– 色谱是通过待分离的物质在流动相和固定相
之间分配比的差异进行分离（分析）的方法。
第一节 色谱分析简介
? 色谱法分类
? 色谱法特点
? 色谱流程
? 色谱图及基本概念
色谱法分类
类别 流动相 固定相 色谱法
气相色谱 气体 液体 气液色谱
固体 气固色谱
液相色谱 液体
液体 液液色谱
固体 液固色谱
纸 纸色谱
玻璃板涂吸附剂 簿层色谱
多孔凝胶 凝胶色谱
离子交换剂 离子交换色谱
超临界液体色谱 超临界液体 毛细管液体 毛细管电泳
色谱法特点
? 高效
? 速度快
? 灵敏度高
? 样品用量少
? 成本低
? 可定性、定量
色谱流程
载气 → 载气控制 → 进样口 → 色谱柱 → 检测
器 → 数据处理
色谱图及基本概念
? 色谱图
? 色谱峰
? 基线
? 峰高 h
? 半峰宽 1/2w
? 峰底宽 w
保留值
? 死时间 tm
? 保留时间 tr
? 调整保留时间 t’ r
? 死体积 Vm=tm*F0
? 保留体积 Vr =tr*F0
? 调整保留体积 V’ =t’ r*F0 r
? 相对保留值, r2.1=tr2/tr 1 =Vr2/Vr 1
相对保留值,
? r2.1=tr2/tr 1 =Vr2/Vr
? r2.1与柱温、固定相性质有关，而与柱长、柱经、流动相
? 速度无关。
? r2.1越大，固定相对组分的选择性能越好，两组分越容易分
离。
选择因子
某色谱峰 (i)的调整保留值与某一标准的色
谱峰 (s)的调整保留值之比：
?
?α= t’ r(i)/ t’ r(s)
? 是衡量固定相选择性指标
分配系数
? 在一定温度条件下，组分在固定相和流
动相之间的分配达到平衡时的浓度比。
? K=Cs/Cm
? Cs:组分在固定相中的浓度
? Cm,组分在流动相中的浓度
若 Kb> Ka,组分 a较组分 b先流出色谱柱。
第二节色谱法基本理论
? 塔板理论
第三节 气相色谱仪
流动相控
制系统
进样
系统
分离
系统
检测
系统
记录
系统
计算机控制系统
仪器的组成
?数据处理：
Glass-GC10,G-RGA,GR7A,CR8A
?检测器,
ECD,FID,FPD,FTD,（ TCD）
?载气控制,
手动，数字（ AFC） /恒压、恒温
一、气路系统
? 气源：氢气发生器、氮气发生器、空气发生器、钢瓶（Ａ r,He、
空气 )
? 气体纯度要求,He,99.999%
? N2,99.999%
? H2,99.99% (TCD)
? Ar,99.99%
? 流量控制：须精确控制
? 减压阀、稳压阀、针型阀
? 电子气路控制：
? 岛津 -高级气路控制 (AFC)、瓦里安 -电子流量控制 (EFC)、
? PE-可编程气路控制 (PPC)
二、进样系统
? 填充柱进样
? 毛细管分流 /无分流进样
? 冷柱头进样（ OCI进样）
? PTV进样 (程序升温进样 )
进样系统
? 进样器：进样口、注射器、自动进样器
? 技术参数：
? 进样口温度,350-420度
? 载气压力,0-100 psi
? 流量,0-200 ml/min
? 气化室体积,0.1-1ml
? 惰性：防止吸附、化学反应、催化（石英衬管）
? 隔垫扫吹功能
分流进样
?毛细管柱两种进样方式
? Spilt/Spiltless
?适用性,Spilt-浓度高样品
? Spiltless -浓度低样品
?分流比,20-200,1
衬管
进样方式
? 热进样：
Spilt/Spiltless（毛细管柱）
直接进样（宽口径毛细管柱、填充柱）
? 冷进样,
OCI;
PTV
歧视效应和热分解
? 两种进样方法特点：
? 热进样（ SPL,WBI)
存在歧视效应和样品的热分解
冷进样 (OCI,PTV)
定量精确性高
歧视效应和热分解的影响较小
歧视效应的产生
? 高沸点的物质在样品进样的退针后，残
留在进样针中，使低沸点组分的比例偏
高，样品的组分出现气溶胶分离的现象。
