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1、全二维气相色谱,汇报人：long未来加油,1.发展历程2.方法原理3.方法特点4.全二维气相色谱的调制器5.影响因素及条件的选择6.最新进展及应用,全二维气相色谱技术发展历史,1.发展历程,2.方法原理 全二维气相色谱是把分离机理不同且互相独立的两根色谱柱以串联方式结合成的二维气相色谱，两根色谱柱由调制器连接，调制器起捕集、聚焦、再传送的作用。经第一根色谱柱分离后的每一个色谱峰，都经调制器调再以脉冲方式送到第二根色谱柱进一步分离。,全二维气相色谱原理示意图,全二维气相色谱分离原理简化分析图,1D chromatogramAt first column outlet,Raw 2D chromat
2、ogramAt second column outlet,Second-dimension chromatogramsStacked side by side,2D colour plot,Modulation,transformation,Visualization,全二维气相色谱谱图,3.方法特点,（1）分辨率高、峰容量大。在一个正交的GCGC系统中，峰容量为其组成的两根柱子各自峰容量的乘积，分辨率为两根柱子各自分辨率平方加和的平方根。可以说，GCGC是目前最高分辨率的仪器。,（2）灵敏度高。经第一支色谱柱分离后，馏分在调制器聚焦，再以脉冲形式进样，信号强度比调制前放大了约几十倍。因此，灵
3、敏度可比通常调制前放大了约20-50倍。 （3）分析时间短。由于使用了两根不同极性的柱子，因此样品更容易分开，总分析时间反而比一维色谱短。,调制前后谱图的变化（冷喷调制器调制周期为3s）,（4）定性可靠性大大增强。两个因素对此起作用：一是大多数目标化合物和化合物组可基线分离，减少了干扰；二是峰被分离成容易识别的模式，同系物成员在第二维具有类似的保留值，而异构体成员则形成“瓦片状”排列，形成“结构化”谱图。,在GCGC中，核心部件是安装在两柱之间的调制器，硬件开发研究主要集中在发展更可靠并易于操作的调制技术。调制器起到捕集、聚焦、再传送的作用，相当于第二维色谱柱的连续脉冲进样器。,4.全二维气相
4、色谱仪器调制器,一个优良的调制器需满足的条件是: (1)能定时浓缩从第一柱流出的分析物； (2)能转移很窄的区带到第二柱的柱头，起第二维的进样器的作用； (3)聚焦和再进样的操作应是再现的，且非歧视性的。这种聚焦和再进样的过程应是可以重现的，而且对所有物质是非歧视性的。,狭缝式热调制器,A、热调制器,径向冷调制器（LCMS)结构图,B、冷调制器,阀调制器结构图,C、阀调制器,改进型阀调制器结构图,5.影响因素及条件的选择,影响气相色谱总分离效能指标的因素有柱效、容量因子和相对保留时间，因此气相色谱的优化涉及色谱热力学和动力学。全二维气相色谱与一维气相色谱相似，条件的优化需要考虑柱系统、固定相、
5、柱参数、柱温及其流速对分离的影响。但在给定的柱系统条件下，在实际样品分析中最常用的优化因素是柱温。,（1）柱温全二维气相色谱两根色谱柱以串联方式连接，第一根色谱柱为常规色谱柱，第二根色谱柱为细内径短柱以实现快速分离。通常情况下，柱温采用线性程序升温。组分在第二维的分离一般为2-10s，近似恒温条件。当两柱置于同一柱箱时，组分在第一维柱后的流出温度即为第二维的恒温分离温度。,同时总的分析时间最短。1DGC柱温智能最佳化是围绕最难分离物质对及其交叉点的预测展开。全二维气相色谱需综合考虑两维的分离能力。组分的总分离效能指标包括第一维的总分效能指标和第二维的总分离效能指标。,程序升温速率对GCGC分离
6、影响,程序升温对GCGC分离速率的影响,柱系统的选择对GCGC分离影响,（2）柱系统,（3）柱参数,为了实现二维的正交分离，在选择合适的柱系统并且柱温采用程序升温方式时，还应选择恰当的初始柱温。初始柱温过高会影响正交分离，特别对先流出的同系物成员影响较大。程升速率增加，同系物组分的流出温度同步长增加，不同的程序升温速率对正交分离影响不大。对于未知样品的全分析，增加柱长不是改善二维分离的最好办法。,6.最新进展及应用,从1999年起开始全二维气相色谱的研究工作。他们在油品族组成分析、中药挥发油的组成表征、卷烟烟气的组成表征、石油馏分中硫化物的组成分布等方面开展了多项研究。,（1）烟草由于烟草制品
7、和烟气化学成分极为复杂，采用一维色谱技术分析有些成分可能分离不彻底，一个峰里包含几种成分，或者痕量组分无法检测出。在一维峰形很好的-大马酮的色谱峰，在GC*GC中经调制后被分离成6种成分。,（2）二噁英,为了避免二噁英在分离过程中的分解, 通常使用的柱子长度为 1530 m,膜厚为 0.25 m 的毛细管柱,（3）西湖龙井,经综合筛选（1.6 GCGC-TOFMS数据处理方法），确定西湖龙井茶中的 522 个共有香气组分，而传统的一维 GC-MS 每次可定性定量分析的香气成分的数量一般在 100 个以下。,展望全二维气相色谱作为一个近年出现的新技术，发展的历史还很短，在理论、调制器技术和应用方
8、面还有许多工作有待开展。离线的样品处理和分析可能导致分析结果的巨大错误，所以开发现场的，原位的分析仪器和方法是一个重要趋势。,参考文献：1沈晶晶. 气相色谱技术在石化分析中的应用进展J. 广州化工,2015,05:49-51.2朱荫,杨停,施江,余方林,戴伟东,谭俊峰,郭丽,张悦,彭群华,吕海鹏,林智. 西湖龙井茶香气成分的全二维气相色谱-飞行时间质谱分析J. 中国农业科学,2015,20:4120-4146.3邱涯琼,路鑫,许国旺. 全二维气相色谱在药物分析中的应用J. 药物分析杂志,2008,03:498-505.4伊奥尔,孟昭宇. 全二维气相色谱技术及其在烟草行业中的应用J. 云南化工,
9、2011,01:64-69.5朱书奎,邢钧,吴采樱. 全二维气相色谱的原理、方法及应用概述J. 分析科学学报,2005,03:332-336.,6尹帅星,吕冰,张磊,李敬光,吴永宁. 血清中二噁英类物质的同位素稀释-全二维气相色谱-串联质谱法研究J. 食品安全质量检测学报,2015,03:992-999.7杨永坛,王征. 全二维气相色谱分析直馏柴油中含硫化合物J. 分析化学,2010,12:1805-1808.8高儇博,常振阳,代威,童婷,张万峰,何生,朱书奎. 全二维气相色谱在石油地质样品分析中的应用进展J. 色谱,2014,10:1058-1065.9王汇彤,张水昌,翁娜,李伟,秦胜飞,马文玲. 凝析油全二维气相色谱分析J. 石油勘探与开发,2012,01:123-128.,谢谢！敬请批评指正！,
