第十四章  氣相色譜法

分析化學(xué)——藥用化學(xué)基礎(chǔ)第十四章??氣相色譜法

氣相色譜儀氣相色譜法概述01020304目錄

氣相色譜法的定性、定量分析

氣相色譜法的應(yīng)用很多中藥里面都有一種叫作“冰片”的成分。冰片是一種中藥，又名龍腦、梅片、艾粉、結(jié)片等，分機(jī)制冰片與艾片兩類。機(jī)制冰片以松節(jié)油、樟腦等為原料經(jīng)化學(xué)方法合成；艾片為菊科艾納香屬植物大風(fēng)艾的鮮葉經(jīng)蒸汽蒸餾、冷卻所得結(jié)晶，又稱“艾粉”或“結(jié)片”。具有開竅醒神、清熱消腫、止痛等功效。用于熱病神昏、驚厥，口瘡、咽喉腫痛，耳道流膿等。學(xué)習(xí)導(dǎo)學(xué)《中國藥典》（2020版，一部）中用氣相色譜法測定冰片中龍腦（合成龍腦）的含量。什么是氣相色譜法？氣相色譜法適用于哪些物質(zhì)的分離、鑒定和含量測定？氣相色譜法的分析依據(jù)是什么？學(xué)習(xí)導(dǎo)學(xué)§14-1氣相色譜法概述學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握氣相色譜法的原理。2.了解氣相色譜法的特點(diǎn)及分類。氣相色譜法（GC）系采用氣體為流動(dòng)相（載氣）流經(jīng)裝有填充劑的色譜柱進(jìn)行分離測定的色譜方法?？捎糜诜蛛x、鑒別和定量測定揮發(fā)性化合物。廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境科學(xué)、生物工程等領(lǐng)域。一、氣相色譜法的原理氣相色譜法是利用氣體作流動(dòng)相的色層分離分析方法。汽化的試樣被載氣（流動(dòng)相）帶入色譜柱中，柱中的固定相與試樣中各組分分子作用力不同，各組分從色譜柱中流出時(shí)間不同，彼此分離。氣相色譜圖二、氣相色譜法的特點(diǎn)及分類1.特點(diǎn)分離效能高、分析速度快、靈敏度高、選擇性強(qiáng)、樣品用量少以及應(yīng)用范圍廣。用于：氣體、對熱穩(wěn)定性好的極易揮發(fā)的物質(zhì)。不能用于：分子量大、極性強(qiáng)、不易揮發(fā)或受熱易分解的物質(zhì)。二、氣相色譜法的特點(diǎn)及分類2.分類（１）氣—固色譜法、氣—液色譜法（２）吸附色譜法、分配色譜法（３）填充柱色譜法、毛細(xì)管柱色譜法§14-2氣相色譜儀學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握氣相色譜儀的組成、主要部件的名稱與作用。理解色譜圖的概念和相關(guān)術(shù)語。2.熟悉氣相色譜條件的選擇和系統(tǒng)適用性試驗(yàn)。3.了解氣相色譜分析的流程。氣相色譜儀包括氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。

氣相色譜儀由載氣源、進(jìn)樣部分、色譜柱、柱溫箱、檢測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。一、氣相色譜儀的組成一、氣相色譜儀的組成１.載氣源氣相色譜法的流動(dòng)相為氣體，稱為載氣，常用氦氣、氮?dú)夂蜌錃?。可由高壓鋼瓶或高純度氣體發(fā)生器提供。載氣的凈化（除去水、有機(jī)物等雜質(zhì)）主要通過氣體凈化裝置來完成。一、氣相色譜儀的組成2.進(jìn)樣部分（１）溶液直接進(jìn)樣