歧视效应与进样量
? 进样体积越小，歧视效应越严重,
48% C9
52% C4
进样体积与色谱峰面积比
减少歧视效应的方法
? 快速进样法
进样后，停止 1秒钟，使高沸点的组分进样
? 溶剂冲洗法
? 热针法
溶剂冲洗法
? 此方法难以定量，可用于内标法，不宜用于外
标法
溶剂
空气
样品
空气
减少热歧视的最好方法 -冷进样
? 冷柱头进样（ OCI):样品在低于样品沸点的温度下进样。
适用于 0.53mm内径的色谱柱，因无分流流路，所以，
适于痕量分析。
? 程序升温进样（ PTV)：汽化室快速升温，是样品快速汽化。
适用于：
SPL:高浓度样品
PIV(无分流进样 ),低浓度样品
大体积进样
毛细管柱 进样体积
（微升）
宽口径柱 进样体积
（微升）
SPL,PIV 2 OCI 2
SPL,PTV 5 LVI-PTV
直接进样 3 空衬管 10
衬管 +石英绵 50
衬管 +填料 ＞ 1000
进样体积的上限
三、分离系统
? 色谱柱类型
填充柱 毛细管柱
主材 不锈钢、玻璃 熔融石英、铝
内径 2.6-3mm 0.2-0.53mm
长度 0.5-6m 10-100m
填料 坦体：硅澡土、石
英、玻璃、塑料 …
固定液,1-30%
固定液,OV-1\PEG-
20H,OV-17…
固定液厚度,0.2-5μm
固定相
? 固体固定相,活性碳、活性铝、分子
筛 …,主要用于无机气体及低碳烃的分
析
? 液体固定相（固定液）,硅酮、聚已二
醇、聚脂 …,主要用于液体样品及高沸
点化合物的分析
固定相的种类
种类 适用范围
烃类 非极性化合物（烷烃、芳烃及其聚合物）分析
醇类 极性功能团的化合物及芳烃
晴类 强极性的伯醇、芳烃、不饱和烃、卤代烃、酮、醛
脂类 中等极性物：如饱和、不饱脂肪泛酸
胺类 极性化合物及其异构体：高级醇、胺、含硫或含氮化合物、甾族化合物、水
聚硅氧烷 各类化合物，应用广泛
固定相的种类
? 五级分类法：
? 固定液相对极性值在 0-100之间，以 20为
一个单位，共五级，以,+1-+5表示
? 标准物,相对极性 级别 级性
? 角鲨烷 0 -1 非
β,β -氧二丙晴 100 +5 强
色谱柱的老化
? 为什么要老化？
新柱含的溶剂和高沸点的物质会引起基线
不稳，出现 鬼峰 和噪音。长期不用的旧柱也会
出现同样的问题。
（老化柱子时不要连接检测器）
? 如何老化？
采用程序升温，至最高温度后保持若干小时。
? 每天要老化吗？
示仪器的基线稳定与否而定。
出现鬼峰的原因
鬼峰：样品不含的组分的色谱峰
1,进样口污染；
2,载气含水及其它不纯物；
3,不绣钢管及阀污染（样品污染、载气不纯物、
橡胶垫圈碎沫）；
4,进样垫及橡胶垫圈污染；
5,填料老化不够；
6,填充剂劣化。
色谱柱分离柱效评价
1.柱效：峰尖
理论塔板高、理论塔板多的，色谱峰尖
2,选择性（峰的分离性）：
对两种相似极性的物质的分离能力。
对策：选择极性相当的固定相
评价：分离因子、分离度
3.峰的对称性
评价：拖尾因子
对策：老化色谱柱
四、检测系统
DET 载气的种类 测定浓度 应用
FID He,N2 >数 ppm 有机化合物
ECD N2 >数 ppb 有机卤素化合物
NPD He,N2 >数 ppb 氮、磷化合物
FPD He,N2 >0.1ppm 硫、磷化合物
TCD H2,N2,Ar >50ppm 无机、有机化合
物
（一）检测器（ DET)
FID-Flame ionization detector
火焰离子化检测器
原理：在氢火焰中，有机物燃烧产生
CHO+离子，该离子强度与有机物
的组分成正比。
应用：有机物的测定
无机物及氧化物在该检测器无响应。
ECD（ 电子俘获检测器 ）
-electron capture detector
? 放射源发射出 β 粒子产生初级电子，当存在载气时，载
