导图社区 气相色谱法
气相色谱法的思维导图，检测器是将流出色谱柱载气中的各组分的浓度或质量的变化转变 为可测量的电信号的一种装置。
这是一个关于精、气、血、津液的思维导图，精、气、血、津液是中医理论中的重要概念，它们共同构成了人体生命活动的基本物质。以下是对这四个概念的详细解释。
高效液相色谱法HPLC思维导图，在经典液相柱色谱基础上引入GC的理论和技术,用高压泵输送流动相, 采用高效固定相及高灵敏检测器发展而来的分离分析方法。
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气象色谱法
检测器（中英文名称、应用范围）
检测器是将流出色谱柱载气中的各组分的浓度或质量的变化转变 为可测量的电信号的一种装置
分类
按检测特性
浓度型检测器
响应值与组分浓度成正比(如TCD,ECD)
质量型检测器
响应值与单位时间进入检测器组分质量成正比(如FID, FPD）
按对组分的选择性
通用型
对所有物质都有响应,如TCD。
选择型
对特定物质有高灵敏响应, 如ECD, FID
性能指标
理想的检测器
任何检测器都不可能同时满足上述所有要求
灵敏度（响应值/应答值）
浓度型检测器灵敏度Sc
质量性检测器灵敏度Sm
检测限
D值越小，仪器越敏感
线性范围
线性相关系数越接近1, 线性范围越宽越好
总之，一个理想检测器应具有灵敏度高、检测限小、线性范围宽、稳定性好的性能
热导检测器TCD
TCD是利用被测组分与载气之间的热导率差异来检测组分浓度变 化的通用型检测器、浓度型检测器。
结构
热导池
池体
一般用不锈钢制成
热敏元件
电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成
参考臂
测量臂
原理
影响TCD灵敏度的因素
桥流i
i增加→热敏元件温度增加→元件与池体间温差增加→气体热传导增加→灵敏 度增加。但i过大, 热敏元件寿命下降。
池体温度和体积
池体温度低, 与热敏元件间温差大, 灵敏度高。但温度过低, 可使试样凝结于检 测器中。 通常池体温度应高于柱温。体积越小，越灵敏。
载气种类
载气与试样的热导系数相差越大, 则灵敏度越高。 通常选择热导系数大的H2和He作载气。 用N2作载气, 热导系数较大的试样(如甲烷)可出现倒峰。
特点
通用性好, 线性范围宽、价格便宜、应用范围广
构造简单性能稳定
对无机物和有机物都有响应
但灵敏度较低
氢焰离子化检测器FID
气体入口、火焰喷嘴、收集极(阳极)、极化环(阴极)及点火线圈
影响FID灵敏度的因素
载气和氢气流速
通常以N2为载气,其流速主要考虑其柱效能。也要考虑其流速与H2流速相匹配 一般N2:H2=1:1~1:1.5。
空气流速
流速越大,灵敏度越大,到一定值时,空气流速对灵敏度影响不大。一般H2:Air=1:10。
极化电压
在50V以下时,电压越高,灵敏度越高。但在50V以上，则灵敏度增加不明显。通常选择100~300V的极化电压
操作温度
比色谱柱的最高允许使用温度低约50oC(防止固定液流失及基线漂移)
灵敏度高、响应快、线性范围宽、噪声低、耐用 且易于使用
质量型检测器,色谱峰高取决于单位时间内引入检测器中组分的质量
只测定含碳有机物，且检测时样品被破环
最常用的检测器之一
电子捕获检测器ECD
用63Ni和3H做放射源的离子化检测器,属于浓度型专属型检测器
ECD是高灵敏度、高选择性、对分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器。
卤素、硫、氮、硝基、羰基、氰基、共轭双键体系、多核芳烃等化合物具有极高的选择性和灵敏度； 对含酰胺基和羟基的化合物以及烃类物质不灵敏
缺点——线性范围窄, 测定结果的重现性受操作条件和放射性污染的影响较 大
氮磷检测器NPD
是热离子化检测器，属于质量型检测器,分NP型和P型
与FID类似
高灵敏度、高选择性、线性范围宽
