GC技術(shù)培訓(xùn)解讀課件

*技術(shù)員培訓(xùn)一、概述二、氣相色譜儀三、載氣系統(tǒng)

四、進(jìn)樣系統(tǒng)五、分離系統(tǒng)六、檢測系統(tǒng)七、故障維修

氣相色譜儀*技術(shù)員培訓(xùn)一、概述

氣相色譜儀*概述：

色譜法是一種應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛的分離分析技術(shù)，它已有近百年的發(fā)展史。

二十世紀(jì)五、六十年代石油及石油化工的突起促使了GC技術(shù)大發(fā)展，而七、八十年代生命科學(xué)、生化、制藥工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了HPLC的迅速發(fā)展。

目前除分析化學(xué)外，生物化學(xué)，石油化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，無機(jī)化學(xué)等學(xué)科都普遍采用色譜技術(shù)?，F(xiàn)代高效液相色譜儀，以其高效，快速和自動(dòng)化等特點(diǎn)成為當(dāng)代分析儀器中發(fā)展最快的儀器。HPLC已成為操作方便、準(zhǔn)確、快速并能解決困難分離問題的強(qiáng)有力的分析手段。

適用范圍廣：

已知有機(jī)物中僅20%不經(jīng)預(yù)先化學(xué)處理，可用GC分析；而其余80%有機(jī)物可用HPLC分析。HPLC適于分離生物、醫(yī)學(xué)大分子和離子化合物，不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物，種類繁多的其它高分子及不穩(wěn)定化合物。

*概述：

色譜法是一種應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛的分離分析技術(shù)，它*氣相色譜儀

典型的氣相色譜儀具有穩(wěn)定流量的載氣，將汽化的樣品由汽化室?guī)肷V柱，在色譜柱中不同組分得到分離，并先后從色譜柱中流出，經(jīng)過檢測器和記錄器，這些被分開的組分成為一個(gè)一個(gè)的色譜峰。色譜儀通常由下列五個(gè)部分組成：

1.載氣系統(tǒng)（包括氣源和流量的調(diào)節(jié)與測量元件等）2.進(jìn)樣系統(tǒng)（包括進(jìn)樣裝置和汽化室兩部分）3.分離系統(tǒng)（主要是色譜柱）4.檢測、記錄系統(tǒng)（包括檢測器和記錄器）5.輔助系統(tǒng)（包括溫控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等）*氣相色譜儀

典型的氣相色譜儀具有穩(wěn)定流量的載氣，將汽化的***三、載氣系統(tǒng)載氣通常為氮、氫和氫氣，由高壓氣瓶供給。由高壓氣瓶出來的載氣需經(jīng)過裝有活性炭或分子篩的凈化器，以除去載氣中的水、氧等有害雜質(zhì)。由于載氣流速的變化會(huì)引起保留值和檢測靈敏度的變化，因此，一般采用穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥或自動(dòng)流量控制裝置，以確保流量恒定。載氣氣路有單柱單氣路和雙柱雙氣路兩種。前者比較簡單，后者可以補(bǔ)償因固定液流失、溫度被動(dòng)所造成的影響，因而基線比較穩(wěn)定。*三、載氣系統(tǒng)載氣通常為氮、氫和氫氣，由高壓氣瓶供給。由高壓*四、進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣裝置和汽化室。氣體樣品可以用注射進(jìn)樣，也可以用定量閥進(jìn)樣。液體樣品用微量注射器進(jìn)樣。固體樣品則要溶解后用微量注射器進(jìn)樣。樣品進(jìn)入汽化室后在一瞬間就被汽化，然后隨載氣進(jìn)入色譜柱。根據(jù)分析樣品的不同，汽化室溫度可以在50一400℃范圍內(nèi)任意設(shè)定。通常，汽化室的溫度要比使用的最高柱溫高10一50℃以保證樣品全部汽化。進(jìn)洋量和進(jìn)樣速度會(huì)影響色譜柱效率。進(jìn)樣量過大造成色譜柱超負(fù)荷，進(jìn)樣速度慢會(huì)使色譜峰加寬，影響分離效果。*四、進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣裝置和汽化室。氣體樣品可以用*五、分離系統(tǒng)(1)色譜柱是色譜儀的分離系統(tǒng)。試樣中各組分的分離在色譜柱中進(jìn)行，因此，色譜柱是色譜儀的核心部分。色譜往主要有兩類：填充柱和毛細(xì)管柱，現(xiàn)分別敘述如下:

