色谱分析（中国药科大学）第3章气相色谱分析.doc

第三章 气相色谱分析第一节 气相色谱仪的流程气相色谱仪是一种多组分样品的分离分析工具，它采用气体为流动相。其简化的工作流程见下图。载气由高压钢瓶或氮气发生器供给，经减压阀、流量表控制计量后，以稳定的压力、恒定的流速，连续流过气化室、色谱柱、检测器，最后放空。样品进样后在气化室高温气化，被栽气带入色谱柱进行分离，被分离后的样品组分再被栽气带入检测器进行检测，最后检测信号由工作站采集并记录。1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪。填充柱气路：气化室色谱柱检 测 器 工作站载气进样（以FID为检测器时） Air H2 毛细管柱气路：气化室检 测 器 工作站载气进样（以FID为检测器时） Air H2分流补气毛细管柱气相色谱系统与填充柱气相色谱系统的气路显著不同，毛细管柱的载样量小，所需载气流速也小0.25ml/min，使用常规微量注射器进样时，柱子必然超负荷，得不到毛细管柱的高效分离能力。因此常用间接进样法，即分流进样法。分流进样法进入柱子的样品量只是进样量的极小部分，因此不会超载。此外，毛细管柱气路在柱后有补气（make-up gas，又称尾吹气），即从柱尾向检测器吹气，使柱中的组分一出来便被送到检测器，补气的目的是防止峰展宽。色谱柱是色谱仪的“心脏”，样品中各组分的分离是在色谱柱中完成的。气相色谱法中所采用的柱子分二类：一类为填充柱，另一类为毛细管柱。图3-1 填充柱图3-2 毛细管柱填充柱：内径26mm，柱长0.56m，柱内填充一定粒度的填料，填料的粒度一般有三种规格，即6080目，80100目、或100120目。目为粒度单位，指一英吋长度上可排列的颗粒的数目。在填充柱色谱中，填料如用固体吸附剂则为气固填充柱色谱（GSC），如用涂了固定液的担体，则为气液填充柱色谱（GLC）。毛细管柱（又称Golay 柱或空心柱），内径0.10.5mm，柱长10100m，中空，内壁涂布或键合有固定液。色谱柱填充柱分析柱制备柱：内径6500mm，长26m气固（吸附）气液（分配）内径26mm，柱长0.56m，填料6080目，80100目，100120目毛细管柱：内径0.10.5mm，固定液膜厚0.11.5m,长10100 m第二节 填充柱一固定液固定液是GLC的固定相，一般是高沸点有机物，有许多商品化的固定液可供用户选择，以适应不同样品的分析要求，柱中固定液的用量也可以根据不同的情况进行选择，因此，固定液具有广泛的适用性。（一）对固定液的要求：1 热稳定性好，化学稳定性好，在柱温下不热解，不应与样品组分、担体、柱材料及载气发生不可逆反应。2 蒸气压低，在操作温度下一般应低于0.1mmHg，否则固定液易流失，影响柱使用寿命、保留时间及检测器。3 对样品组分有一定的溶解度，否则样品组分不被保留而得不到分离。4 对样品组分具有选择性，不同的组分有不同的分配系数，以利分离。5 对担体有湿润性，以利于在担体表面形成均匀液膜，以增加柱效。（二）固定液的使用温度 固定液有最高使用温度及最低使用温度。最高由固定液的热稳定性及蒸气压决定。最低由固定液的熔点或软化点及粘度决定。（三）样品组分与固定液之间的分子作用力 组分分配系数的大小是GC中的关键问题，这取决于样品组分与固定液之间的相互作用力。有关GC分离的相互作用力有四种：1定向力 由极性分子的永久偶极间的静电作用形成的。如极性组分与强极性固定液PEG-20M等的作用力。2诱导力在极性分子的永久偶极的电场作用下，邻近的可极化的非极性分子可产生诱导偶极，因而两分子间产生相互作用力，这种作用力通常较小。