对含N、P化合物的具有选择性
火焰光度检测FPD
对含S、P化合物具有专用高选择性和高灵敏度的质量型检测器；硫磷检测器
喷嘴+滤光片+光电管
对含S、P化合物具有高灵敏度和高选择性
线性范围较窄
相对其它检测器如ECD和FID, FPD价格较贵
色谱条件的选择
选择依据
分离方程
速率方程
色谱柱的选择
固定液的配比
固定液配比，即固定液与载体的配制比例。
高沸点样品,采用低配比; 低沸点样品采用高配比
柱长
增加柱长可使理论塔板数增大, 但同时使峰宽加大, 分析时间延长
柱内径
柱内径增大可增加柱容量、有效分离的试样量增加, 径内扩散路径增加, 柱效降低; 柱内径减少有利于提高柱效, 但渗透性会降低, 影响分离效率
温度
柱温
柱温是改善分离效果的重要参数, 主要在于影响分配系数K、容量因子k、组分在流动相中的扩散系数Dm和组分在固定相中的扩散系数Ds, 从而影响分离效能和分析速度。
原则
使难分离物质在达到要求的分离度条件下,尽可能采用低柱温
柱温不能高于固定液的最高使用温度, 否则固定液挥发流失
优
降低柱温, 增大K, 增加固定相的选择性
降低组分在流动相 中的扩散系数
减少固定液的流失, 延长柱的使用寿命和降低检测器的本底
缺
增大了传质阻抗, 峰变宽, 保留时间和分析时间延长
程序升温
对于宽沸程的多组分混合物,采用程序升温
气化温度
气化温度一般选择样品的沸点温度或高于沸点温度(不能超过50°C, 防止气化温度太高造成试样分解), 较柱温高30~50°C。
检测室温度
一般高于柱温20~50°C或等于气化温度
进样量
进样量越小,越有利于分离
载气及流速
载气选择——柱效、柱压降、检测器灵敏度
当载气流速比较低时，分子扩散占主导地位，宜用分子量较大的载气，如氮气
当载气流速比高时，传质抗阻占主导地位，宜用低分子量的载气，如氢气或氦气
TCD——氢气或者氦气 FID——氮气
载气的流速稍高于最佳流速
定性定量分析
定性分析
已知物对照法
同一物质在同一根色谱柱上, 相同色谱条件下具有相同的保留值
保留值定性法
相对保留值, 任一组分i与标准物质s的调整保留值的比值
联用仪器定性法
解决复杂样品定性分析
定量分析（懂计算）
绝对校正因子
对某一物质, 依据峰面积进行定量时, 其物质的质量与峰面积的比值
fi为比例常数，成为绝对校正因子，含义为单位峰面积（峰高）所代表的某组分的量
Si为单位物质的面积响应值，称为绝对定量校正因子
fi、Si单位相同，互为倒数
由于绝对定量校正因子是由仪器灵敏度和色谱条件决定的, 缺乏通用性。在实际工作中, 以相对定量校正因子代替绝对定量校正因子
相对定量校正因子
标准物质的选择：TCD——苯；FID——正庚烷
重量校正因子（面积相对重量校正因子, 相对校正因子）
数值与试样、标准物质和检测器类型有关；与操作条件、柱温、载气流速、固定液性质无关。
计算
分析方法
归一化法
前提
试样中各组分必须全部流出色谱柱, 并在色谱图上都出现色谱峰
公式
优——简便准确,操作条件如进样量、载气流速等变化时对结果的影响较小。适合 于对多组分试样中各组分含量的分析。
缺——所有组分均要产生峰,一般还要知道各组分的校正因子
外标法
标准曲线法
外标一点法
mi样品溶液中组分i的重量; Ai样品溶液中组分i的峰面积； (mi)s标准溶液中组分i的重量; (Ai)s标准溶液中组分i的峰面积
外标法一点法简便易行, 但要求进样量准确和实验条件恒定。 标准液浓度尽量和样品中组分浓度接近, 减少误差。
外标两点法
当标准曲线不过原点, 即曲线的截距为不是零时, 说明存在系统误差
不需要知道校正因子,被测组分出峰、无干扰、保留时间适宜即可进行定量分析
进样量必须十分准确和操作条件要稳定,否则定量误差较大
内标法
基本要求
内标对比法
内标法只要求待测组分与内标物出峰即可
内标法可减少仪器稳定性差, 进样不准确等带来的误差
样品配制较麻烦, 内标物不易寻找
气相色谱—质谱联用技术简介
检测器
