气相色谱仪原理及应用实验指导书
气相色谱仪原理及应用实验指导书
贵州大学精细化工研究开发中心（绿色农药与生物工程重点实验室）
1. 实验类型：设计型实验（研究性实验）
2. 课时安排：6课时。并运用其数据资料的能力以及归纳总结的能力等。
3. 实验目的和意义
通过学习气相色谱仪的构成和使用方法，及其在定性、定量分析中的应用，培养学生严谨的科学态度、细致的工作作风、实事求是的数据报告和良好的实验习惯（准备充分、操作规范，记录简明，台面整洁、实验有序，良好的环保和公德意识）。培养培养学生的动手能力、理论联系实际的能力、统筹思维能力、创新能力、独立分析解决实际问题的能力、查阅手册资料并运用其数据资料的能力以及归纳总结的能力等。
4. 实验原理
气相色谱分离是利用试样中各组分在色谱柱中的气相和固定相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次（103-106）的分配（吸附－脱附－放出）由于固定相对各种组分的吸附能力不同（即保存作用不同），因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。
5. 实验设备
气相色谱仪、色谱柱、容量瓶、分析实验室常用玻璃仪器、氮气、农药标准品。
6. 实验内容
了解并初步掌握气相色谱仪的基本原理与构造；了解气相色谱仪常用的几种检测器工作原理和使用范围；学习气相色谱法分离化合物和检测化合物的含量的方法；通过测定对样品的定性、定量测定，初步掌握获得气相色谱谱图和数据的一般操作程序与技术；学习样品制备的方法；了解影响分析测定的重要因素，学会优化分析条件；学习谱图和数据的处理方法；结合实验室项目，完成一个分析检测项目。
1) 样品制备
样品制备过程中，要同时考虑将被分析的样品中，可能干扰欲测组分定量的物质尽可能的分离出去。当欲测组分含量很低时，还要考虑通过样品制备使欲测组分在试验样品中的含量得以提高，便于进行色谱分析。
2) 定性、定量方法
保留时间定性；峰高、峰面积定量（归一法、外标法、内标法、标准加入法）。
3) 方法可行性的验证
联用技术进一步定性；准确度（添加回收率实验）、精密度实验。
3) 数据处理
实验中所有测量数据都要随时记在专用的记录本上，不可记在其他任何地方，记录的数据不得随意进行涂改；其平行实验数据之间的相对标准偏差（RSD）一般不应大于5%；实验结果的误差应不超过±2%。
4) 仪器操作
a. 准备与开机
b. 编辑GC分析方法
c. 样品分析与采集数据
d. 报告输出
e. 关机
7. 注意事项
1) 实验之前必须交预习报告，实验完后每人写一份实验报告。
2) 严格遵守实验室规章制度。
3) 做好实验记录工作。
8. 思考题
1) 常用的气相色谱检测器有哪几种，简述其使用原理及应用范围。
2) 样品测定前要为何要确定检测器的线性范围，如何确定？
3) 影响气相分离的因素有哪些？
附：参考实验项目
蔬菜或水果中农药残留量的测定
一、目的要求
1、 了解气相色谱仪及相关检测器的使用范围；
2、 了解电子捕获检测器（ECD）的检测原理和使用方法。
3、 掌握农药残留量的测定方法。
二、基本原理
ECD是一种选择性检测器，对含X、S、P、N、O电负性强的物质，影响很大，而对非电负性物质，则影响很小。放射源（3H或63Ni）产生的B射线将载气N2电离成正离子和电子，这些离子和电子在电场作用下形成“基流”。当电负性样品进入检测器后，便捕获自由电子，形成的负离子和载气的正离子结合为中性分子，以使基流下降，产生对应的负信号——倒峰。在一定范围内，检测器的响应信号和样品组分的浓度成正比。
六六六、DDT目前虽然已经禁用，但其化学性质稳定，半衰期长，施用后残留在大气、土壤、水体、植物中不易讲解，严重危害人体健康。
本法利用己烷提取样品，采用石英毛细管气相色谱柱进行分离，ECD检测器，外标法定量。
三、仪器与试剂
仪器：气相色谱仪（配ECD检测器）；HP-5石英毛细管色谱柱；离心机；布氏漏斗；0.5*22cm玻璃层析柱；500mL分液漏斗2只
试剂：无水硫酸钠、硫酸钠、正己烷、丙酮、浓硫酸(均为AR)；α-666、β-666、γ-666、δ-666、p, p- DDE、o, p-DDT、p, p＇-DDD，p, p＇-DDT。
四、实验步骤
1、 试样的提取和净化：
将水果或蔬菜样品置于多用食品加工机中搅碎，称取20.0 g于250 mL分液漏斗中，加入100 mL丙酮一正己烷混合液(1:1)，振摇数分钟，中间放气。再振荡40 min，转移，抽滤，残渣用50mL丙酮－正己烷混合液(1:1)洗涤，洗涤液过滤，并于另一分液漏斗中，以50 mL 20 g/L硫酸钠溶液洗涤2次，以除去丙酮。正己烷相过无水硫酸钠漏斗脱水并滤入梨形瓶中，用少量正己烷洗涤分液漏斗及无水硫酸钠漏斗，洗脱液合并于梨形瓶中，在旋转蒸发器中浓缩
至约5 mL。2、色谱条件：
色谱柱，HP-5弹性石英毛细管柱(30 m×0.32 mm i.d., 0.25 μm)；色谱柱升温程序，初温80˚C保持1 min，升温速率50 ˚C /min，升温至160˚C，再以0.5˚C/min升温至165˚C，保持1min，再以20˚C /min升温至220˚C，保持20 min；气化室温度，220˚C检测器；温度，300℃ ；载气、尾吹气均为氮气，纯度为99.999%；载气流速为5 mL/min，尾吹气流速为60 mL/min；柱头压，138 kPa；进样方式，不分流进样；进样量，1μL。
3、标准溶液配制：
用己烷配制α-666、β-666、γ-666、δ-666、p, p- DDE、o, p-DDT、p, p＇-DDD，p, p＇-DDT各为l00ppm的贮备液，操作溶液浓度与样品浓度相近。
4、色谱测定：
(1) 用各种浓度的六六六、DDT标准溶液注入色谱仪，确定ECD的线性范围；
(2) 进样品溶液，根据样品的峰高，用标准贮备液配制浓度相近的操作溶液；
(3) 在相同色谱条件下，依次进样品和标样，记录tR和色谱图。
五、数据处理
根据色谱图测量蜂高，按下式计算蔬菜、水果中的六六六、DDT的含量。
ci (mg/kg)=hi*cs*Ws / hs*Wi*K
式中， ci ——样品中农药的浓度；
hi ——扣除试剂空白后的峰高；
Ws —一标准溶液进样量；
Wi ——样品溶液进样量；
hs——标准溶液峰高；
cs——标准溶液的浓度(mg/kg )；
K——浓缩系数
六、结果与讨论