基本簡介

　　氣體工業(yè)名詞術語。一種色譜分析儀器。由載氣帶入，通過對欲檢測混合物中組分有不同保留性能的色譜柱，使各組分分離，依次導入檢測器，以得到各組分的檢測信號。

　　按照導入檢測器的先后次序，經(jīng)過對比，可以區(qū)別出是什么組分，根據(jù)峰高度或峰面積可以計算出各組分含量。

　　通常采用的檢測器有：熱導檢測器，火焰離子化檢測器，氦離子化檢測器，超聲波檢測器，光離子化檢測器，電子捕獲檢測器，火焰光度檢測器，電化學檢測器，質(zhì)譜檢測器等。

氣相色譜儀在石油、化工、生物化學、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)、環(huán)保等方面應用很廣。它除用于定量和定性分析外，還能測定樣品在固定相上的分配系數(shù)、活度系數(shù)、分子量和比表面積等物理化學常數(shù)。一種對混合氣體中各組成分進行分析檢測的儀器。

基本構造

氣相色譜儀的基本構造有兩部分，即分析單元和顯示單元。前者主要包括氣源及控制計量裝置﹑進樣裝置﹑恒溫器和色譜柱。后者主要包括檢定器和自動記錄儀。色譜柱（包括固定相）和檢定器是氣相色譜儀的核心部件。

  （1）載氣系統(tǒng)氣相色譜儀中的氣路是一個載氣連續(xù)運行的密閉管路系統(tǒng)。整個載氣系統(tǒng)要求載氣純凈、密閉性好、流速穩(wěn)定及流速測量準確。

　?。?/span>2）進樣系統(tǒng)進樣就是把氣體或液體樣品速而定量地加到色譜柱上端。

　?。?/span>3）分離系統(tǒng)分離系統(tǒng)的核心是色譜柱，它的作用是將多組分樣品分離為單個組分。色譜柱分為填充柱和毛細管柱兩類。

　?。?/span>4）檢測系統(tǒng)檢測器的作用是把被色譜柱分離的樣品組分根據(jù)其特性和含量轉化成電信號，經(jīng)放大后，由記錄儀記錄成色譜圖。

　?。?/span>5）信號記錄或微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)近年來氣相色譜儀主要采用色譜數(shù)據(jù)處理機。色譜數(shù)據(jù)處理機可打印記錄色譜圖，并能在同一張記錄紙上打印出處理后的結果，如保留時間、被測組分質(zhì)量分數(shù)等。

　?。?/span>6）溫度控制系統(tǒng)用于控制和測量色譜柱、檢測器、氣化室溫度，是氣相色譜儀的重要組成部分。　氣相色譜儀分為兩類：一類是氣固色譜儀，另一類是氣液分配色譜儀。這兩類色譜儀所分離的固定相不同，但儀器的結構是通用的。

工作原理

　　色譜儀利用色譜柱先將混合物分離，然后利用檢測器依次檢測已分離出來的組分。色譜柱的直徑為數(shù)毫米，其中填充有固體吸附劑或液體溶劑，所填充的吸附劑或溶劑稱為固定相。與固定相相對應的還有一個流動相。流動相是一種與樣品和固定相都不發(fā)生反應的氣體，一般為氮或氫氣?！〈治龅臉悠吩谏V柱頂端注入流動相，流動相帶著樣品進入色譜柱，故流動相又稱為載氣。載氣在分析過程中是連續(xù)地以一定流速流過色譜柱的；而樣品則只是一次一次地注入，每注入一次得到一次分析結果?！悠吩谏V柱中得以分離是基于熱力學性質(zhì)的差異。固定相與樣品中的各組分具有不同的親合力（對氣固色譜儀是吸附力不同，對氣液分配色譜儀是溶解度不同）。當載氣帶著樣品連續(xù)地通過色譜柱時，親合力大的組分在色譜柱中移動速度慢，因為親合力大意味著固定相拉住它的力量大。親合力小的則移動快。將從樣品注入載氣為計時起點，到各組分經(jīng)分離后依次進入檢測器，檢測器給出對應于各組分的最大信號（常稱峰值）所經(jīng)歷的時間稱為各組分的保留時間tr。實踐證明，在條件（包括載氣流速、固定相的材料和性質(zhì)、色譜柱的長度和溫度等）一定時，不同組分的保留時間tr也是一定的。因此，反過來可以從保留時間推斷出該組分是何種物質(zhì)。故保留時間就可以作為色譜儀器實現(xiàn)定性分析的依據(jù)。