1．填充柱

填充柱由柱管和固定相組成，柱管材料為不銹鋼或玻璃，內(nèi)徑為2—4毫米，長為1—3米。往內(nèi)裝有固定相，固定相又包括固體固定相和液體固定相兩種。

*五、分離系統(tǒng)(1)色譜柱是色譜儀的分離系統(tǒng)。試樣中各組分的*五、分離系統(tǒng)(2)2．毛細(xì)管往

毛細(xì)管柱又叫空心柱，空心柱分涂壁空心柱，多孔層空心柱和涂載體空心柱。涂壁空心柱是將固定液均勻地涂在內(nèi)徑0．1—0．5毫米的毛鋼管內(nèi)壁而成。毛細(xì)管的材料可以是不銹鋼、玻璃或石英。這種色譜柱具有滲透性好、傳質(zhì)阻力小等特點(diǎn)，因此柱子可以做得很長(一般幾十米，最長可到三百米)。和填充柱相比，其分離效率高，分析速度快,樣品用量小。其缺點(diǎn)是樣品負(fù)荷量小，因此經(jīng)常需要采用分流技術(shù)。柱的制備方法也比較復(fù)雜；多孔層空心柱是在毛細(xì)管內(nèi)壁適當(dāng)沉積上一層多孔性物質(zhì)，然后涂上固定液。這種柱容量比較大，滲透性好，故有穩(wěn)定、高效、決速等優(yōu)點(diǎn)。*五、分離系統(tǒng)(2)2．毛細(xì)管往*六、檢測系統(tǒng)(1)1．熱導(dǎo)檢測器熱導(dǎo)檢測器(Thermalcoductivitydetector，簡稱TCD)是應(yīng)用比較多的檢測器，不論對(duì)有機(jī)物還是無機(jī)氣體都有響應(yīng)。熱導(dǎo)檢測由熱導(dǎo)池池體和敏元件組成。熱敏元件是兩根電阻值完全相同的金屬(鎢絲或白金絲)，作為兩個(gè)臂接入惠斯頓電橋中，由恒定的電流加熱。如果熱導(dǎo)池只有載氣通過，載氣從兩個(gè)熱敏元件帶走的熱量相同，兩個(gè)熱敏元件的溫度變化是相同的，其電阻值變化也相同，電橋處于平衡狀態(tài)。如果樣品混在載氣中通過測量池，由于樣號(hào)氣和載氣協(xié)熱導(dǎo)系數(shù)不同，兩邊帶走的熱量不相等，熱敏元件的溫度和阻值也就不同，從而使得電橋失去平衡，記錄器上就有信號(hào)產(chǎn)生。這種檢測器是一種通用型檢測器。被測物質(zhì)與載氣的熱導(dǎo)系數(shù)相差愈大，靈敏度也就愈高。此外，載氣流量和熱絲溫度對(duì)靈敏度也有較大的影響。熱絲工作電流增加—倍可使靈敏度提高3—7倍，但是熱絲電流過高會(huì)造成基線不穩(wěn)和縮短熱絲的壽命。熱導(dǎo)檢測器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好，對(duì)有機(jī)物和無機(jī)氣體都能進(jìn)行分析，其缺點(diǎn)是靈敏度低。*六、檢測系統(tǒng)(1)1．熱導(dǎo)檢測器熱導(dǎo)檢測器*熱導(dǎo)池由池體（不銹鋼塊）和熱敏元件（錸鎢合金）構(gòu)成。雙臂熱導(dǎo)池：一臂參比池；一臂測量池四臂熱導(dǎo)池：兩臂是參比；兩臂是測量

