气相色谱检测器的原理及影响灵敏度的因素
影响气相色谱定量分析准确度因素
浅析影响气相色谱定量分析准确度的因素摘要：气相色谱法是上世纪五十年代出现的一项重大科研成就，他在建筑、农业，工业，科研等方面都有广泛的应用。
气相色谱具有高效能、高选择性,高灵敏度,易实现自动化,是现代科学质量管理中一个重要的工具。
气相色谱分析是一种快速准确的定量分析方法，它克服了常规化学分析方法的一些干扰因素，加快了检测分析的速度，为其物质中单个组分和多个组分的定性、定量问题给出了一个行之有校的解决办法。
但是，要取得准确的定量结果，还必须对影响准确度的各种因素，在定量方法选择正确、峰面积或峰高等参数准确测量、校正因子合理运用的前提下，考虑影响定量结果的各种操作因素。
一个准确的结果，往往和每一个操作步骤的严谨是分不开的，因此我们在工作中，要在准确度上下功夫，现就以下几种因素对准确度的影响写出一点看法。
关键词：定量分析载气进样系统色谱柱影响随着气相色谱分析技术的提高，气相色谱仪作为一种常用的检测手段，已经广泛运用到各行各业，作为一种相对复杂的仪器，其气路系统、进样系统，色谱柱，检测器等各个方面的因素都会影响到最终数据的准确性，本文就以上一些相关因素的控制方面进行了一些阐述。
一、载气与辅助气体部分的影响气相色谱对载气的质量要求是十分严格的，载气与辅助气体不仅要压力、流速上稳定，而且还要通过净化设施，如果载气与辅助气体的纯度不够，就会影响分析的准确性。
有时会不出峰，或者是乱出峰，更严重会损坏色谱柱，并有可能对一些检测器产生损坏。
载气中的主要杂质有水汽及氧气等，能影响保留值的准确测定。
1.载气中存在水汽时的影响。
憎水性固定液不受水汽的影响，但亲水性固定液如聚乙二醇的保留特性，其受载气中水汽的影响就十分的大。
如分析白酒常用聚乙二醇（peg）柱，载气中水的存在使部分固定相或硅烷化担体发生水解，就会损坏柱子，产生基线噪声和拖尾现象，降低检测器的灵敏度，有时直接影响出峰，使正常的分析工作无法进行。
改进方法：对于以亲水性固定液为主的受载气中水汽的影响比较大的色谱柱，通过对该柱通入干燥的载气，除去柱中水分，再对柱进行适当的老化处理，一般情况下，柱的保留特性可恢复原状。
气相色谱的原理
色谱法的介绍色谱分析法的特点是他具有高超的分离能力，而各种分析对象又大都是混合物，为了分析鉴定他们是由什么物质组成和含量是什么，必须进行分离，所以色谱法成为许多分析方法的先决条件和必需的步骤。
色谱法在近年来各类分析化学方法中占有十分重要的地位。
色谱法有许多优点：分离效率高：例如毛细管气相色谱柱（0.1~0.25um i.d,）30~50m其理论塔板数可以到7万~12万。
应用范围广：几乎可用于所有化合物的分离和测定。
分析速度快：一般在几分钟到几十分钟就可以完成一次复杂的样品的分离和分析。
样品用量少，用极少的样品就可以完成一次分离和测定。
灵敏度高，GC可以分析几纳克的样品，FID可达10-12 g/s, CD达10-13g/s。
分离和测定一次完成，可以和多种波谱分析器联用。
易于自动化，可在工业流程中使用。
色谱法的基本原理：使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。
样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。
与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快，由于流出的速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的带或区，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。
气相色谱的介绍。
气相色谱仪主要由气流系统、色谱分离系统、温度控制系统、检测系统、数据处理及其它辅助部件等构成。
气相色谱过程：待测物样品被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气体（指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物样品蒸汽带入柱内分离。
其分离原理是基于待测物在气相和固定相之间的吸附-脱附（气固色谱）和分配（气液色谱）来实现的。