3色散力 非极性分子由于原子核和电子的运动，产生瞬间偶极，因而产生相互作用，这种力普遍存在，但非极性分子间的作用力仅此一种。此作用力更弱。4特殊作用力主要来源于组分与固定液形成络合物。例如含有Ag+的固定液与烯烃可形成络合物。（四）固定液及其选择选择固定液一般以“相似相容”为原则，即组分的结构、性质与固定液相似时，在固定相中的溶解度大，因而保留时间长；反之，溶解度小，保留时间短。如烃类化合物最好用烃类固定液（角鲨烷、阿皮松L）。而极性化合物用极性固定液，如醇类可选用聚乙二醇为固定液。为此，固定液常以相对极性分类。1Rohrs Chneider常数（罗氏常数）PRohrs Chneider（罗氏）提出了一种固定相极性的分类法：以角鲨烷的极性为零，氧二丙腈的极性为100，其它固定液的极性按下式计算：固定液的相对极性 P = 100100q 1 q xq 1 q 2式中，q为丁二烯和正丁烷在固定液上的相对保留值之比的对数，即：q = logtR 丁二烯tR 正丁烷q 1、q 2、q x 分别为待测物在氧二丙腈、角鲨烷及欲测固定液上的q值。按这一方法测出的相对极性，从0至100分为五级，每20为一级，用“”表示。固定液相对极性分级表级别+ + + + + + + + + + + + + + +相对极性P 020 2040 4060 6080 80100按上述方法不能反映出样品组分与固定液之间的全部相互作用力，只是反映了色散力和诱导力。2McReynolds常数（麦氏常数）Mc Reynolds改进了罗氏的方法，采用下列十种化合物作为检测物：1苯 2.丁醇 3.戊酮2 4.硝基丙烷 5.吡啶 6. 2甲基戊醇 7. 1碘丁烷 8.辛炔2 9. 1，4二氧六环 10.顺四氢化茚麦氏常数I的计算公式如下：I = Ip Ia式中，Ip为某组分在待测固定液上的保留指数，Ia为同一组分在角鲨烷上的保留指数，一种固定液在规定的十种组分上测得的各个I值，体现了组分与固定液间的色散力、诱导力、定向力与氢键力。因而比较全面地反映了该固定液的分离特性。由I值可得出如下结论：当固定液品种不同，但I值均几乎相同时，它们的分离特性也几乎相同，如SE-30，OV-1，OV-101，DC-410，SE-96。当固定液之间的I值接近时，它们的分离特性也接近，如DC710与OV-17。当固定液间的I值差别大时，它们的分离特性也有很大差别。3固定液的种类（1）按极性分类 非极性固定液 如：角鲨烷 0弱极性固定液 如：SE-30，OV-1，OV-17 +或+中极性固定液 如：QF-1，OV-225 +强极性固定液 如：聚乙二醇类，聚酯类 +或+（2）按使用温度分类低温固定液 50 以下 如：，氧二丙腈中温固定液 50200 如：角鲨烷（125）PEG 6000（200）高温固定液 200300 如：PEG-20M（250）（3）按化学结构分类 烃类 如 阿皮松L（混合烃），角鲨烷 甲基硅酮类 如 SE-30，OV-17等 聚乙二醇类 如 Carbowax 20M（即PEG-20M）等 聚酯类 如 DEGA，DEGS等在实际工作中选择固定液时，除了应用“极性”这一概念外，还应仔细分析各组分的化学结构，充分利用组分与固定液分子间的各种相互作用力。以下对药物分析中常用的几种固定液简介如下：甲基硅酮（又称甲基聚硅氧烷）：各种硅酮类是目前最广泛使用的固定液，其可使用的温度范围大，对一般的有机化合物有较好的溶解能力。这类固定液在高温下，强酸、强碱和氧气能使硅氧键断裂，所以最好使用中性担体并除去载气中的微量氧气。 