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气相色谱分析法

更新时间：2010-09-27 点击次数：2529

第1章气相色谱分析法

气相色谱分析法是目前为止色谱分析中发展zui为成熟的分析方法，具有广泛的应用范围。本章的教学目标在于使学生学习和掌握气相色谱分析法的基本理论、基本知识和气相色谱仪的基本组成结构和操作技能，了解气相色谱的应用范围，提高分析问题和解决问题的能力，为学习专业课和今后的科研工作打下良好的基础。

教学目标：深化对气相色谱分析基本理论的理解，熟悉气相色谱测定方法应用，掌握气相色谱仪的基本操作技能和日常维护，掌握分离条件的确定和定量方法，学会实验数据的处理方法。

1.1气相色谱分析概述

1.1.1气相色谱分析

气相色谱法（GC）是从1952年后迅速发展起来的一种分离分析方法。它实际上是一种物理分离的方法：基于不同物质物化性质的差异，在固定相（色谱柱）和流动相（载气）构成的两相体系中具有不同的分配系数（或吸附性能），当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起迁移，并在两相间进行反复多次的分配（吸附－脱附或溶解－析出），使得那些分配系数只有微小差别的物质，在迁移速度上产生了很大的差别，经过一段时间后，各组分之间达到了彼此的分离。被分离的物质依次通过检测装置，给出每个物质的信息，一般是一个色谱峰。通过出峰的时间和峰面积，可以对被分离物质进行定性和定量分析。

气相色谱法zui早是用于分离分析石油产品，目前已广泛用于石油化学、化工、有机合成、医药、生物化学、食品分析和环境监测等领域。在药物分析中，气相色谱法已成为有关物质检查、原料药和制剂的含量测定、中草药成分分析、药物的纯化、制备的一种重要手段。

随着科技的日新月异，气相色谱在许多方面都取得了良好的发展：气相色谱与其他仪器联用技术的快速发展使其应用进一步扩展，现在气-质联用等已经得到了广泛的应用。自动化程度进一步提高，特别是EPC（电子程序压力流量控制系统）技术已作为基本配置在许多厂家的气相色谱仪上安装（如HP6890，Varian 3800，PE Auto XL，CE Mega 8000 等），从而为色谱条件的再现、优化和自动化提供了更可靠更完善的支持。仪器的微型化以及与应用结合更紧密的色谱仪，如天然气分析仪等也是气相色谱重要发展方向之一。色谱仪器上的许多功能进一步得到开发和改进，如大体积进样技术，液体样品的进样量可达500 μL。与功能日益强大的工作站相配合，色谱采样速率显著提高，zui高已达到200 Hz，这为快速色谱分析提供了保证。色谱工作站功能不断增大，通信方式紧跟时代步伐，已实现网络化，从技术上讲，现在实现气相色谱仪的远程操作（样品已置于自动进样器中）是没有问题的。新的选择性检测器得到应用，如AED、O-FID、SCD、PFPD 等。新的高选择性固定液不断得到应用，如手性固定液等。耐高温毛细管色谱柱扩展了气相色谱的应用范围。

GC×GC技术是近两年出现并飞速发展的气相色谱新技术，样品在*根色谱柱上按沸点进行分离，通过一个调制聚焦器，每一时间段的色谱流出物经聚焦后进入第二根细内径快速色谱柱上按极性进行二次分离，得到的色谱图经处理后应为三维图。据报道，使用这一技术分析航空煤油检出了上万个组分。

1.1.2气相色谱分析的分类

就其操作形式而言，气相色谱法属于柱色谱法。气相色谱法有多种类型，从不同的角度出发，有不同的分类方法。

按固定相的物态，分为气-固色谱法（GSC）及气-液色谱法（GLC）两类。用液体做固定相时，必须将液体均匀地涂布在多孔的化学惰性固体上。这时的固定相中的液体叫固定液，它通常为高沸点有机物，多孔的化学惰性固体叫担体或载体。

按柱的粗细和填充情况，分为填充柱色谱法及毛细管柱色谱法两种。按分离机制，可分为吸附及分配色谱法两类。气-液色谱法属于分配色谱法。在气-固色谱法中，固定相常用吸附剂，因此多属于吸附色谱法。当固体固定相为分子筛时，分离是靠分子大小差异及吸附两种作用。

1.1.3 气相色谱分析的特点

气相色谱法具有分离效能高、选择性好（分离制备高纯物质，纯度可达99%；可分离性能相近物质和多组分混合物）、灵敏度高（可检测出10-13g～10-11 g 的物质）、样品用量少（进样量可在1 mg 以下）、分析速度快（几秒至几十分钟）及应用广泛（易挥发的有机物和无机物）等优点。受样品蒸气压限制是其弱点，对于挥发性较差的液体、固体，需采用制备衍生物或裂解等方法，增加挥发性。据统计，能用气相色谱法直接分析的有机物约占全部有机物的20%。