顶空温度95℃，平衡10 min 后进入色谱，进样口温度为180℃，FID在280℃进行检测，分析结果发现3种中药的顶空气相色谱特征指纹图各异, 贮藏4年的牡丹皮仅含微量的丹皮酚。顶空气相色谱法在鉴定芳香类中药的品质及其质量监控方面, 具有简便、快速、准确及专属性强的优点。
2、顶空气相色谱在药物溶剂残留分析中的应用
梁祈【12】等采用顶空气相色谱法测定了头抱氨节中有机残留溶剂甲醇的含量，用0.5 m ol/L氢氧化钠溶液为溶剂制备供试品溶液,顶空热平衡温度: 80 ℃, 采样针温度: 105 ℃, 传输管温度: 110 ℃, 热平衡时间: 30 min, 压力平衡时间: 0. 3 min, 进样时间: 0. 03 min。在120℃时进样，采用FID检测器，温度为280℃。结果显示，测定结果准确、可靠，可作为头抱氨节中甲醇残留的检测方法。
黄勇【13】等用顶空气相色谱法同时测定赤芍提取物中2种残留有机
溶剂，顶空平衡温度为70℃，平衡时间40 m in。色谱柱温60℃，载气为氦气，进样口温度为220℃，进样体积0.5ml，得出提取物中乙醇、正丁醇残留测定结果,含乙醇不得过1 000 μg /g, 正丁醇不得过20μg /g, 远低于ICH 规定0.5% ( 5 000ug /g)的限度要求。顶空进样避免了难挥发物质对色谱柱的污染以及一些不必要的干扰, 又增加了挥发性被分析物的灵敏度, 非常适合于挥发性有机溶剂残留分析。
魏晶晶等【14】利用顶空进样，结合毛细管色谱柱，对常用的在生产药物机制被过程中常用到的27种有机挥发性化合物进行测定，顶空条件为80℃恒温震荡30min，以1：1的分流比进样，进样口温度为220℃，检测器温度300℃，结果显示分离度绝大多数均大于1.5，峰面积与浓度呈良好的线性关系，精密度良好。
何伟[15] 采用顶空气相色谱法测定银杏叶提取物中有机溶剂乙醇的残留量。采用CP- 624色谱柱,载气为氮气, 柱温采取程序升温的方法; FID 检测器温度250℃; 进样口温度180℃。结果显示乙醇在20. 6 ~412.0μg /mL范围内呈良好的线性关系, r= 0. 9996平均回收率为99.85%, RSD 为1.62%, 最低检测限为13ng。认为该方法简单、灵敏、准确, 可用于银杏叶提取物中乙醇残留量的测定。
刘敬兰等[16]利用顶空气相色谱法测定了维生素B12 中丙酮溶剂的残留量,其色谱条件为10 % 二硝基对苯二甲酸封端的聚乙二醇20 M (FFAP 2 m x 3 m m ) 不锈钢柱, 柱温80 ℃, 气化室及检测器温度为150 ℃; 载气流量5 0 m L/min。通过试验发现其最佳平衡时间为60 m in , 最佳平衡温度为60 ℃, 在0~300 ug 的范围内峰面积和丙酮
含量间呈现良好的线性关系。
潘雪萍【17】采用顶空气相色谱法测定盐酸托泊替康中的残留有机溶剂。通过实验发现，顶空的最佳条件为温度80℃，最佳平衡时间为30min，气相的进样口温度为250℃，流速５．５ｍＬ／ｍｉｎ，分流比为１∶１，柱温箱温度５５℃，检测器温度２５０℃。测定３批样品，均未检出乙腈、乙酸乙酯和二氧六环，检出了甲醇和丙酮，各残留量符合要求。方法学验证结果表明，该方法简单、快捷、灵敏，可有效用于该药有机溶剂残留量的控制。
张宏等[ 26] 测定水飞蓟提取物中的正己烷和醋酸乙酯的残留量。试验采用FFAT ( 2- 硝基对苯二甲酸封端的聚乙二醇20M 柱)石英毛细管柱, 程序升温方式, 顶空条件为平衡温度为130 e , 平衡时间30 m in,测定结果表明水飞蓟提取物中两种溶剂残留量均符合要求。
王腾等[ 30] 采用HP- 5色谱柱, 柱温80 ℃, 顶空瓶加热温度80 ℃, 平衡15 m in, 以正丁醇为内标测定注射用银杏叶( 冻干)中甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯残留量。该方法线性良好, 精密度、重现性RSD 均小于5%, 平均回收率在93. 06% ~ 113. 78%, 四种溶剂残留量均符合要求。
3、顶空气相色谱法在中药外源性杂质引入的检测
廖远熹等[ 18] 采用静态顶空气相色谱- 质谱联用技术鉴别市售柴胡是否经硫黄熏制。将2g样品置于10ml顶空瓶，试验采用HP- 5MS毛细管色谱柱, 程序升温方式, 进样口温度为200℃，以50比1的分流比进样，以氦气为载气, 顶空温度120 ℃, 预热30m in。结果表明: 与
未经硫黄熏制的阴性样品比较, 9种市售柴胡中有7种经过了不同程度的熏制, 该方法可广泛应用于中药材硫黄的检出。
4、顶空气相色谱法测定使用大孔吸附树脂后的残留物
袁海龙【19】等采用顶空进样方式, 氢火焰( FID)检测器, 利用程序升温方式, 以氦气为载气, 顶空温度为60 ℃, 加热时间为30 m in,气相色谱进样口温度为200℃，检测器温度240℃，用以测定经D101大孔吸附树脂分离的茵陈蒿有效部位中可能含有的正己烷、苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、二苯乙烯等残留物及裂解产物。结果表明该中药有效部位中未检测出以上7种残留物.采用顶空进样, 取得了很好的效果。
邓海星【20】等采用顶空毛细管气相色谱法测定胡黄连提取物中大孔树脂残留物，在80℃下平衡40 m in, 采用顶空进样方式，检测器为氢火焰离子化检测器,温度270℃; 进样器250℃, 以5比1的分流比进样。结果显示7种残留物的峰面积与浓度的线性关系良好。
姚干等[21] 用顶空温度85 ℃, 以二甲亚砜为溶剂, 对采用HPD450大孔吸附树脂分离纯化所得的栀子提取物中可能含有的正己烷、苯、正庚烷、甲苯等残留物进行测定; 再用顶空温度85 e , 以1% 甲醇为溶剂, 测定栀子提取物中可能含有的二甲苯、苯乙烯、1, 4- 二乙基苯和1, 2- 二乙基苯等残留物。结果表明, 三批栀子提取物均未检出上述8种残留物, 最低检测限在50ng /m l以下。
许勇【24】等采用顶空进样毛细管气相色谱法测定灯盏花素提取物中
大孔树脂有机溶剂残留物，在顶空温度90℃下平衡30min，进样口240℃，300℃FID检测，结果显示，待测物正己烷、苯、甲苯、对
二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、1，2-二乙基苯、二乙烯苯与内标物正丁醇获得了较好的分离。8 种有机残留物，结果均未检出。