气液色谱通常直接称之为气相色谱，它是利用待测物在气体流动相和固定在惰性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分离。
气相色谱系统气流系统为氮气、氢气及空气等的流路。
用氮气做载气，氢气与空气作燃烧气。
气相色谱分析法--检测器
TCD的清洗
将丙酮、乙醚、十氢萘等溶剂装满检测器的测量池，浸泡一段 时间（20min左右）后倾出，如此反复进行多次，直至所倾出 的溶液比较干净为止。 当选用一种溶剂不能洗净时，可根据污染物的性质先选用高沸 点溶剂进行浸泡清洗，然后再用低沸点溶剂反复清洗。洗净后 加热使溶剂挥发，冷却至室温后，装到仪器上，然后加热检测 器，通载气数小时后即可使用。
TCD基线噪声和漂移
基线噪声N（mV） 在没有样品进入检测器的情况下，仅由 于检测仪器本身及其它操作条件（如柱 内固定液流失，橡胶隔垫流失、载气、 温度、电压的波动、漏气等因素）使基 线在短时间内发生起伏的信号 基线漂移M（ mV/h ） 使基线在一定时间内对原点产生的偏离， 称为漂移（M），单位mV/h
ECD操作条件的选择（1）
载气和载气流速 ECD一般采用N2作载气，载气必须严格纯化，彻底除去水和氧。 载气流速增加，基流随之增大，N2在100mL/min左右，基流最大， 为了同时获得较好的柱分离效果和较高基流，通常采用在柱与检 测器间引入补充的N2，以便检测器内N2达到最佳流量。 检测器的使用温度 当电子捕获检测器采用3H作放射源时，检测器温度应小于220℃； 当采用63Ni 作放射源时，检测器最高使用温度可达400℃。
ECD工作原理（1）
当载气（N2）从色谱柱流出进入检测器时，放射源放射出的β 射线，使载气电离，产生正离子及低能量电子：
+ N 2 β射线→ N 2 + e
这些带电粒子在外电场作用下向两电极定向流动，形成了 约为10-8A的离子流，即为检测器基流。当电负性物质AB进入离 子室时，因为AB有较强的电负性，可以捕获低能量的电子，而形 成负离子，并释放出能量。电子捕获反应：AB + e → AB − + E （应式中，E为反应释放的能量）
co气相色谱法fid检测下限
1. 背景介绍气相色谱法（Gas Chromatography, GC）是一种常用的化学分析技术，通过在气相载体中将样品分离为不同的化合物，然后使用检测器进行检测和定量。
气相色谱法广泛应用于食品检测、环境监测、药物分析等领域。
而气相色谱法结合荧光火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector，FID）可以对样品中的不同成分进行灵敏度高、分辨率高的检测。
2. FID检测原理FID是一种常用的气相色谱检测器，其工作原理是通过检测被氢火焰离子化的化合物产生的离子流来实现检测。
当样品进入火焰离子化区时，化合物会在火焰中燃烧并生成离子流。
这些离子会在电子收集器上产生电流信号，通过放大和处理电流信号来实现对样品中化合物的检测和定量。
3. FID检测下限的定义FID检测下限是指在特定条件下，检测器可以对样品中某一化合物的最小浓度进行可靠检测的能力。
通常来说，FID检测下限是指信噪比达到3：1时对目标化合物的检测限。
在实际分析中，FID检测下限的大小直接影响着分析的准确性和灵敏度。
4. 影响FID检测下限的因素FID检测下限受到多种因素的影响，包括样品矩量、分析条件、仪器性能等。
其中，样品浓度是影响FID检测下限的重要因素之一。
通常来说，样品浓度越低，FID检测下限也会相应增加。
分析条件如气相色谱柱的选择、进样量、进样方式等也会对FID检测下限产生影响。
仪器性能方面，FID检测下限还受到仪器灵敏度、稳定性等因素的影响。
5. 提高FID检测下限的方法为了获得更低的FID检测下限，可以采取一系列的方法来优化分析条件。
合理选择气相色谱柱和进样量，尽量减少样品进入系统时的损失。
优化气相色谱条件，如提高进样器温度、调整气相流速等，可以有效提高分离效果和信噪比，从而降低FID检测下限。
定期维护和校准FID检测器，保证其稳定性和灵敏度也是提高FID检测下限的重要手段。
6. 结语FID检测下限是气相色谱分析中一个关键的参数，它直接影响着分析的准确性和灵敏度。
气相色谱质谱仪的结构和基本原理
一、气相色谱质谱仪的定义气相色谱质谱仪是一种高效、高灵敏度的分析仪器，结合了气相色谱和质谱两种分析技术，能够对样品中的化合物进行分离和鉴定。
它在环境监测、药物分析、食品安全等领域有着广泛的应用。