雙臂熱導(dǎo)池四臂熱導(dǎo)池

*熱導(dǎo)池由池體（不銹鋼塊）和熱敏元件（錸鎢合金）構(gòu)成。*六、檢測系統(tǒng)(2)2．氫火焰離子化檢測器

(FlameIonizationDetector，F(xiàn)ID)簡稱氫焰檢測器。它的主要部件是一個(gè)用不銹鋼制成的離子室。離子室由收集極、極化極(發(fā)射極)、氣體入口及火焰噴嘴組成。在離子室下部，氫氣與載氣混合后通過噴嘴，再與空氣混合點(diǎn)火燃燒，形成氫火焰。無樣品時(shí)兩極間離子很少，當(dāng)有機(jī)物進(jìn)入火焰時(shí)，發(fā)生離子化反應(yīng)，生成許多離子。在火焰上方收集極和極化極所形成的靜電場作用下，離子流向收集極形成離子流。離子流經(jīng)放大、記錄即得色譜峰。有機(jī)物在氫火焰中離子化反應(yīng)的過程如下：當(dāng)氫和空氣燃燒時(shí)，進(jìn)入火焰的有機(jī)物發(fā)生高溫裂解和氧化反應(yīng)生成自由基，自由基又與氧作用產(chǎn)生離子。在外加電壓作用下，這些離子形成離子流，經(jīng)放大后被記錄下來。所產(chǎn)生的離子數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入火焰的碳原子質(zhì)量有關(guān)，因此，氫焰檢測器是一種質(zhì)量型檢測器。

這種檢測器對(duì)絕大多數(shù)有機(jī)物都有響應(yīng)，其靈敏度比熱導(dǎo)檢測器要高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，易進(jìn)行痕量有機(jī)物分析。其缺點(diǎn)是不能檢測惰性氣體、空氣、水、C0，CO2、NO、S02及H2S等。*六、檢測系統(tǒng)(2)2．氫火焰離子化檢測器

(Flame*離子化室、火焰噴嘴、一對(duì)電極、外罩**六、檢測系統(tǒng)(3)3．電子捕獲檢測器

電子捕獲檢測器是一種選擇性很強(qiáng)的檢測器，它只對(duì)合有電負(fù)性元素的組分產(chǎn)生響應(yīng)，因此，這種檢測器適于分析合有鹵素、硫、磷、氮、氧等元素的物質(zhì)。在電子捕獲檢測器內(nèi)一端有一個(gè)多放射源作為負(fù)極，另一端有一正極。兩極間加適當(dāng)電壓。當(dāng)載氣(N2)進(jìn)入檢測器時(shí)，受多射線的輻照發(fā)生電離，生成的正離子和電子分別向負(fù)極和正極移動(dòng)，形成恒定的基流。合有電負(fù)性元素的樣品AB進(jìn)入檢測器后，就會(huì)捕獲電子而生成穩(wěn)定的負(fù)離子，生成的負(fù)離子又與載氣正離子復(fù)合。結(jié)果導(dǎo)致基流下降。因此，樣品經(jīng)過檢測器，會(huì)產(chǎn)生一系列的倒峰。電子捕獲檢測器是常用的檢測器之一，其靈敏度高，選擇性好。主要缺點(diǎn)是線性范圍較窄。*六、檢測系統(tǒng)(3)3．電子捕獲檢測器

電子捕獲檢測器是一種***七、故障維修（柱室不升溫）柱室不升溫故障的原因有如下幾個(gè)：1.柱加熱絲斷；2.鉑電阻或引線斷；3.電源保險(xiǎn)絲損壞；4.插頭、電纜斷線；5.可控硅故障；6.柱溫控板損壞；7.溫控單元內(nèi)部引線斷路。詳細(xì)步驟如下：（1）檢查電源指示燈如點(diǎn)亮，說明儀器有電，須按（2）進(jìn)行檢查。若燈不亮，應(yīng)進(jìn)一步觀察檢測室、汽化室是否可升溫或相應(yīng)指示燈亮。（2）檢查柱加熱指示燈如點(diǎn)亮但不能加熱，說明爐絲電路有斷路；倘若柱加熱指示燈沒有點(diǎn)亮，須注意柱保險(xiǎn)絲是否損傷。（3）檢查測柱加熱絲整機(jī)停電后，直接測量爐絲電阻是否有一定阻值，若有一定阻值則說明加熱絲正常，須檢查加熱引線電纜；若爐絲開路，需打開柱加熱爐修復(fù)爐絲斷路處。*七、故障維修（柱室不升溫）柱室不升溫故障的原因有如下幾個(gè)：*（4）電纜引線斷爐加熱引線，查出斷線處。查出后若屬接觸不良，須清潔接觸處插頭、插座表面；若屬引線虛焊，應(yīng)重新焊接。（5）爐絲斷柱加熱爐爐絲斷開后，需打開柱加熱爐，直至能看到爐絲，仔細(xì)觀察爐絲在何處斷開。修完或更換爐絲后，需注意測試爐絲對(duì)外殼不得有相碰或漏電。（6）檢查柱加熱保險(xiǎn)絲。（7）檢查鉑電阻測量從柱室引向溫控單元的鉑電阻引線插頭兩端電阻，看其是否為正常相通。如測得阻值正常，須進(jìn)一步檢查溫控單元內(nèi)部電路。如果阻值太大或開路，需按（9）進(jìn)行處理。（8）溫控單元不升溫故障檢查在測量柱加熱絲，鉑電阻管正常的情況下，如柱室仍不升溫，需進(jìn)入溫控單元內(nèi)部進(jìn)行檢修。（9）鉑電阻及引線斷路。（10）更換保險(xiǎn)絲。*（4）電纜引線斷爐加熱引線，查出斷線處。查出后若屬接觸*（11）檢查檢測室、汽化室升溫情況觀察檢測室、汽化室是否可升溫。（12）檢查電源指示燈雖然僅僅出現(xiàn)指示燈損壞還不會(huì)導(dǎo)致柱室不升溫故障，但是儀器電源指示燈能正常指示有無電源，卻是很有意義的。檢查指示燈引線或更換新的指示燈是排除此種故障的根本方法。（13）檢查總保險(xiǎn)絲。（14）電源插頭、引線故障。（15）更換保險(xiǎn)絲。