李丽敏【25】等用顶空温度95℃平衡30min，气相进样口温度240℃，柱温60℃，检测器温度为300℃对三七叶苷中大孔树脂有机溶剂残留物进行检测，结果显示，没有残留物剩余。此法简单高效，可作为测定方法。
王焱[27]在平衡温度85℃下加热55min，进样口温度180℃，FID 检测器180℃，柱温40℃，载气为氮气对加参片中大孔树脂有机残留溶剂。结果表明各残留溶剂均未检出，符合限度要求。该方法适用于中药复方制剂加参片中大孔树脂残留溶剂的控制。
另外, 邹亮等[ 28] 测定了苦荞麦总黄酮提取物中可能由AB - 8大孔树脂中残留的正己烷、苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、乙苯和苯乙烯。杨玲等[ 29 ] 测定黄芩提取物中可能含有的D-101大孔吸附树脂带来的正己烷、苯、甲苯、二甲苯、二乙苯、苯乙烯、二乙烯苯等残留物。
三、前景
顶空气相色谱法是一种对药物成分检测的快速而简便的分析方法,该方法具有较高的灵敏度和分析速度, 对分析人员和环境危害小, 操作简便, 是一种符合绿色分析化学要求的分析手段。为了保证药品的安全性, 中药材提取物中有机溶剂残留量的测定就成为研究者关注
的问题, 也是药品质量的检测的重点关注的问题, 对这些溶剂的测定在《中国药典》2 005 版附录作原则性规定。随着分析仪器的发展和分析技术的提高, 顶空气相色谱在药物分析中的应用将会越来越广泛。
参考文献：
【1】[1]Kolb B,Ettre L S.Static headspace-gas chromatography:theory and practice[M].New Jersey:John Wiley&Sons,2006
【2】张军车海先，浅议顶空气相色谱【J】，食品安全导刊，2012（5）：48
【3】刘志广，张华，李亚明.仪器分析【M】，大连：大连理工大学出版社，2007.101
[4] 王昊阳，郭寅龙，张正行，等. 顶空- 气相色谱法进展[J].分析测
试技术与仪器，2003，9（3）：129-135
【5】Kolb, Bruno. Headspace sampling with capillary columns [ J ] . J. Chromat ogr. , A, 1999, 842 ( 1 + 2)B163- 205
【6】中国药典2005年版二部【M】，北京：化学工业出版社，2005:附录30-31
【7】BormL，PirotteP，BergerA GasChromatography(Amsterdam Symposium)in:DestyDH(Eiditor).Butterwroth，London:1958.310
安徽建筑大学 现代水分析技术论文 专业：xx级市政工程 学生姓名：xxx 学号：xxx 课题：气相色谱法基本原理及其应用指导教师:xxx xx年xx月xx日
气相色谱法基本原理及其应用 xx （安徽建筑工业学院环境与能源工程学院，合肥，230601） 摘要：气相色谱法是分离混合物中各组分的一种有效的手段，其中气相色谱仪是20世纪50年代末在多数科学家的共同努力下诞生的。本文针对气相色谱法的起源与发展历程、工作原理与特点、在环境水污染物分析领域的应用进行了详细的概述，并列举了饮用水中挥发性有机物的气相色谱检测方法，同时提出了该方法新的发展前景。它的发展已在环境监测、水污染控制领中得到了广泛的应用。 关键词：气相色谱法；发展历程；工作原理；水污染物分析 1.气相色谱法的起源与发展历程 （1）气相色谱法的起源 色谱的发现首先认识到这种分离现象和分离方法大有可为的是俄国的植物学家Tswett。Tswett于1903年在波兰华沙大学研究植物叶子的组成时,将叶绿素的石油醚抽提液倒入装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端，然后用石油醚进行淋洗，结果不同色素按吸附顺序在管内形成一条不同颜色的环带,就像光谱一样。1906年,Tswett在德国植物学杂志上发表的一篇论文中首次把这些彩色环带命名为“色谱图”，玻璃管称为“色谱柱”，碳酸钙称为“固定相”，石油醚称为“流动相”。Tswett开创的方法叫做“液-固色谱法”[1-2],这就是色谱法的起源。 1941年，英国科学家Martin和Synge在研究液-液分配色谱时，预言可以使用气体作流动相，即气-夜色谱法。他们在1941年发表的论文中写到“流动相不一定是液体,也可以是蒸气，如以永久性气体带动挥发性混合物,在色谱柱中通过装有浸透不挥发性溶剂的固体时，可以得到很好的分离”[3]。1950年,Martin和James使用硅藻土助滤剂做载体,硅油为固定相，用气体流动相对脂肪酸进行精细分离,这就是气^液分配色谱的起源。后来，他们在1952年的Biochemical Journal上又连续发表了3篇论文[4-6],叙述了用气相色谱分离低碳数脂肪酸、挥发性胺和吡啶类同系物的方法,这标志着气相色谱法正式进入历史舞台。当时在石油化工的分析中，正当传统的分析方法无能为力时,气相色谱法就像及时雨一样,成为化学分析的得力助手。从此,科学家对气相色谱法的研究逐步展开。 （2）气相色谱法的发展 在历史上,气相色谱法的发展总是和气相色谱仪器的发展密不可分。每一种气相色谱新技术的出现,往往都伴随着气相色谱仪器的改进。因此，了解气相色谱法的发展历史可以从气相色谱仪的发展入手。历史上最早的气相色谱仪1947年由捷克色谱学家Jaroslav Janak发明的。该仪器以C为流动相、杜马测氮管为检测器测定分离开的气体体积。在样品和CA 进入测氮管之前,通过KOH溶液吸收掉CA,按时间记录气体体积的增量。这台仪器虽然简陋,但对当时的气相色谱研究起到了巨大的推动作用。Jaroslav Janak发明的气相色谱仪也有一些明显的不足：它只能测室温下为气体的样品, 样品中的CA不能被测定，而且没有实现自动化。20世纪50年代末,它逐渐被更先进的气相色谱仪所取代。W55年,第一台商品化气相色谱仪诞生,标志着气相色谱仪的发展进入了崭新的时代。 现代气相色谱仪主要由5个系统组成,即气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统与检测记录系统。气路系统与温控系统自气相色谱诞生以来很少有突破性的进展。气路系统主要朝自动化方向发展,20世纪90年代出现了采用电子压力传感器和电子流量控制器，通过计算机实现压力和流量自动控制的电子程序压力流量控制系统,这是气路系统的一大进步[7]。温控系统则基本朝着精细、快速、自动化方向发展。相比之下,进样系统、分离系统与检测记录系统是气相色谱仪的核心组成系统，它们的每一次变革和进步都推动着气相色谱的