　　檢測器對每個組分所給出的信號，在記錄儀上表現(xiàn)為一個個的峰，稱為色譜峰。色譜峰上的極大值是定性分析的依據(jù)，而色譜峰所包羅的面積則取決于對應組分的含量，故峰面積是定量分析的依據(jù)。一個混合物樣品注入后，由記錄儀記錄得到的曲線，稱為色譜圖。分析色譜圖就可以得到定性分析和定量分析結果。

載氣由載氣鋼瓶提供，經(jīng)過載氣流量調(diào)節(jié)閥穩(wěn)流和轉子流量計檢測流量后到樣品氣化室。樣品氣化室有加熱線圈，以使液體樣品氣化。如果待分析樣品是氣體，氣化室便不必加熱。氣化室本身就是進樣室，樣品可以經(jīng)它注射加入載氣。載氣從進樣口帶著注入的樣品進入色譜柱，經(jīng)分離后依次進入檢測器而后放空。檢測器給出的信號經(jīng)放大后由記錄儀記錄下樣品的色譜圖。

　　氣相色譜儀是一種多組份混合物的分離、分析工具，它是以氣體為流動相，采用沖洗法的柱色譜技術。當多組份的分析物質(zhì)進入到色譜柱時，由于各組分在色譜柱中的氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同，因此各組份在色譜柱的運行速度也就不同，經(jīng)過一定的柱長后，順序離開色譜柱進入檢測器，經(jīng)檢測后轉換為電信號送至數(shù)據(jù)處理工作站，從而完成了對被測物質(zhì)的定性定量分析。

　　常見檢測器

　　1）熱導檢測器

　　熱導檢測器（TCD）屬于濃度型檢測器，即檢測器的響應值與組分在載氣中的濃度成正比。它的基本原理是基于不同物質(zhì)具有不同的熱導系數(shù)，幾乎對所有的物質(zhì)都有響應，是目前應用最廣泛的通用型檢測器。由于在檢測過程中樣品不被破壞，因此可用于制備和其他聯(lián)用鑒定技術。

　　2）氫火焰離子化檢測器

　　氫火焰離子化檢測器（FID）利用有機物在氫火焰的作用下化學電離而形成離子流，借測定離子流強度進行檢測。該檢測器靈敏度高、線性范圍寬、操作條件不苛刻、噪聲小、死體積小，是有機化合物檢測常用的檢測器。但是檢測時樣品被破壞，一般只能檢測那些在氫火焰中燃燒產(chǎn)生大量碳正離子的有機化合物。

　　3）電子捕獲檢測器

　　電子捕獲檢測器（ECD）是利用電負性物質(zhì)捕獲電子的能力，通過測定電子流進行檢測的。ECD具有靈敏度高、選擇性好的特點。它是一種專屬型檢測器，是目前分析痕量電負性有機化合物最有效的檢測器，元素的電負性越強，檢測器靈敏度越高，對含鹵素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的響應。電子捕獲檢測器已廣泛應用于有機氯和有機磷農(nóng)藥殘留量、金屬配合物、金屬有機多鹵或多硫化合物等的分析測定。它可用氮氣或氬氣作載氣，最常用的是高純氮。

　　4）火焰光度檢測器

　　火焰光度檢測器（FPD）對含硫和含磷的化合物有比較高的靈敏度和選擇性。其檢測原理是，當含磷和含硫物質(zhì)在富氫火焰中燃燒時，分別發(fā)射具有特征的光譜，透過干涉濾光片，用光電倍增管測量特征光的強度。

　　5）質(zhì)譜檢測器

　　質(zhì)譜檢測器（MSD）是一種質(zhì)量型、通用型檢測器，其原理與質(zhì)譜相同。它不僅能給出一般GC檢測器所能獲得的色譜圖（總離子流色譜圖或重建離子流色譜圖），而且能夠給出每個色譜峰所對應的質(zhì)譜圖。通過計算機對標準譜庫的自動檢索，可提供化合物分析結構的信息，故是GC定性分析的有效工具。常被稱為色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）分析，是將色譜的高分離能力與MS的結構鑒定能力結合在一起。