（２）頂空進(jìn)樣一、氣相色譜儀的組成3.色譜柱色譜柱是分離的關(guān)鍵，是氣相色譜儀的核心組成部分。一、氣相色譜儀的組成4.柱溫箱柱溫箱控溫精度應(yīng)在±1℃，且溫度波動(dòng)小于每小時(shí)0.1℃。溫度控制系統(tǒng)分恒溫和程序升溫兩種。一、氣相色譜儀的組成5.檢測器檢測器載氣種類測定濃度應(yīng)用氫火焰離子（FID）氦氣、氮?dú)鈹?shù)ppm有機(jī)化合物電子捕獲（ECD）氮?dú)鈹?shù)ppb有機(jī)鹵素等化合物火焰光度（FPD）氦氣、氮?dú)饧s0.1ppm硫、磷化合物火焰熱離子（FTD）氦氣、氮?dú)鈹?shù)ppb氮、磷化合物熱導(dǎo)（TCD）氦氣、氫氣、氮?dú)?、氬?0ppm以上無機(jī)氣體、有機(jī)化合物一、氣相色譜儀的組成6.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可分為記錄儀、積分儀以及計(jì)算機(jī)工作站等。

→汽化室→樣品在柱中分離→各組分依次進(jìn)入檢測器→顯示器輸出色譜圖。二、氣相色譜儀的工作流程載氣（常用N2、H2、空氣）待測樣品1.開機(jī)操作：檢查開關(guān)，安裝色譜柱，開氣瓶，檢查漏氣，開開關(guān)，設(shè)參數(shù)，加熱。2.樣品的測定。3.關(guān)機(jī)：關(guān)氫氣和空氣，降溫，關(guān)載氣，關(guān)閉工作站和氣相色譜儀。三、氣相色譜儀一般操作規(guī)程1.色譜流出曲線四、色譜流出曲線與色譜術(shù)語2.色譜術(shù)語四、色譜流出曲線與色譜術(shù)語（1）基線（2）色譜峰（3）峰高，h（4）峰面積，A（5）色譜峰區(qū)域?qū)挾龋?/p>

σ，Ｗ1/2，W2.色譜術(shù)語四、色譜流出曲線與色譜術(shù)語（6）死時(shí)間，t0/tM（7）保留時(shí)間，tR（8）調(diào)整保留時(shí)間，tR’五、氣相色譜條件的選擇可以改變的條件包括進(jìn)樣口溫度、檢測器溫度、色譜柱溫度及其控溫程序、載氣種類及載氣流速、固定相、柱徑、柱長、進(jìn)樣口類型及進(jìn)樣口流速、樣品量、進(jìn)樣方式等。1.色譜柱：固定相、柱長和柱徑。2.柱溫：根據(jù)樣品沸點(diǎn)來選擇柱溫。程序升溫。五、氣相色譜條件的選擇3.載氣及其流速：低流速時(shí)，宜用氮?dú)猓桓吡魉倩蛏V柱較長時(shí)宜用氫氣。4.其他條件（1）進(jìn)樣量：0.1～1mL（2）汽化室溫度：等于樣品的沸點(diǎn)或稍高于沸點(diǎn)（3）檢測室溫度：高于柱溫30～50℃，或等于汽化室溫度六、氣相色譜法系統(tǒng)適用性試驗(yàn)系統(tǒng)適用性試驗(yàn)包括理論板數(shù)、分離度、靈敏度、拖尾因子和重復(fù)性五個(gè)參數(shù)。1.理論板數(shù)（n）用于評價(jià)色譜柱的分離效能六、氣相色譜法系統(tǒng)適用性試驗(yàn)2.分離度（R）用于評價(jià)待測物質(zhì)與被分離物質(zhì)之間的分離程度。待測物質(zhì)色譜峰與相鄰色譜峰之間的分離度R應(yīng)不小于1.5。六、氣相色譜法系統(tǒng)適用性試驗(yàn)3.靈敏度（信噪比S/N）定量測定：S/N≥10定性測定：S/N≥34.拖尾因子（T）對稱峰Ｔ值應(yīng)該在0.95～1.05。