气相色谱实验报告 一、实验目的 1、了解气相色谱仪的基本结构及掌握分离分析的基本原理； 2、了解顶空气相色谱法； 3、了解影响分离效果的因素； 4、掌握定性、定量分析与测定的方法。 二、实验原理 气相色谱分离是利用上试样中各组分在色谱柱中的气相和固定相间的分配系数不同，当气化后的试样被载气带入色谱柱进行时，组分就在其中的两相中进行反复多次的分配，由于固定相各个组分的吸附或溶解能力不同，因此各组分在色谱柱中的运行速度就不同。经过一定的柱长后，使彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器。检测器将各组分的浓度或质量的变化转换成一定的电信号，经过放大后在记录仪上记录下来，即可得到各组分的色谱峰。根据保留时间和峰高或峰面积，便可进行定性和定量的分析。 （1）顶空色谱法及其原理介绍 顶空气相色谱是指对液体或固体中的挥发性成分进行气相色谱分析的一种间接测定法，它是在热力学平衡的蒸气相与被分析样品同时存在于一个密闭系统中进行的。这一方法从气相色谱仪角度讲，是一种进样系统，即“顶空进样系统”。其原理如下： 一个容积为V、装有体积为V o浓度为C o的液体样品的密封容器, 在一定温度下达到平衡时，气相体积为Vg，液相体积为Vs，气相样品浓度为Cg，液相中样品浓度为Cs, 则：平衡常数 K=Cs/Cg 相比β=Vg/Vs V=Vs+Vg=V o+Vg 又因为是密封容器，所以 C o V o=CoVs=CsVs+CgVg= KCgVs + CgVg C o=KCg+CgVg/Vs=KCg+βCg=Cg(K+β） Cg=C o/(K+β）＝K’C o 可见，在平衡状态下，气相组成与样品原组成为正比关系，根据这一关系我们可以进行定性和定量分析。 （2）顶空色谱法的优点 顶空色谱进样器可与国内外各种气相色谱仪相连接，它是将液体或固体样品中的挥发性组分直接导入气相色谱仪进行分离和检测的理想进样装置。 它采用气体进样，可专一性收集样品中的易挥发性成分，与液-液萃取和固相萃取相比既可避免在除去溶剂时引起挥发物的损失，又可降低共提物引起的噪音，具有更高灵敏度和分析速度，对分析人员和环境危害小，操作简便，是一种符合“绿色分析化学”要求的分析手段。固相萃取和液相萃取时不可避免地带入共萃取物干扰分析。顶空分析可看成是气相萃
顶空进样-气相色谱分析技术 静态顶空分析法普遍应用于环境样品土壤、泥浆和水等机体中易挥发物的分析。例如，水中三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷等这样一类挥发性有机物，由于其成分的吸入对人和动物的肝脏造成严重危害，因此，相关的管理部门制订出了关于饮用水、水源水、排放污水等严格的控制指标，水质监测部门广泛应用顶空进样技术进行监测分析工作。 静态顶空分析法还普遍应用于制药行业中溶剂残留的分析。在美国药典中，最早检测的5种溶剂为：二氯甲烷、氯仿、三氯乙烯、1、4-二氧六环和苯等。随着药品生产过程中溶剂种类的增加，为保证药品的安全性，中国药品监督管理部门还要求检测其他的溶剂残留量。 通过测量血液中的酒精含量，静态顶空分析法还被法院用来加强对酒后驾驶的法律监督。法律监督部门也用顶空方法分析纵火现场的挥发性毒物或助燃剂的种类。 静态顶空分析法还可用于聚合物中的单体、溶剂和添加剂的分析、变压器油的气体分析等。例如，塑料制品当作食品外包装或容器时，产品质量监测部门将严格其中的有毒有害残余物的含量。 静态顶空分析技术是顶空分析法发展中所出现的最早形态，而得到广泛的推广和应用，静态顶空分析技术(简称顶空进样技术)主要用于测量那些在200摄氏度下可挥发的被分析物，以及比较难于进行前处理的样品。静态顶空分析法在仪器模式上可分为三类： 顶空气体直接进样模式： 由气密进样针取样，一般在气体取样针的外部套有温度控制装置．这种静态顶空分析法模式具有适用性广和易于清洗的特点，适合于香精香料和烟草等挥发性含量较大的样品．加热条件下顶空气的压力太大时，会在注射器拔出顶空瓶的瞬间造成挥发性成分的损失，因此在定量分析上存在一定的不足．为了减少挥发性物质在注射器中的冷凝，应该将注射器加热到合适的温度，并且在每次进样前用气体清洗进样器，以便尽可能地消除系统的记忆效应。 平衡加压采样模式： 由压力控制阀和气体进样针组成，待样品中的挥发性物质达到分配平衡时对顶空瓶内施加一定的气压将顶空气体直接压入到载气流中．这种采样模式靠时间程序来控制分析过程，所以很难计算出具体的进样量．但平衡加压采样模式的系统死体积小，具有很好的重现性．同样为了减少挥发性物质在管壁和注射器中的冷凝，应该对管壁和注射器加热到适当的温度，而且在每次进样前用气体清洗进样针。 加压定容采样进样模式：
气相色谱在化学中的应用 气相色谱在化学中的应用有很多，气相色谱在化学中的用途也都是非常广泛的。在石油工业，环境科学，化学工业，冶金和金属热处理等方面都有很多贡献。所以我们应该好好地学习气相色谱的有关知识，将来为从事化学工作做准备 气相色谱在石油工业的应用是：⑴石油气的分析石油气（C1~C4）的成分分析，目前都采用气相色谱法。以25%丁酮酸乙酯为固定液，6201担体，柱长12.15m，内径4mm,柱温12℃,氢为载气，流速25ml/nin，热导池电桥电流120~150mA, C1~C4各组分得较好的分离。石油在丁酮酸乙酯柱上的分离1-空气；2-乙烷；3-乙烯；4-二氧化碳；5-丙烷；6-丙烯；7-异丁烷8-乙炔；9-正丁烷；10-正丁烯；11-异丁烯12- 反丁烯-2,3;13- 顺丁烯-2,4;14-丁二烯北京化工研究院近期研究出用多孔氧化铝微球色谱固定相，对C1~C4烃分离很好，柱长2m,内径2mm，内填充0.3%阿皮松L，改性?-Al2O3，微球120~130目；柱温85℃,氮为载气，流速15ml/min，氢火焰离子化检测器。此外吉林化学工业公司研究院还研制了石墨化炭黑和改性石墨化炭黑色谱固定相分离C1~C4烃。⑵石油馏的的分析气相色谱法分析石油馏分的效能与分析速度是精密分馏等化学方法所不能比拟的。