*（11）檢查檢測室、汽化室升溫情況觀察檢測室、汽化室是*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除

）1進(jìn)樣不出峰這是最常見的問題之一，主要原因有以下凡個(gè)方面：漏氣：進(jìn)樣隔墊、柱子兩端的接頭以及放空針形閥前的連接處漏氣。火焰熄滅：調(diào)節(jié)氫氣或尾吹氣流量的大小，看記錄筆是否向一邊偏移，如筆不動(dòng)，說明火熄了或火沒點(diǎn)著。電路不正常：離子線、放大器、記錄儀連線接錯(cuò)或接觸不好，放大器有問題。系統(tǒng)堵塞：在上述情況均正常時(shí)應(yīng)懷疑系統(tǒng)堵塞，樣品沒有進(jìn)到檢測器，先檢查柱后是否有氣流通過，如果沒有氣流通過，可能柱子堵塞，從柱后折斷1~2厘米，仍不通氣，再檢查柱前是否堵塞，在確認(rèn)柱子通氣的情況下，檢查柱子到檢測器的連接管路是否堵塞。*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除）1進(jìn)樣不出*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除

）尾吹氣沒加上：調(diào)節(jié)尾吹流量，如果記錄筆不動(dòng)（在保證火點(diǎn)著和儀器正常情況下），應(yīng)懷疑流量不夠。關(guān)掉氫氣和空氣，噴嘴口若沒有氣流，證明是氣路堵塞或尾吹管路堵塞。靈敏度太低；可能高壓沒加上，絕緣不好等儀器本身的問題，也有操作上的原因，高阻太低，衰減大大，記錄儀滿刻度毫伏數(shù)大大等。毛細(xì)管色譜常用10~10歐姆的高阻，衰減盡可能小，記錄儀滿刻度1毫伏（噪音可允許的情況下）。如果記錄儀滿刻度只有5毫伏或10毫伏，衰減可相應(yīng)小一些或高阻高一擋。另外，柱子從中間斷開。樣品濃度大低、放空流量太大。注射針堵塞等原因都可能造成不出峰。*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除）尾吹氣沒加*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除

）2。色譜峰拖尾，拖尾峰引起的原因比較復(fù)雜，毛細(xì)管柱和儀器系統(tǒng)都可能引起拖尾。柱子兩端安裝不正確，沒有超過分流點(diǎn)和尾吹點(diǎn)；或者是安裝好后又在接頭處斷裂；柱外死體積較大；尾吹氣流量小，樣品在柱內(nèi)或者系統(tǒng)內(nèi)壁非線性吸附；汽化室污染，此時(shí)應(yīng)檢查柱子的連接是否正確，有無斷裂，尾吹氣流量是否合適，強(qiáng)極性組份在金屬、載體、固定液和載氣以及固定液和玻璃界面上都會(huì)發(fā)生吸附作用，這些表面吸附作用可以通過表面純化來解決。最好是將系統(tǒng)全玻璃化，并使用石英毛細(xì)管柱，或?qū)悠愤m當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化。*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除）2。色譜峰*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除