六、氣相色譜法系統(tǒng)適用性試驗(yàn)5.重復(fù)性用于評價(jià)色譜系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)樣時(shí)響應(yīng)值的重復(fù)性能。外標(biāo)法：對照品溶液，連續(xù)進(jìn)樣５次，RSD≤2.0%。內(nèi)標(biāo)法：80％、100％和120％的對照品溶液，加入內(nèi)標(biāo)，RSD≤2.0%?！?4-3氣相色譜法的定性、定量分析學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握氣相色譜法的定性分析與定量分析的依據(jù)。2.掌握氣相色譜法的定性分析。一、定性分析方法1.根據(jù)色譜保留值進(jìn)行定性分析（1）利用保留時(shí)間定性。（2）利用相對保留值定性。（3）利用峰高增加。2.利用聯(lián)用儀器進(jìn)行定性分析GC-MS二、定量分析方法1.面積歸一化法未知樣

組分

A峰面積

1000

2000

500

1000總面積

:4500

++=+10004500

=22.2%

組分A的濃度為：二、定量分析方法2.外標(biāo)法100濃度

(ppm)100070070未知樣1uL

組分A

峰面積:700標(biāo)樣1uL（組分A100ppm）組分A峰面積:

1000組分A的濃度為

70ppm二、定量分析方法3.內(nèi)標(biāo)法未知樣+IS:100ppm

1uL組分

A1濃度比1.2面積比0.70.58標(biāo)樣1uL

組分A:100ppm

內(nèi)標(biāo):100ppm組分

A峰面積

12001000面積比

1.2內(nèi)標(biāo)：IS內(nèi)標(biāo)：IS峰面積

7001000面積比

0.7組分

A的濃度為：

未知樣中的內(nèi)標(biāo)濃度:100ppmX濃度比:0.58

=58ppm二、定量分析方法4.標(biāo)準(zhǔn)溶液加入法用某個(gè)雜質(zhì)或待測成分的純品作為對照品，按各種藥品測定方法的規(guī)定，精密稱（量）取對照品適量，配制成適當(dāng)濃度的對照品溶液，取一定量，精密加入供試品溶液中，根據(jù)外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法測定雜質(zhì)或主成分含量，再扣除加入的對照品溶液含量，即得供試品溶液中某個(gè)雜質(zhì)或主成分含量?！?4-4氣相色譜法的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)了解氣相色譜法在藥品檢驗(yàn)中的應(yīng)用。一、含量測定示例硬脂酸的含量測定色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗(yàn)：用聚乙二醇20M為固定液的毛細(xì)管柱；起始溫度為170℃，維持2min，再以每分鐘10℃的速度升溫至240℃，維持?jǐn)?shù)分鐘，使色譜圖記錄至除溶劑峰外的第二個(gè)主峰保留時(shí)間的3倍；進(jìn)樣口溫度為250℃；檢測器溫度為260℃，硬脂酸甲酯峰與棕櫚酸甲酯峰的分離度應(yīng)大于5.0。二、限度檢查示例苯甲醇注射液中苯甲醛的檢查取本品作為供試品溶液。另取苯甲醛對照品約25mg，精密稱定，置50mL量瓶中，加丙酮振搖使之溶解，用丙酮稀釋至刻度，搖勻，作為對照品溶液。按照氣相色譜法（通則0521）測定，以聚乙二醇20M為固定液；分流進(jìn)樣，分流比20:1；起始溫度為50℃，以每分鐘5℃的速度升溫至220℃，維持35min；進(jìn)樣口溫度為200℃；檢測器溫度為310℃；進(jìn)樣體積1μＬ。精密量取同體積的供試品溶液與對照品溶液，依法測定，供試品溶液色譜圖中如有與苯甲醛保留時(shí)間一致的色譜峰，按外標(biāo)法以峰面積計(jì)算，含苯甲醛不得超過

0.1％。三、有機(jī)溶劑殘留量的測定示例苯唑西林鈉原料藥中殘留溶劑（乙醇、乙酸乙酯、正丁醇與乙酸丁酯）的測定色譜條件與系統(tǒng)適用性要求：以100％二甲基聚硅氧烷（或極性相近）為固定液的毛細(xì)管柱為色譜柱；起始溫度為40℃，維持8min，再以每分鐘30℃的速度升至100℃，維持5min；進(jìn)樣口溫度為200℃；檢測器溫度為250℃；頂空瓶平衡溫度為70℃，平衡時(shí)間為30min。