二、气相色谱质谱仪的结构1. 气相色谱部分气相色谱部分主要包括进样系统、色谱柱、色谱炉、检测器等组成。
进样系统用来引入样品，色谱柱用于分离混合物中的成分，色谱炉用来加热和蒸发样品，检测器用来检测色谱柱输出的化合物。
2. 质谱部分质谱部分主要包括离子源、质量分析器和检测器。
离子源用来将化合物转化为离子，质量分析器用来对这些离子进行分析，检测器则用来检测质谱输出的信号。
3. 数据处理系统数据处理系统用来接收、处理和输出色谱和质谱的数据，包括化合物的质谱图和色谱图等。
三、气相色谱质谱仪的基本原理1. 气相色谱原理气相色谱利用气体流动的作用将混合物中的成分分离开来。
当样品进入色谱柱后，不同成分会根据其在色谱柱固定相上的分配系数不同而在色谱柱中移动，最终被分离出来。
2. 质谱原理质谱是利用化合物在电场作用下产生碎片离子，并根据这些离子的质量比进行分析。
质谱仪会将化合物转化为带电离子，然后通过电场和磁场对这些离子进行分析，最终得到质谱图谱。
3. 联用原理气相色谱质谱联用仪将气相色谱和质谱联接在一起，样品首先经过气相色谱的分离，然后进入质谱进行离子化和分析，最终得到色谱和质谱的数据。
通过联用，可以更加准确地对化合物进行分析和鉴定。
四、气相色谱质谱仪的应用气相色谱质谱仪在环境监测、药物分析、食品安全等领域有着广泛的应用。
在环境监测中，可以用来分析空气中的挥发性有机物；在药物分析中，可以用来鉴定药物中的杂质和成分；在食品安全领域，可以用来检测食品中的农药残留和添加剂。
五、气相色谱质谱仪的发展趋势近年来，随着科学技术的不断进步，气相色谱质谱仪在分析性能、数据处理和操作便捷性方面都有了很大的提升。
未来，气相色谱质谱仪将更加智能化，分析速度将更快，分辨率将更高，对于微量成分的分析将更加准确。
fid检测器原理
fid检测器原理
fid检测器是一种常用的色谱检测器，它的原理基于化合物在气相色谱柱中的分离和检测。
fid检测器是一种无偏析检测器，对大多数有机化合物都有很高的灵敏度，因此在气相色谱中得到了广泛的应用。
fid检测器的原理主要包括以下几个方面：
首先，fid检测器通过氢气燃烧产生的离子流来实现检测。
当化合物进入燃烧炉后，在高温下被完全氧化，生成二氧化碳和水。
随后，这些产物会通过催化剂转化为离子流，进而产生电流信号。
其次，fid检测器的灵敏度高。
由于燃烧产生的离子流与化合物的浓度成正比，因此fid检测器对大多数有机化合物都有很高的灵敏度。
这使得fid检测器在气相色谱分析中能够检测到微量的化合物。
另外，fid检测器的选择性好。
由于fid检测器是一种无偏析检测器，对大多数有机化合物都有很高的响应，因此具有很好的选择性。
在气相色谱分析中，fid检测器可以准确地检测到各种化合
物，而不会受到其他成分的干扰。
最后，fid检测器的响应线性范围广。
fid检测器对化合物的响
应与其浓度成线性关系，因此可以用来进行定量分析。
而且，fid
检测器的线性范围很宽，可以满足对不同浓度范围内化合物的检测
要求。
综上所述，fid检测器是一种灵敏度高、选择性好、线性范围
广的色谱检测器，其原理基于化合物在气相色谱柱中的分离和检测。
在气相色谱分析中，fid检测器能够准确、快速地检测到各种化合物，因此在化学分析领域得到了广泛的应用。
气相色谱仪的基本原理与结构
气相色谱仪的基本原理与结构一、气相色谱仪的基本原理：色谱法，又称色谱法或色谱法，是一种利用物质的溶解性和吸附性的物理化学分离方法。
分离原理是基于流动相和固定相混合物中各组分功能的差异。
以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法(Gas Chromatography，简称GC)，气相色谱是机械化程度很高的色谱方法，广泛应用于小分子量复杂组分物质的定量分析。
流动相:携带样品通过整个系统的流体，也称为载气。
固定相:色谱柱中的固定相、载体、固定液和填料。
二、气相色谱仪的组成：气相色谱仪主要由气路系统、采样系统、分离系统、检测及温控系统和记录系统组成。
图1. 气相色谱仪结构简图1. 气相色谱仪的气路系统气相色谱仪的气路系统包括气源、净化干燥管和载气流速控制装置，是一个载气连续运行的密闭管路系统，通过气相色谱仪的气路系统获得纯净、流速稳定的载气。
气相色谱仪的气路系统气密性、流量监测的准确性及载气流速的稳定性都是影响气相色谱仪性能的重要因素。