如一根60m长、内径0.17mm 的弹性石英毛细管柱，内涂OV-101,在程序升温条件下（柱温40~90℃）进样0.6?1,分流比150:1，分析了65~165℃大港直馏气油。用一根30m长、内径0.25mm毛细管柱，涂PEG1500,柱温80℃,汽化100℃,氮为载气，分流比100:1,汽油中微量芳香烃得到很好的分离。图11 低级烃类的气相色谱分离图1-CH4；2-C2H6；3-C2 H4；4-C3 H8；5-C2 H2；6-C8 H6；7-iC4 H10;8-nC4 H10；9-丙二烯；10-丁烯-1；11-iC5 H12 12--i C4 H6;13- 反丁烯-2;14- 顺丁烯-2;15-丁二烯16-丙炔汽微量芳烃的油中色谱分离1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-对二甲苯；5-一间二甲苯； 6-邻二甲苯。 气相色谱法在环境科学中的应用是：⑴大气中微量-氧化碳的分析汽车尾气中含有一氧化碳，工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳，都污染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产SP-2307色谱仪具有转化装置，使CO转化为CH4。 CO+3H2Ni催化 /380℃→CH4+H2O 色谱柱固定相可用5A筛分子，GDX-104,Porpak Q等，以分子筛为例，13X 或5A分子筛60~80目（先经500~550℃活化2小时）以氢气载气, 57ml/nin;氢焰检测器；空气400ml/min;尾吹氮气80ml/min。柱长2m，内径2mm,柱温36℃,检测室130℃，转化炉380v;进样量1mm。可测大气中ppm级一氧化碳。 ⑵空气中苯系物的分析常用的方法是用长2m,内径3mm的柱子；内填充10%PEG20M/101白担体60~80目；柱温120℃,汽化室150℃,检测室150℃;载气氮流速60ml/min；57ml/nin;氢焰检测器；氢35ml/min,空气400ml/min。对苯、甲苯、二甲苯分离很好。也可用非极性的阿皮松或角鲨烷涂渍的柱子。若需对二甲苯三个异构体完全分离，可用有机皂土与邻苯二甲酸二壬酯混合固定液涂在6201担体上，或采用有机皂土与双甘油混合固定液，三个体都可得到很好的分离。6201为吸附剂，吸附温度-78℃，脱附100℃，浓缩100倍，回收率100%,色谱柱40%N,N-双9_氰乙基）甲酰胺/6201,80~100目，柱温100℃氢焰检测器，苯最小5ppb。 ⑶水中有机卤化物的分析自来水加氯消毒后会产生氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等有机卤化物。国外已把氯仿做为监测。氯仿是具有挥发性的液体，可用顶空气相色谱法进行分析，取与样品达平衡状态的气相进行分析。所用色谱柱长2m,内径3mm,U形柱；内填充 25%PEG6000+0/5DC-200/Chromosorb W60~80目，按1:1分段填充。柱温102℃,汽化和检测250℃,电子捕获检测器；高纯氮为载气35ml/min。空气、四氯化碳与氯仿分离很好。 气相色谱在化学工业中的应用是：⑴半水煤气组分的测定半水煤气分析是氮肥工业中必不可少的分析项目，国内已广泛采用气相色谱法分析半水煤气的组分。北京分析仪器厂生产的SP-2307气相色谱仪就是专门不分析这种混合氧化而设计的。此仪器是用5A分子筛和碳分
气相色谱法（附答案） 一、填空题1. 气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温_____℃，并低于固定液的最高使用温度，老化时，色谱柱要与_____断开。答案：5～10 检测器 2. 气相色谱法分离过程中，一般情况下，沸点差别越小、极性越相近的组分其保留值的差别就_____，而保留值差别最小的一对组分就是_____物质对。答案：越小难分离 3．气相色谱法分析非极性组分时应首先选用_____固定液，组分基本按沸点顺序出峰，如烃和非烃混合物，同沸点的组分中_____大的组分先流出色谱柱。答案：非极性极性 4．气相色谱法所测组分和固定液分子间的氢键力实际上也是一种_____力，氢键力在气液色谱中占有_____地位。答案：定向重要5．气相色谱法分离中等极性组分首先选用_____固定液，组分基本按沸点顺序流出色谱柱。答案：中极性 6．气相色谱分析用归一化法定量的条件是______都要流出色谱柱，且在所用检测器上都能_____。 答案：样品中所有组分产生信号 7．气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的__，并要求它与其他组分能__。答案：内标物完全分离 8．气相色谱法常用的浓度型检测器有_____和_____。答案：热导检
测器(TCD) 电子捕获检测器(ECD) 9. 气相色谱法常用的质量型检测器有_____和_____。答案：氢火焰检测器(FID) 火焰光度检测器(FPD) 10. 电子捕获检测器常用的放射源是_____和_____。答案：63Ni 3H 11. 气相色谱分析中，纯载气通过检测器时，输出信号的不稳定程度称为_____。答案：噪音 12. 顶空气体分析法是依据___原理，通过分析气体样来测定__中组分的方法。答案：相平衡平衡液相 13. 毛细管色谱进样技术主要有_____和______。答案：分流进样不分流进样 14. 液—液萃取易溶于水的有机物时，可用______法。即用添加_____来减小水的活度，从而降低有机化合物的溶解度。答案：盐析盐15．气相色谱载体大致可分为______和______。答案：无机载体有机聚合物载体 16．所谓气相色谱固定液热稳定性好，主要是指固定液在高温下不发生__、__和分解。答案：聚合交联 17. 气相色谱程序升温的方式有_____升温和_____升温。答案：线性非线性 18．气相色谱法分析中，不同的色谱柱温会对柱效、_____、_____、_____和产生影响。
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。
