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發(fā)布時間：2023-07-29 02:21:05
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氣相色譜法是以氣體為流動相的色譜分析方法，主要用于分離分析易揮發(fā)的物質。氣相色譜法已成為極為重要的分離分析方法之一，在醫(yī)藥衛(wèi)生、石油化工、環(huán)境監(jiān)測、生物化學等領域得到廣泛的應用。氣相色譜儀具有：高靈敏度、高效能、高選擇性、分析速度快、所需試樣量少、應用范圍廣等優(yōu)點。氣相色譜儀，將分析樣品在進樣口中氣化后，由載氣帶入色譜柱，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，質譜檢測器等。檢測器對每個進入的組分都給出一個相應的信號。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頂值信號(常稱峰值)所經(jīng)歷的時間稱為各組分的保留時間tr。
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環(huán)境檢測分析檢測項目：大氣污染物分析、水分析、土壤分析、固體廢棄物分析。檢測方式：室內環(huán)境檢測選用氫焰離子化檢測器，配以熱解吸進樣器、填充柱或毛細管柱，按國標GB503252001選用專用的色譜柱可完成對室內空氣中苯、甲苯、二甲苯及總揮發(fā)性有機合物（TVOC）的檢測。采用衍生氣相色譜法，經(jīng) 2. 4二硝基苯肼衍生，用環(huán)已烷萃取，以 OV17和 QF1混涂色譜柱分離，用電子俘獲檢測器（ECD）測定室內空氣中的甲醛，具有靈敏、準確、無干擾、試劑易保存等優(yōu)點。主要作用：便于生態(tài)環(huán)境狀況的實時監(jiān)控管理。3.食品檢測 檢測項目：農藥殘留分析、香精香料分析、添加劑分析、脂肪酸甲酯分析、食品包裝材料分析。檢測方式：選用不同種類的檢測器和色譜柱可完成對食品中有害物質的檢測與分析，如：食品中氯丙醇的檢驗，可采用三氯乙酐衍生化結合電子俘獲檢測器（ECD）進行測定；選用電子俘獲檢測器，配以毛細管進樣系統(tǒng)和專用大口徑毛細管柱，可完成對茶葉中有機氯農藥殘留的檢測；利用 GC/ FI D氣相色譜技術可對塑料食品袋及包裝食品中的 5種酞酸酯，包括鄰苯二甲酸二甲酯（DMP) 、鄰苯二甲酸二乙酯 ( DEP) 、鄰苯二甲酸二丁酯 ( DBP) 、鄰苯二甲酸二正辛酯( DOP) 和鄰苯二甲酸二( 2乙基己基) 酯( DEHP) 進行準確分離和檢測。 主要作用：嚴格監(jiān)控食品安全。
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控溫方式分恒溫和程序升溫兩種。恒溫：對于沸程不太寬的簡單樣品，可采用恒溫模式。一般的氣體分析和簡單液體樣品分析都采用恒溫模式。程序升溫：所謂程序升溫，是指在一個分析周期里色譜柱的溫度隨時間由低溫到高溫呈線性或非線性地變化，使沸點不同的組分，各在其合適柱溫下流出，從而改善分離效果，縮短分析時間。對于沸程較寬的復雜樣品，如果在恒溫下分離很難達到好的分離效果，應使用程序升溫方法。記錄系統(tǒng)是記錄檢測器的檢測信號，進行定量數(shù)據(jù)處理。一般采用自動平衡式電子電位差計進行記錄，繪制出色譜圖。一些色譜儀配備有積分儀，可測量色譜峰的面積，直接提供定量分析的準確數(shù)據(jù)。先進的氣相色譜儀還配有電子計算機，能自動對色譜分析數(shù)據(jù)進行處理。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。