甲基硅酮：SE-30 最高使用温度300 极性+ 溶剂：氯仿OV-1 最高使用温度350 极性+ 溶剂：氯仿甲基硅酮SE-30，OV-1是最常用的固定液，极性很弱，与组分的相互作用力主要是色散力，对含氧化合物有一定的选择性。对于烃类等非极性化合物基本上按沸点顺序分离。 苯基甲基硅酮：OV-17 最高使用温度300 极性+ 溶剂：氯仿由于硅原子上引入苯基，与甲基硅酮相比较，芳香化合物的溶解度升高，极性组分的保留值增大。按苯基含量的不同，有低苯基（含苯基25%），中苯基（含苯基50%）及高苯基硅酮之分。OV-17属中苯基硅酮。此类固定液适合于分离甾体化合物、生物碱、醇类、糖类等化合物。 氰烷基硅酮：OOV-225 + 275 氯仿XE-60 + 275 丙酮 这类固定液含有电负性的氰基，对极性组分有较强的定向力，对易极化组分可使之产生诱导偶极。氰基中氮原子未用电子对，能与醇类、酸类等形成氢键。是极性较强、选择性高、热稳定性好的少数固定液之一。适用于分离糖类、醇类、酚类、甾体化合物、脂肪酸等。QF-1+ 200 丙酮 氟烷基硅酮：QF-1含三氟丙基，对硝基化合物和酮类有显著的选择性保留。而对芳烃和醇类则否。对于酮-芳烃，酮-醇能很好地分离。 聚乙二醇：PEG20M + 250 氯仿 PEG 6000 + 200 氯仿 PEG400 + 125 氯仿这类固定液含有醚基及羟基，是氢键型固定液。在氢键的形成中，既是氢键的质子接受体又是质子给予体。它们能与羟基化合物、碱性含氮化合物、酮类等形成氢键。组分在这类固定液上的保留主要取决于氢键力的大小。适合于分离醇类、醛类、脂肪酸类、酚类、生物碱、酯类等化合物。 聚酯：DEGA + 200 氯仿DEGS + 200 丙酮DEGA、DEGS等为线性脂肪族聚酯，酯基中的氧原子有未用电子对，有亲核性，能与带部分正电荷的氢形成氢键。另外，由于诱导效应（酯基的），存在着活泼氢原子，所以有亲电性，对烯烃、芳烃、杂环化合物有较大的作用力。适用于分离醇类、酚类、脂肪酸类、酯类、胺类等化合物。4固定液的选择固定液的选择在很大程度上是经验过程。最好参考已发表的分离相同或相似结构化合物的文献。选择固定液时一般可遵循的原则是：（1）“相似相容”分离极性大的组分，则选用极性大的固定液。分离非极性的组分，则可选用非极性或弱极性固定液。无论采用非极性或极性固定液，一般沸点小的先出峰（对同系物而言）。（2）若样品中的待测成分一个是极性组分，另一个是非极性组分，则采用极性固定液比非极性固定液有利。（3）若样品中的待测组分容易形成氢键，则采用氢键型固定液（如PEG-20M）较为有利。（4）混合固定液对于复杂混合物样品，如无适当的单一固定液时，则可考虑选择混合固定液。实践证明，混合固定液的保留值具有加和性。因此，在同一条件下分别测出被分离组分在单一固定液柱上的调整保留时间（tR）后，可用图解法求出混合固定液的最佳配比。其具体操作如下：tR A31，20 25 50 75 100 BA 100 75 50 25 0 1，323075321231B tR设有1，2，3三个样品组分，在固定液A上1，2分不开，在固定液B上1，3分不开。以混合固定液的配比为横坐标，以tR为纵坐标，将相同组分的tR以直线相连。从上图可以看出在70%A+30%B，以及25%A+75%B时均能使1，2，3 三个组分得到最佳分离，他们三者的出峰顺序分别为132和123。