气相色谱顶空进样器的参数优化 静态顶空（SHS）-气相色谱法是一项适合测定固体或基体复杂的液体如：血液、涂料和污泥中挥发性物质的技术。 使用SHS时，一般需要将样品置于密封的容器中，在受控的水浴上（中）仔细加热，直至挥发性物质在气液（固）两相中的浓度达到平衡。欲分析的化合物的浓度在两相之间的分配系数如下式所示： K = Cl / Cg 其中： Cl和Cg分别为平衡时挥发性物质在液相和气相中的浓度1。移取气相中整数体积的气体注入气相色谱中。 本文将介绍在一般的分析中选择最优化的参数时所能获得的最大精密度和灵敏度。讨论的参数如下： 1．样品制备步骤 2．顶空进样器的控制参数： a．样品平衡时间和平衡时样品的搅拌震荡效果 b．顶空瓶和传输线的温度。 以下所有的比较实验都采用Varian公司的顶空进样器“Genesis”来进行。 此处所讨论的大多数原理都适合简单的顶空气相色谱，即那些使用气密性注射器从密封的顶空瓶中手动抽取气体的进样器。 Genesis自动顶空进样器相比于手动技术能够提供更多的优点。通过软件用户能够建立四个方法。用户能够对任何方法中的某个参数进行编辑，而顶空进样器则按照这些参数进行自动设定。之后气相色谱按照被分析物质的特点进行分析条件的最优化。另一个优点是自动建立方法，包括自动分析50个样品、每个样品恒定加热以及通过加热的定量环来移取气体，确保结果的重复性。 使用仪器 仪器：带有Varian Genesis自动顶空进样器的Varian3400气相色谱。安装有SPI进样器和FID检测器。SHS系统的传输线直接连接到SPI的载气输入口，并由Genesis的流量控制器控制色谱柱的流量。带有应用功能扩展包的GC Star 工作站进行数据采集。 色谱柱： 30m×0.32mm涂有膜厚为0.5μm的聚乙烯醇（DB-WAX）固定液，Varian货号：
归一化法 归一化法有时候也被称为百分法（percent），不需要标准物质帮助来进行定量。它直接通过峰面积或者峰高进行归一化计算从而得到待测组分的含量。其特点是不需要标准物，只需要一次进样即可完成分析。 归一化法兼具内标和外标两种方法的优点，不需要精确控制进样量，也不需要样品的前处理；缺点在于要求样品中所有组分都出峰，并且在检测器的响应程度相同，即各组分的绝对校正因子都相等。归一化法的计算公式如下： 当各个组分的绝对校正因子不同时，可以采用带校正因子的面积归一化法来计算。事实上，很多时候样品中各组分的绝对校正因子并不相同。为了消除检测器对不同组分响应程度的差异，通过用校正因子对不同组分峰面积进行修正后，再进行归一化计算。其计算公式如下： 与面积归一化法的区别在于用绝对校正因子修正了每一个组分的面积，然后再进行归一化。注意，由于分子分母同时都有校正因子，因此这里也可以使用统一标准下的相对校正因子，这些数据很容易从文献得到。 当样品中不出峰的部分的总量X通过其他方法已经被测定时，可以采用部分归一化来测定剩余组分。计算公式如下： 内标法 选择适宜的物质作为预测组分的参比物，定量加到样品中去，依据欲测定组分和参比物在检测器上的响应值（峰面积或峰高）之比和参比物加入量进行定量分析的方法叫内标法。特点是标准物质和未知样品同时进样，一次进样。内标法的优点在于不需要精确控制进样量，由进样量不同造成的误差不会带到结果中。缺陷在于内标物很难寻找，而且分析操作前需要较多的处理过程，操作复杂，并可能带来误差。 一个合适的内标物应该满足以下要求：能够和待测样品互溶；出峰位置不和样品中的组分
重叠；易于做到加入浓度与待测组分浓度接近；谱图上内标物的峰和待测组分的峰接近。内标法的计算公式推导如下： 式中，Ai，As分别为待测组分和内标物的峰面积；Ws，W分别为内标物和样品的质量；Gwi/s是待测组分对于内标物的相对质量校正因子（此值可自行测定，测定要求不高时也可以由文献中待测组分和内标物组分对苯的相对质量校正因子换算求出）。 内加法 在无法找到样品中没有的合适的组分作为内标物时，可以采用内加法；在分析溶液类型的样品时，如果无法找到空白溶剂，也可以采用内加法。内加法也经常被称为标准加入法。 内加法需要除了和内标法一样进行一份添加样品的处理和分析外，还需要对原始样品进行分析，并根据两次分析结果计算得到待测组分含量。和内标法一样，内加法对进样量并不敏感，不同之处在于至少需要两次分析。下面我们用一个实际应用的例子来说明内加法是如何工作的： 题：在分析某混合芳烃样品时，测得样品中苯的面积为1100，甲苯的面积为2000，（其它组分面积略）。精确称取40.00g该样品，加入0.40g甲苯后混合均匀，在同一色谱仪上进混合后样品测到苯的面积为1200，甲苯的面积为2400，试计算甲苯的含量。 分析：本题的分析过程是一个典型的内加法操作，其中内加物为甲苯，待测组分为甲苯和苯。 解：1. 由于进样量并不准确，因此两次分析的谱图很难直接进行对比。为了取得可以对比的一致性，我们通过数字计算调整两次分析苯的峰面积相等。此时由于两次分析苯峰面积相等，因此可以断定两次分析待测样品的进样量是相等的。需要注意的是：此时两次分析的总的进样量并不相等，添加后样品比原始样品调整后的进样量中，多了添加的内标物的量。调整可以用原始样品谱图为依据，也可以用添加后样品谱图为依据。但是通常采用原始样品作为依据以便计算最终结果时比较简单。注意：选用的依据不同，中间计算结果会产生差异，但不会影响最终结果。依据的谱图一旦选定，计算就应该围绕此依据进行。 在以原始样品谱图为依据的情况下，调整添加后样品谱图中甲苯的峰面积如下： 对比两次分析，甲苯的面积增加为2200-2000＝200。在两次分析待测样品量相同的情况下，内加物面积的增加来自于内加量。也就是说，由于内加物的加入，导致了内加物峰面积的增
气相色谱仪用途和分析 一、气相色谱仪用途和应用领域主要有以下方面： 石油和石油化工分析：油气田勘探中的化学分析、原油分析、炼厂气分析、模拟蒸馏、油料分析、单质烃分析、含硫/含氮/含氧化合物分析、汽油添加剂分析、脂肪烃分析、芳烃分析。 环境分析：大气污染物分析、水分析、土壤分析、固体废弃物分析。 食品分析：农药残留分析、香精香料分析、添加剂分析、脂肪酸甲酯分析、食品包装材料分析。 药物和临床分析：雌三醇分析、儿茶酚胺代谢产物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血浆中睾丸激素分析、血液中乙醇/麻醉剂及氨基酸衍生物分析。 农药残留物分析：有机氯农药残留分析、有机磷农药残留分析、杀虫剂残留分析、除草剂残留分析等。 精细化工分析：添加剂分析、催化剂分析、原材料分析、产品质量控制。 聚合物分析：单体分析、添加剂分析、共聚物组成分析、聚合物结构表征/聚合物中的杂质分析、热稳定性研究。 合成工业：方法研究、质量监控、过程分析。 二、分析实例： （一）天然气常量分析： 选用热导检测器，适用于城市燃气用天然气O2、N2、CH4、CO2、C2H6、C3H8、i-C40、n-C40、i-C50、n-C50等组分的常量分析。分析结果符合国标GB10410.2-89。 （二）人工煤气分析： 选用热导检测器、双阀多柱系统，自动或手动进样，适用于人工煤气中H2、O2、N2、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H6等主要成分的测定。分析结果符合国标GB10410.1-89。 （三）液化石油气分析①： 选用热导检测器、填充柱系统、阀自动或手动切换，并配有反吹系统，适用于炼油厂生产的液化石油气中C2-C4及总C5烃类组成的分析（不包括双烯烃和炔烃）。分析结果符合SH/T10230-92。 液化石油气分析②：