气相色谱仪中常用的载气有氢气、氮气和氩气，纯度要求99.999%以上，化学惰性好，不与待测组分反应。
载气的选择除了要求考虑待测组分的分离效果之外，还要考虑待测组分在不同载气条件下的检测器灵敏度。
2. 气相色谱仪的进样系统气相色谱仪的进样系统主要包括进样器和气化室两部分。
(1)注射器:根据待测组分的不同相态，采用不同的注射器。
通常，液体样品用平头微量进样器进样，如图2所示。
气体样品通常通过旋转六通阀或色谱仪提供的吸头微量进样器注入，如图2所示。
图2. 气体、液体进样器固体试样一般先溶解于适当试剂中，然后用微量注射器以液体方式进样。
（2）气化室：气化室一般由一根不锈钢管制成，管外绕有加热丝，作用是将液体试样瞬间完全气化为蒸气。
气化室热容量要足够大，且无催化效应，以确保样品在气化室中瞬间气化且不分解。
3. 气相色谱仪的分离系统气相色谱仪的分离系统是气相色谱仪的核心部分，作用是将待测样品中的各个组分进行分离。
气相色谱仪检测器的灵敏度和检测限测量结果的不确定度评定
八、气相色谱仪检测限测量结果的不确定度评定 （一）、测量过程简述1、测量依据：JJG700-1999计量检定规程2、测量环境条件：温度 ( 5-35)℃ 相对湿度 ：（20-85）%3、测量标准：标准物质 ⑴苯——甲苯 ⑵正十六烷——异辛烷 ⑶甲基对硫磷——无水乙醇 ⑷丙体六六六——异辛烷⑸马拉硫磷——异辛烷与偶氮苯混合液 ⑹氮（氦、氢）中甲烷标准气体 4、被测对象：气相色谱仪5、测量方法：气相色谱仪（以下简称仪器）是在规定了仪器载气流速稳定性，柱箱温度稳定性，程序升温稳定性的情况下，用微量注射器，注入一定体积的标准物质，利用试样中各组分在色谱柱中的气相和固定相间的分配及吸附系数不同，由载气把气体试样或汽化后的试样带入色谱柱中进行分离，并通过检测器进行检测的仪器。
根据各组分的保留时间和响应值进行定性、定量分析。
6、评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
（二）、数学模型：1δχχ+=y式中：y ——仪器检测限理论值，χ——实测仪器检测限，1δχ ——标准物质对测量结果的影响 （三）各输入量的标准不确定度分量的评定 1、输入量1δχ标准不确定度()1x u δ的评定的评定：由标准物质证书给出相对不确定度为3%，按正态分布——k =3()1x u δ =3%/3=1.0% 且认为充分可靠，故自由度：()1x v δ→∞2、输入量χ标准不确定度()x u 的评定的评定2.1 利用标准物质检定仪器定量重复性的实验数据进行估计。
仪器定量重复性用6次进样色谱峰面积算术平均值的相对标准偏差表示。
0122.06103.01)(1=⨯=⨯=n x s x u 其中，0.03为规程中定量重复性的最大允许值。
自由度为：511=-=n v2.2 微量进样器引入的不确定度)(2x u ：由微量进样器引起的不确定度为1%，经验数据，按均匀分布，覆盖因子k =3 )(2x u = 301.0 = 0.0058 = 0.58% 估计)()(22x u x u ∆为0.20，，其自由度ν2=122.3 长度测量仪器的相对标准不确定度)(3x u长度测量仪器分度值的相对标准不确定度，按均匀分布，则)(3x u =321⋅×1501=0.0019 估计)()(33x u x u ∆为0.20，则其自由度：ν3=12以上三项互不相关，则输入量χ标准不确定度()x u 为：()x u =232221)()()(x u x u x u ++=2220019.00058.00122.0++=0.014 x v =()()∑ii i i x u x u ν/44=120019.0120058.050122.0014.04444++≈8（四）、合成标准不确定度及扩展不确定度的评定 1、灵敏度系数 ：数学模型： 1δχχ+=y 式中： y ——仪器检测限理论值，χ——实测仪器检测限，1δχ——标准物质对测量结果的影响 1)()(1=∂∂=x y c 1)()(12=∂∂=δχy c 2、各不确定度分量汇总及计算表 表8-1 各不确定度分量汇总及计算表3、合成标准不确定度的计算21122)}()()({)}()()({)(x u x y x u x y y u δδ⋅∂∂+⋅∂∂= )(y u =)()(122x u x u δ+=2201.0014.0+=0.0182、 有效自由度effv =()()∑ii ii c x u x u ν/44=∞+44401.08014.0018.0≈20 取置信概率p =９５%，自由度 v eff = 20 查t 分布表得()eff v t k 9595== 2.09扩展不确定度：95U ())(95y u v t eff ⋅==3.8 % （五）、测量不确定度的报告气相色谱仪检测限测量结果的扩展不确定度：95U =3.8 % v eff = 20。