组分在A，B两种混合固定液上的保留值具有如下关系：若组分在纯A 固定液柱上的保留值为tRA ，固定液重WA ；若组分在纯B 固定液柱上的保留值为tRB ，固定液重WB ； 在混合柱（含A的重量为 WA ，B的重量为WB ）上为tRX则：（混合固定液的保留值具有加和性）tRX =WA WAtRA +WB WB tRB制备混合固定液柱的方式：混合柱混装柱（一根色谱柱）联合柱（二根色谱柱串联）二担体担体的作用是支持固定液，使成均匀薄膜，以利气液平衡。（一）要求颗粒均匀，比表面积大，机械强度好，热稳定性好，化学惰性等。（二）常用担体药物分析中常用担体为硅藻土担体。1分类 红色担体：天然硅藻土烧结而成，含氧化铁而成红色，结构紧密，机械强度好，表面有氢键及酸碱活性作用点。主要用于非极性固定液（样品）。白色担体：硅藻土+助熔剂（Na2SO4）煅烧而成，其中氧化铁变成无色的铁硅酸钠配合物。结构疏松，机械强度较前者差，易碎而产生结粉，极性中心较红色担体少。目前多用硅烷化白色担体，如102白色硅烷化担体Chromosorb G 硅烷化担体Chromosorb W 硅烷化担体 2担体的表面处理 酸洗：6mol/L HCl，除去担体表面的铁等金属氧化物 水洗：使成中性酸洗法 烘干 硅烷化硅烷化法：方法一：试剂为 12% 二甲基二氯硅烷的甲苯溶液或方法二：六甲基二硅胺的石油醚溶液三. 色谱柱的制备(一) 固定液的涂布称取担体适量置圆底烧瓶中，再按比例称取固定液适量，用有机溶剂洗入圆底烧瓶中，加有机溶剂使担体淹没，将圆底烧瓶置水浴中加热回溜56小时，再置旋转蒸发仪上，缓缓减压浓缩至干，置60100 烘箱中静态老化1224小时，以除去残余溶剂。(二) 柱管预处理填充柱的柱管材料有不锈钢管和玻璃管两种。内径2mm6mm，长16m，U形或螺旋形。不锈钢柱：热510% NaOH液冲洗水洗至中性乙醇乙酸乙酯有机溶剂洗烘干。使用前清洗 玻璃柱：洗液浸泡水洗至中性烘干。（三） 柱子填装及老化1装柱加一匙料，在柱子的四周敲击一次，再加一匙料，再在柱子的四周敲击一次，直至填满，填满后在柱子的入口处填上玻璃棉。填口作为入口。硅烷化玻璃棉水泵抽气2老化装柱子入口处与气路相接，另一端放空（不能与检测器相连，以免老化时污染检测器），将柱温设置在低于固定液最高使用温度30处，加热老化2448小时，以除去填料中残余溶剂及固定液中带来的低分子聚合物。四填充柱操作条件的选择（一）载气GC中的载气有氮气、氦气、氩气、氢气。FID检测器时：普氮。ECD检测器时：高纯氮、氦气。TCD检测器时：氢气及氦气均可达到较高灵敏度。MSD检测器时：氦气。（二）温度：原则：1 检测器温度至少比柱温高30。以防柱中流出物在检测器上凝结，污染检测器。2 柱温至少比固定液的最高使用温度低30。以防固定液流失。3 柱温降低，保留时间延长，k，分离可得到改善。4 气化室温度一般与检测器温度相同，若待测物不稳定，则气化室温度应设低一点。第三节 毛细管柱在60年代至70年代毛细管柱（Capillary Column）气相色谱法取得了很大发展，它解决了许多复杂的分离分析问题。那时毛细管柱的柱壁材料为玻璃。但在使用过程中人们很快感受到了玻璃作为毛细管柱柱壁材料的二大缺点：1、 玻璃毛细管柱无柔性，容易碎裂，这是导致其被逐步淘汰的主要缺点。2、玻璃表面具有一定的活性，包括金属氧化物及质子供体和受体作用。1979年产生了熔融二氧化硅空心柱FSOT（Fused Silica Open Tubular），亦称“柔性石英毛细管”。FSOT化学惰性，强度好，有弹性，可绕成圈状，而其本来状态是直的，故便于安装、使用。FSOT开发出来以后，迅速被商品化，并得以迅速普及。以下将从用观点出发，对这种柱进行讨论。