气相色谱法在环境分析中的应用 摘要：气相色谱法是一种很常见的环境分析检测方法，我们也经常将它应用在水、大气、固废等环境检测中。我们以检测非甲烷烃为例来进行探究和学习，（非甲烷烃是一种对人体健康有害的气体）因此我们利用带有双柱双氢火焰离子化检测器的气相色谱仪（岛津GC2014型）和自己所学的知识来对此进行气相色谱检测。并且通过这次检测来了解和复习流动相、检测器、色谱柱以及温度等色谱条件是如何选择以及定性、定量分析方法。 关键词：非甲烷总烃；气相色谱法；定性、定量分析； 1．非甲烷总烃 非甲烷烃(NMHC通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物(其中主要是C2～C8，又称非甲烷总烃。主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度，除直接对人体健康有害外，在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害[1]。 监测环境空气和工业废气中的NMHC有许多方法，但目前多数国家采用气相色谱法。由于直接测定NMHC所用仪器价格昂贵，因此我们采用双柱双氢火焰离子化检测器气相色谱法分别测出总烃和甲烷的含量，两者之差为NMHC的含量。在规定的条件下所测得的NMHC是于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计[2]。 目前我国基本采用气相色谱法测定非甲烷总烃, 按进样的不同有活性炭吸附一热解吸法及针筒采样一手动进样法，采用活性炭吸附一热解吸法[3]易受到活性炭吸附效率的影响，而针筒采样——手动进样法[4]则重复性较差、易熄火。而我们采用气袋采样—气体自动进样器进样分析气体中非甲烷总烃，而这样也最令人满意。此方法操作简单、重复性好、效率高、干扰少，且可用于其他挥发性有机物，如苯系物等的测定。 2．利用气相色谱法检测非甲烷总烃
操作规程颁布日期：年月日
操作规程颁布日期：年月日 1 依据：Agilent7890A气相色谱仪使用说明书，AgilentG1888顶空自动进样器使用说明书。 2 适用范围：Agilent7890A-G1888顶空气相色谱仪的使用操作。 3 环境要求：实验室温度：10~35℃； 相对湿度：30~80%。 4 操作方法： 4.1开机 4.1.1打开高纯氮气（或氦气）气瓶，用肥皂水检查气路是否漏气。 4.1.2打开计算机，进入Windows画面，双击打开Agilent化学工作站—联机图标。 4.1.3打开Agilent7890A气相色谱仪电源（7890A的IP地址已通过其键盘提前输入进7890A），仪器经自检后显示状态正常（仪器自检需时约10~30秒），此时7890A 的通讯遥控灯亮。 4.1.4打开空气气瓶及氢气发生器（要经常检查氢气发生器内纯水是否充足）。4.1.5启动AgilentG1888顶空自动进样器，仪器经自检后显示状态正常（仪器自检需时约1~5分钟）。 4.3 编辑方法： 4.3.1 打开方法菜单，进入方法编辑。 4.3.2 写出方法信息，编辑进样器类型及位置。 4.3.3 进入仪器参数设定：⑴进样口参数的设置；⑵色谱柱参数的设置；⑶炉温的设定；⑷检测器参数的设置；⑸输出信号的设置；⑹以上参数编辑好后，按确定键。 4.3.4 进入顶空参数的设定：⑴进入顶空配置，设定顶空进样器的IP地址，传输线端口，单位等参数；⑵连接软件与顶空进样器；⑶设置顶空参数，比如平衡温度，样品环温度，传输线温度，平衡时间，GC周期，样品瓶压力等参数。
操作规程颁布日期：年月日 4.3.5 编辑好参数后，即会进入到积分参数设定的页面，积分参数可先不做修改，按确定键，进入报告的设定，选择好报告按确定键。 4.3.6 打开方法菜单，保存方法，给一个新的文件名。 4.4 样品分析： 4.4.1 在方法菜单中调入需使用的方法，运行方法。 4.4.2 待基线稳定，可进样分析。 4.4.3 从进样口注入样品，同时按主机键盘上的START键进行样品分析。 4.4.4 待分析完毕，打印或填写出分析原始记录。 4.5. 实验结束后，退出化学工作站，退出系统，关闭电脑。将主机各个部件降温冷却，待炉温低于50℃，进样口、检测器低于100℃，关掉主机电源，最后关掉气源。 4.6 填写仪器使用记录，清理检测完毕的样品，整理仪器间内务。
气相色谱仪的简介及如何应用 气相色谱仪 气相色谱法适用于分析具有一定蒸气压且热稳定性好的组分，对气体试样和受热易挥发的有机物可直接进行分析，而对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质部分可采用衍生化法或裂解法。 一、仪器的组成 气相色谱仪由载气源、进样部分、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。进样部分、色谱柱和检测器的温度均在控制状态。 二、对仪器的基本要求 1．对仪器的一般要求 (1)载气源气体氦、氮和氢可用作气相色谱法的流动相，可根据供试品的性质和检测器种类选择载气，除另有规定外，常用载气为氮气。 (2)进样部分进样方式一般可采用溶液直接进样或顶空进样。采用溶液直接进样时，进样口温度应高于柱温30～50℃。顶空进样适用于固体和液体供试品中挥发性组分的分离和测定。 (3)色谱柱根据需要选择。新填充柱和毛细管柱在使用前需老化以除去残留溶剂及低分子量的聚合物，色谱柱如长期未用，使用前应老化处理，使基线稳定。 (4)柱温箱柱温箱温度的波动会影响色谱分析结果的重现性，因此柱温箱控温精度应在±1℃，且温度波动小于每小时0.1℃。 (5)检测器适合气相色谱法的检测器有火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD)、氮磷检测器(NPD)、火焰光度检测器(FPD)、电子捕获检测器(ECD)、质谱检测器(MS)等。火焰离子化检测器对碳氢化合物响应良好，适合检测大多数的药物；氮磷检测器对含氮、磷元素的化合物灵敏度高；火焰光度检测器对含磷、硫元素的化合物灵敏度高；电子捕获检测器适于含卤素的化合物；质谱检测器还能给出供试品某个成分相应的结构信息，可用于结构确证。除另有规定外，火焰离子化检测器一般用氢气作为燃气，空气作为助燃气。在使用火焰离子化检测器时，检测器温度一般应高于柱温，并不得低于150℃，以免水汽凝结，通常为250～350℃。 (6)数据处理系统目前多用计算机工作站。 药典规定，各品种项下规定的色谱条件，除载气、检测器、固定液品种及特殊指定的色谱柱材料不得改变外，其余如色谱柱内径、长度、载体牌号、粒度、固定液涂布浓度、载气流速、柱温、进样量、检测器的灵敏度等，均可适当改变，以适应具体品种并符合系统适用性试验
气相色谱法8 ●8.1气相色谱法简介 ●8.2气相色谱仪 ●8.3气相色谱的实验技术 ●8.4毛细管气相色谱 ●8.5顶空气相色谱 ●8.6裂解气相色谱 ●8.7气相色谱法应用 8.1气相色谱法简介 1.定义：以气体作为流动相的色谱法。 2.原理及适用范围：利用物质的沸点、极性及吸附性的差异来实现混合物的分离，广泛应用于气体和易挥发物质的分析。 3.特点 ●高选择性 ●高分离效能 ●高灵敏度 4.发展 ●1941年Martin和Synge 发明液-液（分配）色谱法，阐述了气-固吸附色谱原理，提 出气-液色谱法设想； (1952 年诺贝尔化学奖) ●色谱学成为分析化学的重要分支学科，是以气相色谱的产生、发展为标志。 ●1952年Martin成功研究出气-液色谱法，解决了脂肪酸、脂肪胺的分析，并对其理论 和实践作出论述；（起点） ●1954年，Ray把热导池检测器用于气相色谱仪，并对仪器作了重大改进，扩大应用范 围； ●1956年，荷兰学者Van Deemter 提出气相色谱速率理论，奠定了理论基础； ●1957年美国工程师Golay发明效能极高的毛细管色谱柱； ●1958年澳大利亚学者Mcwilliam发明氢焰离子化检测器，使分离效能和检测器的灵敏 度大大提高。 5.气相色谱法分类 ●分类方式很多 气相色谱:（1）按固定相的状态分--气固色谱和气液色谱 （2）按使用的色谱柱分--填充柱气相色谱和毛细管柱气相色谱 如按进样方式不同分类：顶空气相色谱和裂解气相色谱等，其体系及仪器构成类似。
8.2 气相色谱仪 8.2.1结构框图 放空 8.2.2载气系统 1.作用：提供流量稳定的、持续的、纯净的载气。 2.组成： （1）载气：常用有氮气、氢气、氦气载气钢瓶： （2）净化器：除载气中水和有机杂质等（依次通过活性炭、分子筛、氧化铝、硅胶等) （3）载气流速、压力控制：控制载气流速恒定。（包括压力表、流量计、稳压阀等） 3.流量计： （1）转子流量计 （2）电子压力流量计 4.钢瓶与减压阀 钢瓶样色对应气体种类：H2绿色，He 暗灰色，O2蓝色，N2黑色、CO2银灰色 8.2.3进样系统 1.要求气密性好 2.气化室：将液体试样瞬间气化的装置 3.进样方式：（1）液体直接进样（2）顶空进样 利用被测样品（气-液和气-固）加热平衡后，取其挥发气体部分进入气相色谱仪分析。 固相微萃取进样 固相微萃取技术是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术。 8.2.4分离系统 Detector W 载气系统 进样系统 分离系统 检测系统 数据处理及控制系统 温度控制系统
顶空气相色谱仪的原理和注意事项 北京华盛谱信仪器有限责任公司 顶空气相色谱仪是气象色谱仪与顶空进样器联用的仪器，即在气相色谱仪进样口前面增加一个顶空进样装置。它利用被测样品 (气-液和气-固)加热平衡后，取其挥发出来的气体部分进入气相色谱仪进行分析。它专用于分析易挥发的微量成分，如对甲醇、乙醇等许多易挥发的有机溶剂类样品的检测。 在运用顶空气象色谱法分析检测过程中，使用到的顶空进样器是一种样品前处理仪器，顶空气象色谱仪工作原理是将待测样品置入一密闭的容器中，通过加热升温使挥发性组分从样品基体中挥发出来，在气-液或气-固两相中达到平衡，直接抽取顶部气体进行色谱分析，从而检验样品中挥发性组分的成分和含量。使用顶空进样技术可以免除冗长繁琐的样品前处理过程，避免有机溶剂对分析造成的干扰、减少对色谱柱及进样口的污染。 顶空分析是通过样品基质上方的气体成分来测定这些组分在原样品中的含量.显然,这是一种间接分析方法,其基本理论依据是在一定条件下气相和凝聚相（液相和固相）之间存在着分配平衡.所以,气相的组成能反映凝聚相的组成.我们可以把顶空分析看成是一种气相萃取方法,即用气体作"溶剂"来萃取样品中的挥发性成分,因而,顶空分析就是一种理想的样品净化方法.传统的液液萃取以及 SPE 都是将样品溶在液体中,不可避免地会有一些共萃取物干扰分析.况且溶剂本身的纯度也是一个问题,这在痕量分析中尤为重要.而气体作溶剂就可避免不必要的干扰，既可避免在除去溶剂时引起挥发物的损失，又可降低共提物引起的噪音，具有更高灵敏度和分析速度，对分析人员和环境危害小，操作简便，是一种符合“绿色分析化学”要求的分析手段。因为高纯度气体很容易得到,且成本较低,这也是顶空气象色谱被广泛采用的一个重要原因。 顶空气相色谱法常用于酒后开车司机或行人发生交通事故后对其血液中酒精分析、中西医药投入市场前其残留溶剂的标准分析、刑事案件中有毒气体和挥发性毒物的认定分析等，另外许多行业需要控制产品质量或开发新产品等均会用到这种仪器。这种分析方法可避免水份、高沸点物或非挥发性物质对分析柱造成超载和污染问题。而且操作简单、快速，分析结果与气相色谱一样灵敏、可靠、准确。 在使用顶空气相色谱法做分析试验过程中，须注意以下事项： 1. 由于进入顶空的载气与汽化的样品同时进入气相色谱，所以用于顶空的气体须作净化处理； 2. 顶空瓶加热温度，定量管温度，传输线温度应由小到大，传输线与进样口的温度保持一致； 3. 设置时间须注意，样品充满定量管的时间和进样的时间应足够长；