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定性分析一般來說，色譜分析的結果用色譜圖來表示。在色譜圖中，橫坐標為保留時間，縱坐標為檢測器的信號強度。色譜圖中有一系列的峰，代表著被分析物中在不同的時間被洗脫出來的各種物質。在分析條件相同的前提下，保留時間可以用于表征化合物。同時，在分析條件相同時，同一化合物的峰的形態(tài)也是相同的，這對于表征復雜混合物很有幫助。然而，現(xiàn)代的氣相色譜分析很多時候采用聯(lián)用技術，即氣相色譜儀與質譜儀或其它能夠表征各峰對應化合物的簡單檢測器相連。定量分析在色譜圖中，峰面積與分析物的含量成正比。通過用積分計算峰面積，可以定出分析物中各組分的濃度。分析物的濃度也可以通過校準曲線來獲得。通過配制一系列濃度的標準樣品并測量它們的響應（信號強度）可以繪制出校準曲線。分析物的濃度還可以通過被分析物的相對響應因子來確定。相對響應因子指的是被分析物的信號與內標物（或外標物）的預期響應比值，它可以通過固定內標物（一種加入到樣品之中并具有標準濃度，且保留時間與被分析物不同的化合物）的含量而改變被分析物的含量，觀察信號響應的變化來計算。在大多數(shù)現(xiàn)代的氣相色譜-質譜聯(lián)用系統(tǒng)之中，計算機軟件可以繪畫色譜圖，積分峰面積，并自動將質譜圖與文獻標準圖進行比對。
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分析方法實際上是在某一特定的氣相色譜分析中使用的一系列條件。建立分析方法實際上是確定對于某一分析的較優(yōu)條件的過程。為了滿足某一特定的分析的要求，可以改變的條件包括進樣口溫度，檢測器溫度，色譜柱溫度及其控溫程序，載氣種類及載氣流速，固定相，柱徑，柱長，進樣口類型及進樣口流速，樣品量，進樣方式等。檢測器還可能有其它可供調節(jié)的參數(shù)，這取決于所使用的檢測器類型。有一些氣相色譜儀還有可以控制樣品與載氣流向的閥門，這些閥門開啟與關閉的時間也可能對分析的效果有重要影響。載氣選擇與載氣流速典型的載氣包括氦氣、氮氣、氬氣、氫氣和空氣。通常，選用何種載氣取決于檢測器的類型。例如，放電離子化檢測器（DID）需要氦氣作為載氣。不過，當對氣體樣品進行分析的時候，載氣有時是根據(jù)樣品的母體選擇的，例如，當對氬氣中的混合物進行分析時，要用氬氣作載氣，因為這樣做可以避免色譜圖中出現(xiàn)氬的峰。安全性與可獲得性也會影響載氣的選擇，比如說，氫氣可燃，而高純度的氦氣某些地區(qū)難以獲得。很多時候，檢測器不僅僅決定了載氣的種類，還決定了載氣的純度（雖然對靈敏度的要求也在很大程度上影響載氣純度的要求）。通常來說，氣相色譜中所用的載氣，純度應該在99.995%以上。用于標識純度的典型商品名包括“零點氣級”，“高純度（UHP）級”，“4.5級”和“5.0級”。載氣流速對分析的影響在方式上與溫度類似（見下文）。載氣流速越高，分析速度越快，但是分離度越差。因此，載氣流速的選擇與柱溫的選擇一樣，都需要在分析速度與分離度之間取得平衡。
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樣品量與進樣技術進樣技術真正的氣相色譜分析過程從樣品進入色譜柱開始。毛細管氣相色譜法的發(fā)展使得進樣技術面臨著很多實踐中的問題。柱上進樣技術多用于填充柱而不適用于毛細管柱。在毛細管氣相色譜儀中的進樣技術應該滿足以下兩個條件：進樣量不得超過柱的容量；與展開過程引起的樣品展寬相比，進樣后的塞式流寬度應該很小。如果不能滿足這一要求，色譜柱的分離能力將會下降。一個普遍的規(guī)則是，注入的體積，Vinj，和檢測器的體積，Vdet，應該只有樣品中包含被分析物的部分出柱時的體積的十分之一。以下是一些優(yōu)秀進樣技術應當滿足的一般要求：應該能使色譜柱達到它的較優(yōu)分離效率；對于小量的有代表性的（典型）樣品，進樣應具有準確性和可重現(xiàn)性；不能改變樣品組成（對于具有不同的沸點、極性、濃度與熱力學穩(wěn)定性的物質，進樣過程中不應有所差異）；應該既適用于痕量分析，也適用于濃度相對較大的樣品。但是，也有一些問題存在于當前的進樣技術中，即使這并不是破壞性問題。即便再好的進樣口注射器聲稱其有3%的精度，但是在非專業(yè)人士的操作中仍然會產(chǎn)生較大的誤差。射針（Needle）在射出樣品的時候也許會從隔膜上切下小塊的膠（rubber）。這也許會堵住射針并且導致下一次使用時注射器填充出現(xiàn)問題。這可能不是一個能被明顯發(fā)現(xiàn)的問題。部分的樣品可能在從注射器的連續(xù)射出后困在隔膜中。這會導致后來的色譜圖中產(chǎn)生鬼峰（Ghost Peak）。射針的末端可能使一些易揮發(fā)的樣品組分蒸發(fā)，產(chǎn)生選擇性的樣品損失。