一柱管炉激光直径测量器涂布器干燥炉固化炉毛细管卷绕机送料器 上图为毛细管拉制机的示意图。以合成二氧化硅为原料，炉温为2000，将熔融二氧化硅毛细管从炉内拉出，然后涂上外保护层。常用的保护涂层为聚酰亚胺。涂布保护层的目的是防潮及防止擦伤管壁。未加保护层的FSOT柱受湿度影响，易于断裂，这是因为水分子侵袭Si-O 键形成硅醇基。 虽然合成熔融二氧化硅含金属氧化物很低（1ppm，但是由于表面的硅醇基仍然存在，而呈现残留活性，因此需用硅烷化等方法去活性。二柱类型（一）壁涂开管柱WCOT（Wall Coated Open Tubular）WCOT柱是较常用的毛细管柱。可实验室制备，也可从市场购买。商品化的WCOT柱内径从0.05mm至0.53mm，内壁均匀涂布了固定相，如SE-30，OV-1，OV-225，PEG20M等。固定液膜厚0.1m0.8m。固定相是溶解在溶剂中，用静态法或动态法涂布的。1动态法将要涂布的固定液配制在合适的低沸点溶剂中（如SE-30可用二氯甲烷），溶液浓度随固定液粘度而异，一般为1060%（W/V），将配好的溶液压入柱子，使其在柱中形成液塞，液塞长度约为柱长的20%，在氮气压力下严格控制液塞的移动速度，当液塞离开柱子以后继续通氮气以吹干溶剂，使毛细管壁上留下一层固定液的液膜。动态法方便、快速，但重现性不够理想，涂出的柱子柱效相对较低。2静态法将事先配制好的低浓度固定液（0.52%，W/V）充满整个毛细管柱，柱子的一端经严格排除气泡后用封口胶封住，开口的一端连接到真空系统。在恒温下（低于溶剂沸点1020）减压除去溶剂。柱子涂布好固定液后，置柱室，通氮气（流量要小，不宜过大），并按一定的温度程序老化812小时。（二）固定化固定相柱（immobilized solid phase open tubular）为了得到稳定的固定相涂层，在涂布了固定液后，常常需要使之横向交联（cross-linked）或键合（bonded）使之稳定。横向交联是指通过反应处理，使固定相分子相互键合，形成更大、更稳定的大分子薄膜。键合是指经化学处理后，将固定相结合在毛细管内表面。固定相的横向交联是通过游离基起始剂而完成的。游离基起始剂包括氧化物、射线、臭氧和偶氮化合物。典型的横向交联反应为： 横向交联及键合的优点：（1）产生稳定的涂层，固定相流失大大减少。（2）得到不可提取（non-extractable）的涂层，在不分流进样时，固定相涂层不会被样品溶剂溶解或剥落。如色谱柱污染，可用溶剂冲洗进行再生。洗涤溶剂：戊烷、甲醇。（3）使用温度范围宽。比未交联的固定相可加热至更高的温度或冷却至更低的温度。但聚酰亚胺涂层在380以上不稳定。（三）其它毛细管柱多孔层开管柱PLOT（Porous Layer Open Tubular）载体涂布开管柱SCOT（Support Coated Open Tubular）壁处理开管柱WTOT（Wall Treated Open Tubular）(此部分不作要求，有兴趣可自学，无太多实用性)三色谱柱的选择FSOT柱的选择应考虑固定相，柱内径，固定相膜厚度及柱长等。（一）固定相可参照填充柱，但由于FSOT柱有很高的柱效，固定相的选择不如填充柱那样重要。大多数工作可在SE-30及OV-101柱上完成。（二）柱内径与固定液膜厚度内径0.25mm，膜厚0.25m的柱是常规柱，兼顾了柱效和样品容量。1为了增加载样量可选择内径较大，液膜较厚的柱，如0.35mm i.d.0.50m的柱，但增加载样量是在牺牲柱效的条件下获得的。2为了提高柱效可选择细内径，薄涂层的柱，以分析复杂样品。