气相色谱法的应用 气相色谱法在石油工业中的应用 ⑴石油气的分析石油气（C1~C4）的成分分析，目前都采用气相色谱法。以25%丁酮酸乙酯为固定液，6201担体，柱长12.15m，内径4mm,柱温12℃,氢为载气，流速25ml/nin，热导池电桥电流120~150mA, C1~C4各组分得较好的分离见图10。图10 石油在丁酮酸乙酯柱上的分离1-空气；2-乙烷；3-乙烯；4-二氧化碳；5-丙烷；6-丙烯；7-异丁烷8-乙炔；9-正丁烷；10-正丁烯；11-异丁烯12- 反丁烯-2,3;13- 顺丁烯-2,4;14-丁二烯北京化工研究院近期研究出用多孔氧化铝微球色谱固定相，对C1~C4烃分离很好，柱长2m,内径2mm，内填充0.3%阿皮松L，改性?-Al2O3，微球120~130目；柱温85℃,氮为载气，流速15ml/min，氢火焰离子化检测器。分离谱见图11. 此外吉林化学工业公司研究院还研制了石墨化炭黑和改性石墨化炭黑色谱固定相分离C1~C4烃。⑵石油馏的的分析气相色谱法分析石油馏分的效能与分析速度是精密分馏等化学方法所不能比拟的。如一根60m长、内径0.17mm的弹性石英毛细管柱，内涂OV-101,在程序升温条件下（柱温40~90℃）进样0.6?1,分流比150:1，分析了65~165℃大港直馏气油。用一根30m长、内径0.25mm 毛细管柱，涂PEG1500,柱温80℃,汽化100℃,氮为载气，分流比100:1,汽油中微量芳香烃得到很好的分离（见图12）。图11 低级烃类的气相色谱分离图1-CH4；2-C2H6；3-C2 H4；4-C3 H8；5-C2 H2；6-C8 H6；7-iC4 H10;8-nC4 H10；9-丙二烯；10-丁烯-1；11-iC5 H12 12--i C4 H6;13- 反丁烯-2;14- 顺丁烯-2;15-丁二烯16-丙炔图12汽微量芳烃的油中色谱分离1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-对二甲苯；5-一间二甲苯； 6-邻二甲苯 气相色谱法在环境科学中的应用 我国在环境科学研究、监督检测中，广泛使用气相色谱法测定大气和水中痕量胡害物质。 ⑴大气中微量-氧化碳的分析 汽车尾气中含有一氧化碳，工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳，都污染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产SP-2307色谱仪具有转化装置，使CO转化为CH4。CO+3H2Ni催化/380℃→CH4+H2O 色谱柱固定相可用5A筛分子，GDX-104,Porpak Q等，以分子筛为例，13X或5A分子筛60~80目（先经500~550℃活化2小时）以氢气载气, 57ml/nin;氢焰检测器；空气400ml/min;尾吹氮气80ml/min。柱长2m，内径2mm,柱温36℃,检测室130℃，转化炉380v;进样量1mm。可测大气中ppm级一氧化碳。
第六章顶空气相色谱 6.1顶空气相色谱法的概念和类别 一、顶空气相色谱的概念 顶空气相色谱是指对液体或固体中的挥发性成分进行气相色谱分析的一种间接测定法，它是在热力学平衡的蒸气相与被分析样品同时存在于一个密闭系统中进行的。例如测定血液中的乙醇。把血样置于一个密闭恒温的样品瓶中，测定恒温后样品瓶蒸气相中的乙醇浓度，通过校准曲线计算血样中的乙醇含量。这一方法从气相色谱仪角度讲．是一种进样系统，即“顶空进样系统”。有不少仪器公司有商品的顶空进样系统。有关顶空气相色谱分析的名称，我国一般称为：顶空气相色谱分析，但是有人称为：“液上气相色谱分析”，这样的名称不全面，因为有不少样品是固体。所以本书还是用顶空气相色谱分析。 二、顶空气相色谱的类别和特点 1静态和动态顶空气相色谱 一般顶空气相色谱分为静态和动态顶空气相色谱，所谓静态顶空气相色谱是在一个密闭恒温体系中，液气或固气达到平衡时用气相色谱法分析蒸气相中的被测组分。静态顶空气相色谱的典型装置如图7．1所示。 动态顶空气相色谱也叫做吹扫-捕集分析法，这一方法是用惰性气体通人液体样品(或固体表面)，把要分析的组分吹扫出来，使之通过一个吸附剂进行富集然后再把吸附剂进行加热，使吸附的组分脱附，用载气将其带到气相色谱仪中进行分析。 2.静态顶空和气态顶空的比较 两种方法各有优缺点，静态顶空所用仪器简单，仅用一个玻璃瓶就可以进行分析，要求能够达到两相平衡，而且在取样时仍能保持这种平衡，但是一般情况下作为分析用的玻璃
瓶每个只能应用一次，日产分析需要处理大量的玻璃瓶，增加了强度，此外平衡还需要一定的等待时间。 动态顶空气相色谱法需要较多的仪器，也要较多的时间。该方法的成本较高。由于吹扫会带入杂质到样品中，大量的水蒸气会带入到捕集器中，还需要选择适当的脱附剂，该方法有时往往会出现吸附或脱附不完全的问题。 6.2 顶空气相色谱法的原理 一、色谱峰面积和样品蒸气分压的关系 在顶空气相色谱分析时当顶空瓶中样品t 面的蒸气压相当低时，峰面积(Fi)的大小与样品上面的挥发性组分的蒸气压(p i )成正比关系，即： i i p F ∝ (6-1) 由(7-1)式可导出下式： i i i p c F = (6-2) 式中i c 是特定物质的校正因子，决定于检测器的性能。 在真实体系中蒸气分压通常用下式表示： i i i i x p p γ0= (6-3) 式中p 0i ——纯组分i 的蒸汽压； x i ——在样品中含有组分i 的摩尔分数； γi ——组分i 的活度系数。 如果样品是一个理想的溶液(这种情况非常少见)，其活度系数(γi )为1，(6-3)式即可用拉乌尔(Raoult)定律表示： i i i x p p 0= (6-4) 这种理想的溶液有：正庚烷／甲基环己烷；对二甲苯／间二甲苯，2-甲萘／1-甲萘，反十氢化萘，顺十氢化萘，邻硝基氯苯／对硝基氯苯，己烷／庚烷，苯／甲苯，氯苯／乙苯，乙醇／异丙醇等。 然而，在大多数情况下，样品为非理想溶液，非理想溶液的γ大于l 或小于1。大于1的非理想溶液有：庚烷／甲苯；辛烷／乙苯；乙醇／丁酮；环己烷／二氧六环；乙醚／乙醇；乙醇／乙酸乙酯：乙醇／庚烷；苯胺；乙醇／水等。 γ小于1的非理想溶液有：丙酮／l ，1，2-三氯乙烷；反二氯乙烯／二异丙醚；反三氯乙烯／四氢呋喃；顺二氯乙烯／丁酮；丙酮／氯仿等。 活度系数γ不仅决定于溶液中i 组分和其他组分的性质，也取决于所有组分的摩尔分数，同时也受温度和压力的影响。 二、顶空气相色谱分析中的校正因子 从(6-2)和(6-3)式可导出下式