　　儀器特點

　?。?/span>1）大屏幕液晶中文顯示，同時顯示各路控溫參數(shù)及載氣流量或檢測器參數(shù)，各種數(shù)據(jù)一目了然。

　　（2）數(shù)字流量顯示，采用電子質(zhì)量流量計，從屏幕精確顯示載氣流量。

　?。?/span>3） TCD斷氣自動保護，儀器斷氣或漏氣時，微機系統(tǒng)自動斷開橋電流，保護鎢絲不被損壞。

　?。?/span>4）先進的氣路流程，儀器采用一次進樣，三檢測器技術，分離效果更好，靈敏度更高。

　?。?/span>5）自動功能：開機后，儀器自動檢測運行狀態(tài)，如有問題自動顯示故障部位及故障類型，并對儀器自我保護。

　?。?/span>6）專用色譜工作站和色譜數(shù)據(jù)處理器

　?。?/span>7）色譜柱（進口擔體）和三個凈化器　1. 柱室溫度：室溫+15℃---350℃

　　2. 控制精度：+0.1℃---0.2℃

　　3. 檢測室溫度：室溫+30---350℃控制精度：+0.1℃---0.2℃

　　4. 轉化爐溫度： +30---350℃控制精度：±0.1℃

　　5. 檢測精度：H2≤2UL/L O2≤5UL/L N2≤10UL/L

　　CO≤2UL/L CO2≤2UL/L 烴類≤0.1UL/L

　　6. 開機穩(wěn)定時間： <1.0小時

　　7. 控溫范圍：柱室溫度：RT+5~300℃汽化室、檢測器溫度：RT+5~350℃

　　8.程序升溫重復性：0.2%

　　9. 基線噪聲： TCD：≤0.1mv FID：≤1×10A

　　10.基線漂移： TCD：≤0.2mv/30min FID：≤1×10A/30min

　　11. 靈敏度： ≥5000ml/mg FID：≤1×10g/s

　　12.溫度設定范圍： RT+5—350℃

操作規(guī)程

　　一、開機前準備

　　1、根據(jù)實驗要求，選擇合適的色譜柱；

　　2、氣路連接應正確無誤，并打開載氣檢漏；

　　3、信號線接所對應的信號輸入端口。

　　二、開機

　　1、打開所需載氣氣源開關，穩(wěn)壓閥調(diào)至0.3~0.5 Mpa，看柱前壓力表有壓力顯示，方可開主機電源，調(diào)節(jié)氣體流量至實驗要求；

　　2、在主機控制面板上設定檢測器溫度、汽化室溫度、柱箱溫度，按《輸入》鍵，升溫；

　　3、打開氫氣發(fā)生器和純凈空氣泵的閥門，氫氣壓力調(diào)至0.3~0.4Mpa，空氣壓力調(diào)至0.3~0.5Mpa，在主機氣體流量控制面板上調(diào)節(jié)氣體流量至實驗要求；當檢測器溫度大于100℃時，按《點火》按鈕點火，并檢查點火是否成功，點火成功后，待基線走穩(wěn)，即可進樣；

　　三、關機

　　關閉FID的氫氣和空氣氣源，將柱溫降至50℃以下，關閉主機電源，關閉載氣氣源。關閉氣源時應先關閉鋼瓶總壓力閥，待壓力指針回零后，關閉穩(wěn)壓表開關，方可離開。

　　四、注意事項

　　1、氣體鋼瓶總壓力表不得低于2Mpa；

　　2、必須嚴格檢漏；

　　3、嚴禁無載氣氣壓時打開電源。

應用范圍

　　環(huán)境保護：大氣水源等污染地的痕量毒物分析、監(jiān)測和研究

　　生物化學：臨床應用，病理和毒理研究；

　　食品發(fā)酵：微生物飲料中微量組分的分析研究；

　　中西藥物：原料中間體及成品分析；

　　石油加工：石油化工，石油地質(zhì)，油品組成等分析控制和控礦研究；

　　有機化學：有機合成領域內(nèi)的成份研究和生產(chǎn)控制；

　　衛(wèi)生檢查：勞動保護公害檢測的分析和研究；

　　尖端科學：軍事檢測控制和研究；