如0.15mm i.d.0.1m的柱。3固定液的流失比例与柱中固定液的重量对于GC-MS这种高灵敏度的检测器，宜选用细内径、薄涂层FSOT，如0.2mm i.d.0.1m柱。（三）柱长一般有12m，25m，50m三种，所需柱长取决于样品的复杂性。复杂样品需长柱，短柱分析速度快。（四）柱子的维护与贮存1载气纯度要高如用高纯氮气（99.999%），载气纯度不高柱寿命下降，如Carbowax易氧化。2柱老化新柱要老化。老柱也要定期老化，以除去样品中的难挥发物在柱头的积累。否则基线漂移，峰拖尾。3柱不用时将两端封闭，置于盒中。4柱污染时用戊烷、二氯甲烷或甲醇冲洗。四进样系统毛细管柱GC系统如下，其与填充柱GC系统的气路显著不同。气化室检 测 器 记录仪载气进样分流补气分流的目的：防止毛细管柱超载。补气的目的：从柱尾向检测器吹气，使柱中的组分一出来便被送到检测器，以防峰展宽。（一） 分流进样毛细管柱的载样量小，所需载气流速也小0.25ml/min，使用常规微量注射器进样时，柱子必然超负荷，得不到毛细管柱的高效分离能力。因此常用间接进样法，即分流进样法。分流进样法进入柱子的样品量只是进样量的极小部分，因此不会超载。此外，分流进样法的另一重要作用是汽化室中载气流量大，速度快，被汽化了的样品在汽化室停留时间短，很快进入柱子，同时汽化室也能得到迅速的冲洗，这样避免了非瞬间进样而引起的谱带展宽。分流口载气1分流比分流比可以定义为：在所进样品完全气化，并与载气充分混合的条件下，样品通过分流进样器进入柱子的流量Fc，与通过分流器放空的流量F分流之比。分流比 S= Fc / F分流 可通过皂膜流量计测定常用分流比为1：201：300。由于载气通过毛细管柱的流量很小，用皂膜流量计不易测量，Fc也可以通过计算求出： Fc = r2L/ tM式中，r、L、tM分别为毛细管柱的半径、柱长、及死时间。2分流失真线性分流：指样品组分经过分流器分出的一小部分样品量进入柱子时，它能代表原样品中各组分的含量（比例）。分流失真：非线性分流则分流失真。分流失真原因：（1） 气化室温度太低，未达到样品中沸点最高组分的沸点温度。（2） 样品气化后未与载气充分混匀。气化室需填充一定量的玻璃棉（1cm高）。（3） 分流点位置过高。（4） 分流比过小。（5） 进样量过小，难气化组分残留在针头中，未气化。3分流进样的优缺点优点：（1） 不会引起柱子超载。（2） 不伤柱子。（3） 出峰尖锐。缺点：（1） 不适宜于痕量分析。（2） 操作不当会引起分流失真（二）不分流进样毛细管柱的不分流进样技术比通常的分流进样技术监测灵敏度可以提高13个数量级，因此在药物代谢产物、天然产物等痕量分析领域受到重视。1不分流进样在进样前，分流阀将分流气路关闭，等待3080秒，使溶剂及样品蒸气进入毛细管柱后，打开分流气路，残留在气化室的蒸气通过分流气路放空。不分流进样的溶剂峰拖尾：2溶剂效应（低温浓集）为了使样品组分在柱中再浓集，在进样时，使柱温低于溶剂的沸点2530。这样溶剂蒸汽在柱口端冷凝，冷凝的溶剂暂时保留了汽化的溶质。停留3080秒后柱温开始升高，溶剂汽化，样品组分在柱头浓集，最终汽化。如此操作可使峰形尖锐，提高灵敏度。但毛细管柱的前端易于损坏（约23m）。载气第四节 检测器检测器分为通用型以及选择型两种： 通用型：分析对象范围广泛,对有机物均有响应，如FID，TCD，MSD检测器。选择型：仅对某类化合物有响应,如ECD，FPD。现对常用GC 检测器介绍如下：一. 火焰离子化检测器FID(flame ionization detector)火焰离子化检测器是以氢气在空气(或氧气)中燃烧生成的火焰为能源的,因而得名。