毛细管气相色谱仪理论.doc

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1、毛细管气相色谱仪理论世界性的科学技术和生产的发展、进步，推动了分析化学的发展，激发了商品仪器的生产。而色谱法是分析化学的重要组成部分，从一出现就对科学的进步和生产的发展起着重要的作用。在30～40年代他为揭开生物世界的奥秘，为分离复杂的生物组成发挥了他独特的作用；50年代为石油工业的研究和发展作出了贡献；60～70年代成为石油化工、化学工业等部门不可缺少的分析监测工具。目前色谱法是生命科学、材料科学、环境科学、医药科学、食品科学、法庭科学以及航天科学等研究领域的重要手段。各种色谱仪器已经成为各类研究室、实验室极为重要的仪器设备。气相色谱是比较

2、成熟的方法，气相色谱仪使用极为普遍的仪器。1941年Martin和Synge提出用气体代替液体作流动相的可能性，11年之后James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气液色谱方法(Gas-LiquidChromatography)，因而获得了1952年的诺贝尔化学奖。在此基础上1957年高雷(M.J.E.Golay)开创了开管柱气相色谱法(Open-TubularColumnChromatography)。高雷进行毛细管气相色谱的研究高雷本来是电学和数学专家，1955年他加盟Perkin-Elmer公司，开发红外分光光度计的检测器，这

3、一年Perkin-Elmer公司推出了世界上第一台气相色谱仪，许多研究人员对这种新奇的分离方法进行深入的研究，也引起了高雷极大的兴趣，他用电学和数学的方法对填充柱色谱进行了大量的理论研究，发现如果使用毛细管柱可以把柱效大大提高。他在1957年美国仪器学会组织的第一届气相色谱会议上发表了第一篇毛细管气相色谱的报告，介绍了他的第一张毛细管气相色谱图，是在一支91m长的毛细管气相色谱柱上进行的，得到了12000个理论塔板数。次年他在阿姆斯特丹的国际气相色谱会议上发表了著名的高雷方程，阐述了各种参数对柱性能的影响。阿姆斯特丹的会议为毛细管气相色谱的发

4、展奠定了重要的基础。高雷的研究激发了许多色谱学家的极大兴趣,如英国的Desty，Scott美国的Zlatkis,Lipsky,Lovelock；德国的Kaiser，Schomberg；意大利的liberti,bruner,都为毛细管气相色谱早期的发展做出了贡献。毛细管气相色谱仪（A）现代的实验室用气相色谱仪大都是既可做填充柱气相色谱又可以进行毛细管气相色谱的色谱仪，在仪器设计上考虑了毛细管气相色谱仪的特殊要求。毛细管气相色谱仪的进样系统和填充柱气相色谱有较大的差别,色谱柱出口到检测器的联接和填充柱也有些区别，毛细管气相色谱仪的示意图和气相色谱

5、仪的照片如下图所示。毛细管气相色谱仪示意图gasinlets三种气体进口Injector进样口Detector检测器Detectoramplifier检测器放大器Datasystem&Print数据处理系统和打印机PneumaticControls气路控制系统Column色谱柱Thermostatedonen柱恒温箱毛细管气相色谱仪（B）—气源和流量控制系统毛细管气相色谱仪的这一部分部件和填充柱色谱仪没有太大的区别，只是由于毛细管气相色谱要求的载气流量比填充柱小得多(每分钟只有几毫升)，如不用分流进样，则柱前压较小，流量指示部件的数值也很低，

6、对控制和检测部件的要求要高，所以早期的毛细管气相色谱仪多用分流进样。目前毛细管气相色谱仪多采用电子压力和流量控制系统，大大提高了流量的精度。这种电子压力控制系统如下图所示：电子压力控制系统的示意图CaiierGasflow—载气流；FlowRestrictor—限流器(过滤器)；EPCBoard—电子压力控制阀电路板；PressurSenser—压力传感器；ProgrammableCoolOn-ColumnInlet—程序控制冷柱头进样口；SeptumpurgeRegulator—密封垫吹扫调节器；SeptumpurgeVent—密封垫吹扫气

7、放空；FlowRestrictor—限流器；Septumpurge--密封垫吹扫；ToDetector—到检测器；Column6—色谱柱；ElectronicPressurControlVaalve--电子压力控制阀；毛细管气相色谱仪（C）—分流/不分流进样色谱柱一般认为是色谱仪的心脏，而毛细管气相色谱仪的进样系统有把它比喻为“阿基里德的脚后跟”(Achillesheel)，即致命的弱点(据传说阿基里德除脚后跟外全身刀枪不入)，所以毛细管气相色谱的进展在很大的程度上决定于毛细管气相色谱柱(固定液和柱工艺)和进样系统的进展。毛细管气相色谱仪近年

8、已经很成熟，正是因为在这两个关键问题上有了很大的发展。为了满足定性和定量分析的要求，进样系统要没有或有很小的歧视(discrimination)，所谓歧视就是进入色