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不同的物质有不同的热导系数。 的物质有不同的热导系数 Because 不同的物质有不同的热导系数。故几 乎所有物质均可此检测器，只是灵敏度不够！ 乎所有物质均可此检测器，只是灵敏度不够！
只要检测器对载气产生了响应， 只要检测器对载气产生了响应，那么它就是 质量型检测器，否则就是浓度型检测器。 质量型检测器，否则就是浓度型检测器。
基本原理：
有机物CnHm裂解为含碳自由基 n CnHm CH CH 与分子态O2或激发原子态O反应 + CH+O* CHO +e+ CHO 与火焰中的大量水蒸汽碰撞，发生反应 + + CHO +H2O H3O +CO 检测信号,正离子，电子等再外加电场的作用下产生电流
气体流量 A.载气的流量 一般用N2做载气，应考虑色谱柱的分离效能。 B.H2的流量 若H2太少，氢火焰温度太低，电离的离子数目太少， 灵敏度降低。 若H2太多，则噪声大 C.空气的流量 空气是助燃剂，同时提供生成CHO+的O2，应尽量使 空气量充足。 使用温度 影响很小，只要不使水蒸汽冷凝即可。
3.载气的影响 载气的影响 载气和试样的热导系数相差愈大， 载气和试样的热导系数相差愈大，则灵 敏度愈高。 敏度愈高。 一般的组分的热导系数比载气要低， 热导系数比载气要低 一般的组分的热导系数比载气要低，故 常选择H2、 来做载气 来做载气。 常选择 、He来做载气。 4.热导池死体积 4.热导池死体积 一般热导池死体积较大，灵敏度较低， 导池死体积较大 一般热导池死体积较大，灵敏度较低， 故要求使用微型池体。 故要求使用微型池体。
待测组分与载气的热导系 热导系 数不同，那么他们引起的 数不同 两臂的温度就不同，电阻 的改变量就不同，两臂之 间就有了电压差 有了电压差，产生了 有了电压差 信号！
电阻丝发热，由于参比臂和测量臂都 只有载气流过，带走的热量值相等， 电阻的温度改变也就相等，那么两臂 的电阻还是相等的，那么两臂的电压 电压 差就为0 差就为0，此时的检测线就是基线。
氢火焰离子化检测器 影响很小，只要不使水蒸汽冷凝即可 电子捕获检测器 温度要适中
Hale Waihona Puke 载气纯度要高，稳定基流 电子 流速要稳定稳定基流 检测器温度适中 进样量不可太大，因为其线性响应范围窄 使用范围
具有电负性的物质：卤素，硫，磷， 氮，氧等。 痕量
浓度型
考点
1.选择最合适的检测器检测以下待测组分 甲烷，氟化氢，一氧化碳。 2.简述温度对3种气相色谱检测器的影响。 热导检测器 A.电流 I 增加 ，钨丝发热量 ，钨丝与热导 池间的 T增加,灵敏度增加。 B.电流 i太大时，钨丝处于灼热状态，会引 起基线不稳定。
胡承富 20081765
一.给出一个物质，如何选择合适的检测器？ 二.操作条件对检测器的灵敏度有何影响？
检测器 检测器
顾名思义：
赛
热导，那就可能与热的传导相关 火焰，离子化，那就可能与火焰、离子相关 电子，那就可能与电子的增加、减少相关
基本原理：不同的物质有不同的热导系数。 工作情况： 加上电流，只有载气通过时 当测量臂中有待测组分通过时 参比臂 参比臂 测量臂 测量臂
使用条件
一般用于痕量有机物的检测，凡是在氢 火焰中不能电离的，都不能用氢火焰离子检 测器。 故永久性气体，水，CO,CO2,NOX,H2O等 都不能检测出。
质量型
基本原理： 载气N2
N2
+
+ e-
电子在外加电源作用下产生电流，即基流
待测组分AB捕获电子 AB+eAB- +E
这样待测组分捕获电子后，基流减小，出 现倒峰
操作条件对检测器灵敏度的 操作条件对检测器灵敏度的影响 检测器灵敏度
1. 桥路工作电流的影响 导热 A.电流 i ，钨丝发热量 ，钨丝与热导池间 的 T ,灵敏度 。 B.电流 i太大时，钨丝处于灼热状态，会引 起基线不稳定。 2.热导池温度的影响 A.热导池T ，利于导热，灵敏度 。 B.热导池T太低，气体冷凝，灵敏度 。