为通用型检测器。氢气载气空气喷 口氢火焰废气收集极发射极（点火极）又称极化极氢火焰离子化检测器示意图(一) 原理FID基本结构包括燃烧喷口，发射极,收集极及载气，氢气，空气的管路。通常在发射极上加+150V300V的电压,则在喷口附近形成一个电场。来自色谱柱的载气与氢气与氧气混合后，自喷口流出,与空气相遇，为点火极(枪)所引燃。.当样品组分出现在载气中时，为氢火焰之高温所离子化，形成正离子和负离子(或电子)。在电场作用下，正离子移向收集极，从而产生微电流信号，经微电流放大器放大，由记录仪记录下来。也可在发射极加负电压，则收集极收集为负离子流。(二) 影响FID灵敏度的因素：1氢氮比当N2：H2=1:11:1.5时灵敏度好。2空气流量空气 灵敏度 当空气达到500ml/min时灵敏度不再随空气而升高。一般H2：空气=1：10。3极化电压极化电压 响应值 高到一定程度则不再明显一般使用150V300V4不同化合物的响应（1） FID对烃类化合物的响应最高，而且对不同的烃类的响应值都很接近。 （2）对于含氧、氮、卤素、硫、磷、硅等杂原子的有机物，FID的响应降低，杂原子越多，响应值越低。二电子捕获检测器ECD（electron capture detector） eee载 气废弃放射源ECD为选择型高灵敏度检测器，它对具有高电负性的组分具有高灵敏度。主要用于检测含卤素的有机物及含硝基的有机物。对于含氧、硫、氮、磷、金属的有机物也有信号。灵敏度：ngpg级。主要元件：放射源（多为63Ni或3H），阳极，阴极。3H放射源的使用温度在220以下，63Ni放射源的使用温度350以下。放射源产生射线，使载气解离：N2 2N+ + 2 e -由阳极收集电子，形成稳定的基流。当电负性组分进入检测器，捕获了电子，从而使基流下降，产生信号。 R-Cl + e -R-Cl -要求：载气纯度要高，不能用普氮。 载气需经脱氧处理，以提高灵敏度。三热导检测器TCD （thermal conductivity detector）TCD为通用型检测器，灵敏度g级（10100g级）。R2R1R4R3工作臂参考臂接柱尾载气（一）工作原理热敏元件作为惠斯登电桥的臂。以恒定直流电通过电桥。参考臂只为纯载气通过，工作臂为携带柱馏出物的载气通过。组分从柱中流出前，两臂均为纯载气通过，电桥处于平衡状态，两端的电位差很小，便是TCD的本底电流。由于待测物与载气有着不同的热导系数，当其从柱中馏出随载气通过工作臂时，带走的热量就和纯载气带走的不同，故使工作臂的电阻值发生变化，使电桥失去平衡，两端的电位差值随之发生突变，测量其相应的电流变化值便是TCD对该组分的响应。（二）TCD的特性1 为浓度型通用检测器。2 不破坏样品，可串联其它检测器。3 载气的热导系数与被测物的热导系数相差越大，灵敏度越高。灵敏度H2HeN2,故常用H2及 He作载气。4 热敏元件的电阻值越大，灵敏度越高。5 热丝与池体的温度差值越大，越利于热传导，故采用低的池体温度为好，但要以样品不被冷凝沾污池体为限。6 桥电流越大越灵敏，但不同的载气和不同的热敏元件有不同的最高允许桥流，操作时要严格遵照仪器说明书。一般H2作载气时用120180mA，N2 用80 mA。四MS检测器在FTMS中，使脉冲电子束通过分析池，使池中样品离子化，然后加一射频场，其频率范围相当于欲测定质量的范围。五GC-IR：主要用于鉴别。