）拖尾峰和前伸峰前伸峰是由于進(jìn)樣量太大，柱子超負(fù)荷，進(jìn)樣器或柱溫太低引起的、只要提高儀器的靈敏度，減小進(jìn)樣量，提高進(jìn)樣器溫度或柱溫，就能或少解決色譜峰的前伸問題。*七、故障維修（毛細(xì)管色譜分析中常見故障及排除）拖尾峰和前*一、峰丟失可能的原因及應(yīng)采用的排除方法

1.注射器有毛病，用新注射器驗(yàn)證。

2.未接入檢測器，或檢測器不起作用，檢查設(shè)定值

3.進(jìn)樣溫度太低，檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整

4.柱箱溫度太低，檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整

5.無載氣流，檢查壓力調(diào)節(jié)器，并檢查泄漏，驗(yàn)證柱進(jìn)品流速

6.柱斷裂，如果柱斷裂是在柱進(jìn)口端或檢測器末端，是可以補(bǔ)救的，切去柱斷裂部分，重新安裝*一、峰丟失*二、前沿峰

1.柱超載，減少進(jìn)樣量

2.兩個(gè)化合物共洗脫，提高靈敏度和減少進(jìn)樣量，使溫度降低10~20度，以使峰分開

3.樣品冷凝，檢查進(jìn)樣口和柱溫，如有必要可升溫

4.樣品分解，采用失活化進(jìn)樣器襯管或調(diào)低進(jìn)樣器溫度三、拖尾峰

1.進(jìn)樣器襯套或柱吸附活性樣品：更換襯套。如不能解決問題，就將柱進(jìn)氣端去掉1~2圈，再重新安裝

2.柱或進(jìn)樣器溫度太低：升溫（不要超過柱最高溫度）。進(jìn)樣器溫度應(yīng)比樣品最高沸點(diǎn)高25度

3.兩個(gè)化合物共洗脫：提高靈敏度，減少進(jìn)樣量，使溫度降低10~20度，以使峰分開

4.柱損壞：更換柱

5.柱污染：從柱進(jìn)口端去掉1~2圈，再重新安裝毛細(xì)管分析常見問題的解決*二、前沿峰*四、只有溶劑峰

1.注射器有毛?。河眯伦⑸淦黩?yàn)證。

2.不正確的載氣流速（太低）：檢查流速，如有必要，調(diào)整之

3.樣品太?。鹤⑷胍阎獦悠芬缘贸隽己媒Y(jié)果。如果結(jié)果很好，就提高靈敏度或加大注入量。

4.柱箱溫度過高：檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整

5.柱不能從溶劑峰中解析出組分：將柱更換成較厚涂層或不同極性

6.載氣泄漏：檢查泄漏處（用肥皂水)

7.樣品被柱或進(jìn)樣器襯套吸附：更換襯套。如不能解決問題，就從柱進(jìn)口端去掉1~2圈，并重新安裝*四、只有溶劑峰*五、寬溶劑峰

1.由于柱安裝不當(dāng)，在進(jìn)樣口產(chǎn)生死體積：重新安裝柱。

2.進(jìn)樣技術(shù)差（進(jìn)樣太慢）：采用快速平穩(wěn)進(jìn)樣技術(shù)。

3.進(jìn)樣器溫度太低：提高進(jìn)樣器溫度。

4.樣品溶劑與檢測相互影響（二氯甲烷/ECD）：更換樣品溶劑。

5.柱內(nèi)殘留樣品溶劑：更換樣品溶劑

6.隔墊清洗不當(dāng)：調(diào)整或清洗

7.分流比不正確（分流排氣流速不足）：調(diào)整流速*五、寬溶劑峰*六、假峰

1.柱吸附樣品，隨后解吸：更換襯管，如不能解決問題，就從柱進(jìn)樣口端去掉1~2圈，再重新安裝。

2.注射器污染：用新注射器及干凈的溶劑試一試，如假峰消失，就將注射器沖洗幾次。

3.樣品量太大：減少進(jìn)樣量。

4.進(jìn)樣技術(shù)差（進(jìn)樣太慢：采用快速平穩(wěn)的進(jìn)樣技術(shù)七、過去工作良好的柱出現(xiàn)未分辨峰

1.柱溫不對(duì)：檢查并調(diào)整溫度

2.不正確的載