气受 β 粒子轰击而离子化形成次级离子，初次级电子向
阳极移动形成基流 I流
? 检测池中存在分析组分（ AB)时,AB俘获电子发生离子
化反应：
? e - +AB AB -,e - +AB A+B-
? 离子 -电子，离子 -离子再结合
e - +N+ 中性物 或者 AB - +N+ 中性物
? AB -, B- 的质量较电子大，迁移速度低，它们与正离
子再结合的几率较正离子与电子再结合的几率高，所以，
样品池的电流 I池 < I流,
? I流 - I池 与分析组分的浓度 成正比。
NPD-nitrogen-phosphorus detector
?原理：有机化合物在碱金属（铷）
表面热分解生成电负性碎片，并产
生负离子流。
?应用：对有机氮、磷化合物具高的
灵敏度和选择性
（二）检测器的性能指标
1 灵敏度,响应信号对样品量的变化值
? S=Δ R/Δ Q
2 检测限：两倍噪声与灵敏度之比
D=2N/S
是衡量检测器性能的指标。
3 最小检测量（ m0)：产生两倍噪声信号时色谱
体系所需要的进样量。
M0与 检测器性能有关，也与色谱柱的柱效、
操作条件有关。
4 线性范围
?被测物浓度与信号间保持线性的
范围，以最大允许量和最小检测
量表示。
?FID:107
?TCD:105
五、色谱工作站
1、结构：硬件 -计算机、打印机 软件
2、功能：
（ 1）数据处理：基线校正、峰识别、畸形
峰解析、峰参数计算、组分定量计算
（ 2）谱图再处理：
（ 3）色谱仪的操作控制：
（ 4）图谱的存贮
3、积分参数
积分参数设定的目的是分辨噪音与色谱峰信号，
（ 1）峰宽：不在设定范围内的信号不检测。
（ 2）阈值：信号小于设定值的峰当成噪声而不被检测。
设定值过大，信号弱的样品信号被认为是噪声而漏测，
反之，将噪声当成待测信号而采集。
（ 3）最小峰面积：
峰高大于阈值，而峰面积小于最小峰面积的峰不检测。
第四节 分析条件的选择
一、色谱柱的优选
1、利用相似相溶定律
2、利用罗而塞奈德 -麦克雷诺慈常数系统
3、利用优选固定液,SE-30,OV-17,SE-54、
OV-210(QF-1),Carbowax-20M,DEGS
4、利用广谱固定液：硅氧烷类、高分子多
孔微孔
5、利用混合固定液
条件的选择
二、柱长、内径的选择
三、柱温 的选择 的范围
1、柱温的范围
2、程序升温
恒温分析 升温分析
各组分的沸程窄、样品
较纯时采用
组分的沸程窄、样品较
杂时采用
保留时间与碳数呈指数
关系
保留时间与碳数呈比例
关系
基线确定困难，应确认
空白是否有鬼峰出现
恒温分析与升温分析
3、柱温的选择
根据沸点选择柱温和固定液的用量
沸程 柱温 固定液的用量
300-400 200-300 1%-3%
200-300 100-200 5%-10%
100-200 70-140 10%-15%
气体烃 50-室温 15%-25%
第五节
分析步骤
1、仪器准备：
气源的准备：氢气（发生器,NaOH添加、废液的排除）、
氮气、氦气
气路的连接（ FPT/FID)
漏气的检查（必要时）
检测器的连接（必要时） - FPT/FID？、信号联线
色谱柱的连接（必要时）
进样口的橡胶垫（绿色 /乳白色？）更新及衬管的清洗或
者更新（必要时）：绿色 -最高 250℃,乳白色 -最高
230℃
2、分析方法的建立
（ 1）打开氮气（氦气），使压力表使流量达 50ml/min
（ 2）配置分析部件
打开 Class GC(2)：
Configulation(配置 )
? 自定义分析所需要的仪器单元：打开 Customize-设定
DET,TEM Unit：
? READY CHECK-选择 INJ,DET,COLLUM,AUX、
WAIT,AUX（ 1-3？）
? 确定退出 Configulation
（ 3）分析方法的建立（改动）
再 Real Time Analyze状态下