第四节 程序升温气相色谱法一程序升温法的特点在GC 中，当只需测定样品中某一个组分时，一般只需采用一个固定的柱温便可，因为只需将待测物与其他组分分离便可，而不必考虑其他成分是否分开。柱温恒定不变的GC 法称为恒温气相色谱法。但是当需测定样品中含多个组分，且这些组分沸点相差较大时（如中药挥发油中多种成分的分析），采用恒温GC法往往不能得到满意的结果。当采用较低柱温时，低沸点组分可以得到很好分离，而高沸点组分则出峰太慢，峰形变宽，有的高沸点组分甚至不能流出。（见图A）。1 3 24 567图A、采用恒温GC法在较低柱温时分离分析样品中多个组分当采用较高柱温时，高沸点组分可以出峰，并获得较尖锐峰形，但低沸点组分由于流出太快而无法得到完全分离（见图B）。图B、采用恒温GC法在较高柱温时分离分析样品中多个组分在这种情况下，可以采用程序升温GC法来分析样品。即柱温按预定的程序，随时间呈线性或非线性地升高（增加），于是样品组分便可在不同柱温下流出。当柱温较低时，低沸点组分最早流出并能得到良好分离，随着柱温的逐步升高，高沸点组分逐个流出，并能和低沸点组分一样也能得到良好的尖峰。（见图C）。1 324 5 67 8 9图C、采用程序升温GC法分离分析样品中多个组分程序升温优点：1. 可使低沸点组分与高沸点组分同时得到检测2. 峰形尖锐，提高检测灵敏度3. 省时4. 较快的赶走柱中杂质峰，便于下一次分析。例：复方丁香吸入剂的GC分析处方： 主成分：丁香 400g 丁香酚冰片 170g 龙脑、异龙脑薄荷脑 170g 薄荷醇细辛 200g 吴茱萸 100g 加入正十一醇后的色谱图1.薄荷脑 2.异龙脑 3.龙脑 4.正十一醇5丁香酚（2和3为组成冰片的一对异构体）3/min140（6 min）175 （10min）前六分钟使杂质出完升温过程（约12min）使1，2，3，4依次流出 175使5流出二. 程序升温方式1. 线性升温法T0T0t (min)T（）T=T0+r t r为升温速率2.非线性升温T0（t0）T0rT1 (t1)rt1T1(1) 线性-恒温加热 （2）恒温-线性（3）恒温-线性-恒温（4）多阶程序升温rt1T1 (t1)T1T0（t0）T1 (t1)T2 (t2)T3 (t3)T0（t0）r1r2r33. 保留温度在程序升温中，某一样品组分流出色谱柱时的柱温称为该组分的保留温度，以TR 表示。 TR = T0 +（tR-t0）r （升温过程中）第五节 药物的气相色谱分析法一、 常规GC分析气相色谱使用气体为流动相，被分析组分必须要有一定的蒸气压，气化后才能在柱上分析。1 对于分子量小于500，分子结构中不含OH，NH2，COOH，SO3H，SH，NHR，CONH等极性官能团的并且对热稳定的药物一般均可采用GC法进行分析。2 对于含上述极性官能团，但分子量小于150并且极性中等或仅为弱极性者，也可直接GC分析。如龙脑（）。例1 盐酸丁咯地尔（活脑灵）的GC条件（中国医药工业杂志1996,27(3):119；抑制血小板凝集，改善组织供血，对脑血栓，老年痴呆有效。）Formula:C17H25NO4OV-101石英毛细管柱，12m0.2mm I.D.；INJ=DET=250；10/minCOL: 160(0min)240(4min)。例2 维生素EFormula:C31H52O3；MW=4722% OV-17 填充柱（待测物分子量大时，需涂布的固定液少，以提高传质速率，使其尽快流出！）；INJ=DET=300；COL=265。3部分含极性官能团，对热不稳定的中等分子量药物也可GC分析。例3 尼索地平(Nisoldipine)40/minGC-ECD，血中可测到0.1ng/